TWI501574B

TWI501574B - Power line network transmitter capable of switching noise detection and filtering

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Publication number: TWI501574B
Application number: TW102116077A
Authority: TW
Original assignee: D Link Corp
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2015-09-21
Also published as: TW201444307A; CN104144000B; CN104144000A; US20140328417A1; US9281867B2

Description

可切換雜訊偵測及濾除功能之電力線網路傳輸器

本發明係一種可切換雜訊偵測及濾除功能之電力線網路傳輸器，尤指設有一濾波單元、一電源輸出埠、一切換單元及一處理單元，且該切換單元能切換該電源輸出埠及處理單元間是否經由該濾波單元傳遞訊號，以使該處理單元能偵測出雜訊大小，或透過該濾波單元隔離雜訊，從而接收正確的網路訊號之電力線網路傳輸器。

近年來，隨著資訊的快速傳播及電子技術的蓬勃發展，網際網路已成為一個影響力無遠弗屆的訊息集散地。根據統計，在2003年時，全球媒體網路所產生的訊息量為五十億gigabytes(GB，即109個位元組)，相當於過去入類五千年來的資訊總和，而近十年來網路資訊的發展更是有增無減，目前，全世界所有使用網路之用戶，每個月至少能產生1000億的網路搜尋記錄，由此可見人們對於網路的依賴性。由於，無論是線上遊戲、廣告行銷、旅遊規劃、診療預約甚至是查詢公車到班時刻，人們都需要網路的協助才能完成，因此，如何提昇網路在各個環境中的便利性及穩定性，實為相關業者一直以來致力解決的重要課題之一。

一般言，以往使用者欲連上網路進行相關服務時，必須將乙太網路線連接至電腦設備上，始能藉由電腦設備中的路由功能，正確地與網際網路建立連線，因此，乙太網路線的佈設範圍，即可視為一個場所中網路所能涵蓋的區域大小；而隨著各種行動式電子設備(如：筆記型電腦、智慧型手機、數位個人助理等)的研發面世，無線網路的傳輸機制也逐漸成熟普及，令使用者能不受實體線路的佈設位置限制，於一個場所中的任何位置連線至網路，然而，由於無線訊號在穿透水泥牆或人體時，其訊號強度將會明顯地衰減，因此若無線訊號應用在障礙物較多的環境中，則在傳輸上可能會有時常發生訊號中斷的情事，而無法保證傳輸穩定性。

為了解決乙太網路線佈設不易、無線網路訊號又容易被障礙物所影響的問題，乃有研究人員開發出電力線網路技術(Powerline Communication，簡稱PLC)，顧名思義，係一種能利用建築物中原有的電力線，來傳輸網路訊號的技術。在使用電力線網路技術時，使用者需先分別購置一組電力線網路傳輸器(如：橋接器)，並分別插接在不同位置的電力線插座上，如此，透過各該電力線網路傳輸器對網路訊號的轉換，即能利用電力線進行網路訊號的傳輸。由於電力線為每棟建築中必有的線路架構，因此，運用電源線做為網路的骨幹傳輸介質時，使用者即無需大費周章地重新佈線，而能夠節省許多施工成本、時間，並保有裝潢的完整美觀，可說是一種極為理想的解決方案。然而，電力線網路技術在實際應用上有兩個主要的問題，茲分別說明如下：

(1)佔用插座：一般電力線的插座雖設有兩個或多個插孔，然而，該等插孔間之間距並不寬敞，遠小於該電力線網路傳輸器的構型，因此，在使用電力線網路傳輸器時，很容易就會佔用掉多個插孔的空間，造成使用者反而無法在該區域使用電力線進行供電。雖然使用者能利用延長線來避免此一問題，然而，由於市面上大多數的延長線為了提昇安全品質，多設有突波保護器等電子元件，而這類電子元件將會視網路訊號為突波，故會大幅降低網路訊號的訊號強度。

(2)雜訊干擾：由於電力線最初的目的僅作為單純的供電介質，並未特別設計高品質的傳輸能力，因此，其上的電壓將會隨著各種電子設備的負載而產生變動，甚至產生電磁輻射，此外，各種電子設備在通電時，亦容易產生雜訊，而在無形中對網路訊號造成干擾，輕則減損網路訊號傳輸的品質，重則完全破壞網路訊號。

針對前述問題，雖有業者在電力線網路傳輸器中裝設一濾波器，以濾除電力線中的雜訊，然而，由於並非所有的電子設備皆會產生強烈的雜訊，因此使用者即便購買了設有濾波器的電力線網路傳輸器，則亦無法得知是否有產生預期的濾波效果？或者根本不知該裝設於何種電子設備，以濾除最強烈的雜訊來源？因此，如何設計出一種電力線網路傳輸器，不僅能有效檢測出各電子設備所產生之雜訊，且尚能濾除該電子設備的雜訊，以提昇網路環境之品質，即成為本發明在此亟欲解決的重要問題。

有鑑於習知電力線網路傳輸器具有易佔用插座及無法判別出雜訊來源的問題，發明人憑藉著多年的實務經驗，並經過不斷地測試與改良後，終於設計出本發明之一種可切換雜訊偵測及濾除功能之電力線網路傳輸器，期能供使用者便利地建構出一良好的網路環境。

本發明之一目的，係提供一種可切換雜訊偵測及濾除功能之電力線網路傳輸器，包括一電源接收埠(如：一插頭)、一濾波單元、一電源輸出埠(如：一插座)、一切換單元及一處理單元；該電源接收埠之一端係連接至一供電單元(如：一電源插座)上，以能接收該供電單元傳來之一電力訊號及該電力訊號中所攜帶之一網路訊號；該濾波單元之一端係連接至該電源接收埠之另一端；該電源輸出埠之一端係連接至該濾波單元之另一端，該電源輸出埠之另一端則係與一負載相電氣連接，以將該濾波單元傳來之該電力訊號提供予該負載，且透過該濾波單元濾除該負載對該電力訊號所產生之雜訊；該切換單元之一第一連接端係連接至該濾波單元之一端，其第二連接端則係連接至該濾波單元之另一端，該切換單元之一控制端能被切換至僅與該第一連接端或該第二連接端相導通之狀態；該處理單元係與該控制端相連接，且其內包括一橋接模組及一偵測模組，在該控制端被切換至與該第一連接端相導通之狀態下，該橋接模組係用以接收該電力訊號中所攜帶之網路訊號，並透過實體連接線路或無線傳輸，傳送予一網路設備使用，此時，由於該濾波單元已濾除該負載對該電力訊號所產生之一雜訊，故能確保該網路訊號不致受該雜訊干擾，而正確無誤，反之，在該控制端被切換至與該第二連接端相導通之狀態下，該偵測模組將能偵測該負載對該電力訊號所產生之雜訊大小。如此，在使用者將該電力線網路傳輸器插接至該供電單元，以將電力訊號傳遞予該負載，且將網路訊號傳遞予該網路設備的情況下，使用者能先將該切換單元之控制端切換至與該第二連接端相導通之狀態下，以透過該偵測模組，得知該負載是否會產生過多的雜訊？且使用者尚能將該切換單元之控制端切換至與該第一連接端相導通之狀態，以透過該濾波單元，濾除該負載所產生之雜訊，以確保網路訊號在傳輸上的品質及穩定性。

本發明之另一目的，乃提供該電力線網路傳輸器之另一實施方式，包括一電源接收埠、一濾波單元、一切換單元、一電源輸出埠及一處理單元，該電源接收埠之一端係連接至一供電單元上，以能接收一電力訊號及一網路訊號；該濾波單元之一端係連接至該電源接收埠之另一端；該切換單元之一第一連接端係連接至該濾波單元之一端，其第二連接端則係連接至該濾波單元之另一端，該切換單元之一控制端能被切換至僅與該第一連接端或該第二連接端相導通之狀態；該電源輸出埠之一端係與該控制端相連接，該電源輸出埠之另一端則係連接至一負載；該處理單元係連接至該濾波單元之一端，且其內設有一偵測模組及一橋接模組，在該控制端被切換至與該第一連接端相導通之狀態下，該偵測模組能偵測該負載對該電力訊號所產生之一雜訊的大小，並予顯示，反之，在該控制端被切換至與該第二連接端相導通之狀態下，該橋接模組係用以接收該電力訊號中所攜帶之網路訊號，並透過實體連接線路或無線傳輸，傳送予一網路設備使用，此時，由於該濾波單元已濾除該負載對該電力訊號所產生之該雜訊，故能確保該網路訊號不致受該雜訊干擾，而正確無誤。

為便貴審查委員能對本發明之技術、結構特徵及其目的有更進一步的認識與理解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

無

〔本發明〕

1、2、3‧‧‧電力線網路傳輸器

10‧‧‧供電單元

11、21、31‧‧‧電源接收埠

12、22、32‧‧‧濾波單元

13、23‧‧‧電源輸出埠

14、24、34‧‧‧切換單元

15、25、35‧‧‧處理單元

151、251、351‧‧‧橋接模組

152、252、352‧‧‧偵測模組

153、253‧‧‧顯示模組

A1、B1、C1‧‧‧第一連接端

A2、B2、C2‧‧‧第二連接端

A0、B0、C0‧‧‧控制端

C‧‧‧行動裝置

N‧‧‧網路設備

L‧‧‧負載

第1圖係本發明之電力線網路傳輸器之第一較佳實施例之示意圖；第2圖係本發明之電力線網路傳輸器之第二較佳實施例之示意圖；及第3圖係本發明之電力線網路傳輸器之第三較佳實施例之示意圖。

本發明係一種可切換雜訊偵測及濾除功能之電力線網路傳輸器，請參閱第1圖所示，係本發明之第一較佳實施例，該電力線網路傳輸器1包括一電源接收埠11、一濾波單元12、一電源輸出埠13、一切換單元14及一處理單元15，其中，該電源接收埠11之構型可為一插頭，其一端係插接於一供電單元10(如：電力線插座)上，以接收經由該供電單元10傳來之一電力訊號，以及該電力訊號中所攜帶之一網路訊號。

請參閱第1圖所示，該濾波單元12之一端係連接於該電源接收埠11之另一端，該電源輸出埠13之一端則連接於該濾波單元12之另一端，使該電源輸出埠13係透過該濾波單元12，接收該電源接收埠11傳來之該電力訊號，其另一端可為與該供電單元10之連接規格相同之插座，以能與一負載L(如：電風扇、吹風機、電腦等電子設備)相電氣連接；該切換單元14包括一第一連接端A1、一第二連接端A2及一控制端A0，該第一連接端A1係連接於該濾波單元12之一端，該第二連接端A2則連接於該濾波單元12之另一端，該控制端A0則能選擇僅與該第一連接端A1或第二連接端A2相連接。

承上，該處理單元15係與該切換單元14之控制端A0相連接，且其內設有一橋接模組151及一偵測模組152，在該切換單元14之控制端A0被切換成(如：透過該電力線網路傳輸器1外部的一個實體控制開關)與該第一連接端A1相連接時，此時，由於該濾波單元12係設於該電源輸出埠13及該處理單元15之間，故該負載L在運作時，對該電力訊號所產生之雜訊即會先被該濾波單元12所濾除，而不會影響到該處理單元15，而使該處理單元15在透過該橋接模組151，接收該電源接收埠11傳來的網路訊號後，能正確地轉換出該網路訊號，並透過一實體連接線路(如：乙太網路線、同軸電纜線、電力線等各類連接介面)，將該網路訊號傳遞給外界一網路設備N使用；同理，該橋接模組151亦能使用無線傳輸技術(如：Zgbee、Z-wave等無線傳輸協議，其中，Zgbee為IEEE802.15.4協議的代名詞，係一種短距離、低功耗的無線通訊技術)來傳遞該網路訊號。

反之，若該切換單元14之控制端A0係被切換至與該第二連接端A2相連接，此時，由於該電源輸出埠13係直接連接於該處理單元15，連接線路中並未經由該濾波單元12之處理，故該偵測模組152將能接收負載端(即，該電源輸出埠13)傳來之電力訊號，且偵測出該負載L對該電力訊號所產生之一雜訊的大小，並予顯示，令使用者能清楚得知雜訊的大小。如此，藉由本發明之電力線網路傳輸器1，在使用者欲於設有多個電子設備之場所中佈設電力線網路時，使用者即能將該切換單元14之控制端A0切換至與該第二連接端A2相連接，且將該電力線網路傳輸器1分別連接於每一個電子設備，以得知各該電子設備於運作時所產生的雜訊大小，並將該電力線網路傳輸器1應用於產生雜訊最大的電子設備上，同時，將該控制端A0切換成與該第一連接端A1相連接，據此，即能濾除該場所中最大的雜訊來源。

在此要特別一提者，在本發明之第一較佳實施例中，該切換單元14能透過該電力線網路傳輸器1上之一實體控制開關，切換該控制端A0的連接狀態，且該處理單元15中尚包括一顯示模組153，該顯示模組153係與該偵測模組152相連接，以能顯示出雜訊的實際數值。惟，在實際施作上，該電力線網路傳輸器1亦能以無線方式與一行動裝置C(或一個人電腦、顯示設備或其他類型的電子裝置，本實施例中未強調該電力線網路傳輸器1在使用及操控上之便利性，故以行動裝置C進行說明)建立連線，令使用者能透過該行動裝置C(如：在該行動裝置C中安裝一特定的軟體程式)，控制該切換單元14的切換狀態，或透過該行動裝置C，查閱該偵測模組152檢測到的雜訊大小。此外，該顯示模組153亦能藉由比對不同時間點之雜訊，以取得雜訊的相對數值，再以投射出不同光色的方式，通知使用者偵測到之雜訊大小(如：利用紅、橘、綠色光來區別高雜訊、中雜訊及低雜訊)，合先陳明。

另，請參閱第2圖所示，係本發明之第二較佳實施例，該電力線網路傳輸器2亦包括一電源接收埠21、一濾波單元22、一電源輸出埠23、一切換單元24及一處理單元25，其中，該電源接收埠21之一端係連接至該供電單元10上，以能接收該供電單元10傳來之一電力訊號及該電力訊號中所攜帶之一網路訊號。

該濾波單元22之一端係連接至該電源接收埠21之另一端；該切換單元24包括一第一連接端B1、一第二連接端B2及一控制端B0，該第一連接端B1係連接至該濾波單元22之一端，該第二連接端B2則係連接至該濾波單元22之另一端，該控制端B0則能被切換至僅與該第一連接端B1或該第二連接端B2相導通之狀態；該電源輸出埠23之一端係與該控制端B0相連接，該電源輸出埠23之另一端則係連接至一負載L。

該處理單元25係連接至該濾波單元22之一端，且其內設有一橋接模組251、一偵測模組252及一顯示模組253，在該控制端B0被切換至與該第一連接端B1相導通之狀態下，該橋接模組251能接收該電源接收埠21傳來之網路訊號，惟，由於此時該電源輸出埠23與該處理單元25皆連接於該濾波單元22之一端，使該濾波單元22無法對該負載L產生之雜訊進行濾除，故該橋接模組251轉換網路訊號之效能將會受到雜訊之影響，而在此狀態下，該偵測模組252將能接收負載端之電力訊號，且偵測該負載L對該電力訊號所產生之一雜訊的大小，以顯示出當前雜訊的大小。

反之，在該切換單元24之控制端B0被切換至與該第二連接端B2相導通之狀態下，此時，由於該電源輸出埠23及處理單元25間係透過該濾波單元22相連接，故該濾波單元22能先濾除該負載L對該電力訊號所產生之雜訊，以確保該網路訊號不致受該雜訊干擾，而正確無誤，意即，該橋接模組251在接收到該電源接收埠21傳來之電力訊號後，將能正確地轉換出該電力訊號中所攜帶之網路訊號，並透過該實體連接線路或無線傳輸，傳送予一網路設備使用。

由上述可知，前述本發明之兩個實施例，其主要差異係在於切換單元14、24的設置位置，惟，其功效及目的皆為相同，係用於切換該電源輸出埠13、23及該處理單元15、25間是否透過該濾波單元12、22進行連接，來切換雜訊偵測功能。此外，需特別注意者，由於兩者的電路配置不同，故第一較佳實施例中，該切換單元14之控制端A0切換成與第一連接端A1相連結時，該電力線網路傳輸器1係處於一偵測雜訊狀態下，但於第二較佳實施例中，該切換單元24之控制端B0與該第一連接端B1相連結時，該電力線網路傳輸器2卻係處於一濾波狀態下。

又，在前述二實施例中，該電力線網路傳輸器1、2內接設有電源輸出埠13、23，以在該電力線網路傳輸器1、2透過該處理單元15、25，接收該網路訊號時，該負載L仍能透過該電源輸出埠13、23，接收電力訊號，以正常運作，而不至於因該供電單元10上之插座被該電力線網路傳輸器1、2所佔據，而無法取得電力。由此可知，前述實施例中的該電源輸出埠13、23，其主要功能為提昇本發明之便利性，但卻並非實現本發明的必要條件，請參閱第3圖所示，係本發明之第三較佳實施例，該電力線網路傳輸器3包括一電源接收埠31、一濾波單元32、一切換單元34及一處理單元35，該電源接收埠31之一端係連接至該供電單元10，以接收該供電單元10傳來之一電力訊號及該電力訊號中所攜帶之一網路訊號。

承上，該濾波單元32之一端係連接至該電源接收埠31之另一端；該切換單元34包括一第一連接端C1、一第二連接端C2及一控制端C0，該第一連接端C1係連接至該濾波單元32之一端，該第二連接端C2則連接至該濾波單元32之另一端，該控制端C0能被切換至僅與該第一連接端C1或該第二連接端C2相導通之狀態；該處理單元35係與該控制端C0相連接，且包括一橋接模組351及一偵測模組352，在該切換單元34之控制端C0與該第一連接端C1相導通的狀態下，該處理單元35將直接連接至該電源接收埠31之一端，使該偵測模組352能偵測出該電力訊號中所夾帶的雜訊大小；反之，在該切換單元34之控制端C0與該第二連接端C2相導通的狀態下，由於該處理單元35係透過該濾波單元32，與該電源接收埠31相連接，故該濾波單元32能濾除該電力訊號中所夾帶之雜訊，使該橋接模組351接收到該電源接收埠31傳來之電力訊號後，能正確地轉換出該網路訊號，並傳送予該網路設備N使用。

復請參閱第1~3圖所示，由於使用電力線佈設網路時，除了前述第一、二較佳實施例中，該負載L產生之雜訊外，該供電單元10所傳輸的電力訊號中，亦可能夾帶有遠端其他電子設備產生之雜訊，因此，在本發明之第三較佳實施例中，該電力線網路傳輸器3亦能透過該濾波單元32，濾除該供電單元10傳來的雜訊，據此，使用者在透過該電力線網路傳輸器3接收網路訊號時，即能將該切換單元34之控制端C0切換至與該第一連接端C1相連接，再藉由插拔該電力線網路傳輸器3周遭之各類電子設備，來判斷該偵測模組352所檢測到之雜訊大小，以找出雜訊的主要發生源，嗣，再將該切換單元34之控制端C0切換至與該第二連接端C2相連接，以接收該網路訊號，如此，即可完善地消除電力線網路中雜訊的影響。

按，以上所述，僅為本發明之若干較佳實施例，惟，本發明之技術特徵並不侷限於此，凡相關技術領域之人士在參酌本發明之技術內容後，所能輕易思及之等效變化，均應不脫離本發明之保護範疇。

1‧‧‧電力線網路傳輸器

10‧‧‧供電單元

11‧‧‧電源接收埠

12‧‧‧濾波單元

13‧‧‧電源輸出埠

14‧‧‧切換單元

15‧‧‧處理單元

151‧‧‧橋接模組

152‧‧‧偵測模組

153‧‧‧顯示模組

A1‧‧‧第一連接端

A2‧‧‧第二連接端

A0‧‧‧控制端

N‧‧‧網路設備

L‧‧‧負載

C‧‧‧行動裝置

Claims

一種可切換雜訊偵測及濾除功能之電力線網路傳輸器，包括：一電源接收埠，其一端係連接至一供電單元，以接收該供電單元傳來之一電力訊號及該電力訊號中所攜帶之一網路訊號；一濾波單元，其一端係連接至該電源接收埠之另一端；一電源輸出埠，其一端係連接至該濾波單元之另一端，其另一端則與一負載相電氣連接，以將該濾波單元傳來之該電力訊號提供予該負載，且透過該濾波單元濾除該負載對該電力訊號所產生之雜訊；一切換單元，包括一第一連接端、一第二連接端及一控制端，該第一連接端係連接至該濾波單元之一端，該第二連接端則連接至該濾波單元之另一端，該控制端能被切換至僅與該第一連接端或該第二連接端相導通之狀態；及一處理單元，係與該控制端相連接，且包括一橋接模組及一偵測模組，在該切換單元之控制端與該第一連接端相導通的狀態下，該負載對該電力訊號產生之雜訊將能被該濾波單元所濾除，使該橋接模組接收到該電源接收埠傳來之電力訊號後，能正確地轉換出該網路訊號，並傳送予一網路設備使用；反之，在該切換單元之控制端與該第二連接端相導通的狀態下，該偵測模組能接收該電源輸出埠傳來之電力訊號，以偵測出該負載對該電力訊號所產生之雜訊大小。
如請求項1所述之電力線網路傳輸器，其中該處理單元中尚包括一顯示模組，該顯示模組係與該偵測模組相連接，以在該偵測模組偵測出該負載對該電力訊號產生之雜訊大小後，該偵測模組能透過該顯示模組，顯示出該偵測模組之偵測結果。
如請求項2所述之電力線網路傳輸器，其中該橋接模組係透過一實體連接線路與該網路設備相連接，以將該網路訊號傳遞予該網路設備。
如請求項2所述之電力線網路傳輸器，其中該橋接模組係以無線傳輸方式，將該網路訊號傳遞予該網路設備。
一種可切換雜訊偵測及濾除功能之電力線網路傳輸器，包括：一電源接收埠，其一端係連接至一供電單元上，以接收該供電單元傳來之一電力訊號及該電力訊號中所攜帶之一網路訊號；一濾波單元，其一端係連接至該電源接收埠之另一端；一切換單元，包括一第一連接端、一第二連接端及一控制端，該第一連接端係連接至該濾波單元之一端，該第二連接端則連接至該濾波單元之另一端，該控制端能被切換至僅與該第一連接端或第二連接端相導通之狀態；一電源輸出埠，其一端係與該控制端相連接，其另一端則連接至一負載；及一處理單元，係連接至該濾波單元之一端，且其內設有一偵測模組及一橋接模組，在該切換單元之控制端切換至與該第一連接端相導通的狀態下，該偵測模組能接收該電源輸出埠傳來之電力訊號，以偵測出該負載對該電力訊號所產生之一雜訊；反之，在該控制端被切換至與該第二連接端相導通的狀態下，該負載對該電力訊號產生之雜訊將能被該濾波單元所濾除，使該橋接模組在接收到該電源接收埠傳來之電力訊號後，能正確地轉換出該網路訊號，並傳送予一網路設備使用。
如請求項5所述之電力線網路傳輸器，其中該處理單元中尚包括一顯示模組，該顯示模組係與該偵測模組相連接，以在該偵測模組偵測出該負載對該電力訊號產生之雜訊大小後，該偵測模組能透過該顯示模組，顯示出該偵測模組之偵測結果。
如請求項6所述之電力線網路傳輸器，其中該橋接模組係透過一實體連接線路與該網路設備相連接，以將該網路訊號傳遞予該網路設備。
如請求項6所述之電力線網路傳輸器，其中該橋接模組係以無線傳輸方式，將該網路訊號傳遞予該網路設備。
一種可切換雜訊偵測及濾除功能之電力線網路傳輸器，包括：一電源接收埠，其一端係連接至一供電單元，以接收該供電單元傳來之一電力訊號及該電力訊號中所攜帶之一網路訊號；一濾波單元，其一端係連接至該電源接收埠之另一端；一切換單元，包括一第一連接端、一第二連接端及一控制端，該第一連接端係連接至該濾波單元之一端，該第二連接端則連接至該濾波單元之另一端，該控制端能被切換至僅與該第一連接端或該第二連接端相導通之狀態；及一處理單元，係與該控制端相連接，且包括一橋接模組及一偵測模組，在該切換單元之控制端與該第一連接端相導通的狀態下，該處理單元將直接連接至該電源接收埠，使該偵測模組能偵測出該電力訊號中所夾帶的雜訊大小；反之，在在該切換單元之控制端與該第二連接端相導通的狀態下，由於該處理單元係透過該濾波單元，與該電源接收埠相連接，故該濾波單元能濾除該電力訊號中所夾帶之雜訊，使該橋接模組接收到該電源接收埠傳來之電力訊號後，能正確地轉換出該網路訊號，並傳送予一網路設備使用。