插座、數據網絡、布線設備及隔離該設備中的故障的方法

專利名稱：插座、數據網絡、布線設備及隔離該設備中的故障的方法
技術領域：
本發明涉及的是使用插座的有線局域網(LAN)的領域，尤其是在 此類網絡中使用的可尋址插座。
背景技術：
插座
在這里，術語"插座"表示的是一種有助于簡單快速地將外部設備 與建筑物內部安裝的布線連接或斷開的機電設備。插座與布線通常具有 固定連接，它允許根據需要而以簡單的方式連接外部設備，其中所述連 接通常是借助面板中集成的連接器來完成的。插座通常以機械方式附著 或固定在墻壁上。常見插座的非限定性示例包括用于連接電話和相關 設備的電話插座；用于連接電視、VCR等設備的CATV插座；以及用于 連接電器設備的電源插座。在這里，術語"墻壁"表示建筑物的任何內 表面或外表面，除了垂直的墻壁之外，它還包括但不局限于天花板和地 板。
局域網環境
圖1示出了典型的現有技術局域網環境10。這種網絡通常使用了 10BaseT或100BaseTX Ethernet IEEE802.3接口和拓撲結構，其特征是使 用一個集線器ll作為與所有設備相連的集中設備。多個設備經由分別收 容在網絡插座15a、 15b和15c內部的數據連接器14a、 14b和14c而與集
6線器11相連。與集線器11之間的連接分別通過電纜13a、 13b和13c進 行。舉例來說，數據連接器14a、 14b和14c可以是RJ-45連接器；并且 舉例來說，電纜13a、 13b和13c可以是5類線。網絡10的數據部分使 用了數據單元(可以是計算機)7a、 7b和7c，它們分別經由電纜16a、 16b和16c連接到網絡連接器14a、 14b和14c。此外，服務器12還可以 與集線器11相連，并且可以執行外部連接功能以及本領域中應用的其他 服務器功能。
雖然圖1引用了集線器11作為集中設備，但是應該理解，在這里可 以使用任何一種具有多個網絡接口并且支持恰當連接的設備，該設備的 非限定性示例包括共享集線器、交換機(交換集線器)、路由器和網關。 因此，這里的術語"集線器"表示的是沒有任何限制的此類設備。此外， 網絡10可以是任何一種基于分組的固定或分布網絡，例如LAN或因特 網。
圖1所示的網絡拓撲IO存在多種維護困難。例如，從集線器11到 數據單元7a的布線包括線路13a、連接器14a以及線路16a。由于這些導 體是連續的，因此沒有一種簡單的方法能在線路13a的斷路或短路、線 路16a的斷路和短路以及連接器14a內部的斷路或短路之間進行區分。 對這種故障所進行的故障查找需要斷開電纜并插入專用測試設備，或者 對這些功能己知的組件進行費心和全面的替換。這個過程非常復雜，其 勞動強度很大，耗費時間并且成本很高。另外，在插座沒有與數據單元 相連的一般情況下，沒有一種簡單方法能對集線器到插座的布線連續性 進行測試。而且，在很多情況下，有必要從遠程位置(例如經由因特網) 測試LAN，在這些情況下，無法將測試設備附著在無連接的插座上。
關于網絡管理的論述以及網絡管理系統實例都是Dev等人發明的美 國專利5,812,750的一部分。
家庭網絡
大多數現有辦公室和某些新建建筑物都為網絡10的網絡結構提供 了便利。然而， 一般來說，要在現有建筑物中實施這種網絡，這將需要 安裝新的布線基礎設施。這種全新布線的安裝有可能是不切實際的，其成本將會很高并且將會引發爭議。因此，目前提出了多種技術(稱為"不
添線(no new wires)"技術)，以便在不添加新布線的情況下為建筑物中 的LAN提供便利。其中某些技術使用了用于其他目的(例如電話、電力、 有線電視等等)的現有布線。這種做法提供了如下優點，那就是可以安 裝此類系統和網絡，而不需要在建筑物內部安裝單獨布線所需要的通常 是相當大的額外費用。為了方便對建筑物內部的布線的多用途使用，有 時會安裝那些允許接入所述布線、以便用于多種目的的專用插座。在 Cohen等人發明并于2002年8月22日公開的名為"CableranNetworking over Coaxial Cables"的專利文獻WO 02/065229中描述了通過使用插座而 在同軸電纜上進行家庭聯網的實例。
要將這種布線用于附加目的，則需要易于確定布線狀況并且在遠程 獲取該信息的方法。
以下將使用現有電話線的家庭聯網作為實例迸行描述。
定義和背景
在這里，術語"電話服務(telephone)"通常表示的是包括模擬和數 字服務在內的任何類型的電話服務，例如綜合服務數字網(ISDN)。
模擬電話服務即為通常所說的"普通老式電話業務"("POTS")，它 己經存在了一百年以上，并且為音頻頻譜中的3 4KHz部分(或"頻帶") 的語音信號傳輸和交換進行了良好的設計和策劃。常見的POTS網絡支 持實時、低等待時間、高可靠性以及中等保真度的語音電話服務，并且 能在各自使用一臺模擬電話機的兩個端點之間建立會話。
在本文中，術語"電話"、"電話機"和"電話設備"表示的是能連 接到公共交換電話網("PSTN")的不受限制的任何設備，其中包含了用 于模擬和數字電話服務的設備，所述設備的非限定性實例包括模擬電話、 數字電話、傳真("fax")機、自動電話應答機、語音調制解調器以及數 據調制解調器。
本文使用的術語"數據單元"、"計算機"和"個人計算機"("PC") 包含了具有用于與局域網連接的接口的工作站以及其他數據終端設備
(DTE)。
8家中的電話服務通常使用了兩條或四條線，電話經由電話插座而與 之相連。
通過電話線的家庭聯網
圖2示出了現有技術中的電話系統的布線結構，其中包括用于住宅 或其他建筑物的網絡20，該網絡是用電話線5來布線的，電話線5具有 與接線盒34相連的單個線對，接線盒進而經由電纜33 ("本地環路")連 接到公用交換電話網(PSTN) 39,由此終接于公共交換機32中，該交 換機建立并使能從一個電話到另一個電話的電話服務。在這里，術語"高 頻"表示的是任何一個遠高于這種模擬電話音頻的頻率，例如用于數據 的頻率。ISDN通常使用的是不超過lOOKHz (通常，能量集中在40KHz 周圍)的頻率。在這里，術語"電話線"表示的是導電線路，它主要用 于傳送和分發模擬電話服務信號，其中包括但不局限于那些可以預先存 在于建筑物內部并且在當前可以提供模擬電話服務的導電線路。
接線盒34將家中的電路與PSTN分隔開來，并且所述接線盒被用作 測試設備，以便進行故障查找以及家中的新的布線操作。多個電話可以 經由多個電話插座連接到電話線5。每一個插座都具有連接器(通常稱為 "插口")，在北美，所述連接器通常采用的是RJ-11連接器的形式。每一 個插座可以經由插入到插口中的相容"插頭"連接器而與電話單元相連。
布線5通常基于串行或"菊花鏈式"的拓撲結構，其中該布線以線 性方式從一個插座連接到下一個插座；但是在這里也可以使用其他拓撲， 例如星形、樹形或任何一種任意的拓撲結構。然而，無論拓撲結構怎樣， 住宅內部的電話布線系統始終使用的是有線介質即終接于一個或多個 插座的兩條或四條銅線，其中所述插座為這些線路提供了直接接入，由 此與電話設備相連。
一般來說，較為理想的是將現有電話布線同時用于電話服務和數據 聯網。這樣一來，由于不需要安裝附加布線，因此可以使在家中或其他 建筑物中建立新局域網簡單化。
在本領域中，頻域/分復用(FDM)的概念是眾所周知的，它提供了 用于將線路所傳送的帶寬劃分成能夠傳送模擬電話服務信號的低頻頻帶和能夠傳送數據通信或其他信號的高頻頻帶的方法。例如，在Reichert 等人的美國專利4,785,448 (下文中將其稱為"Reichert")中描述了這種 機制。同樣得到廣泛應用的還包括xDSL系統，其中廣泛使用的是非對 稱數字用戶環路(ADSL)系統。
在本領域中，相關的現有技術實例有授予Foley的WO99/12330的 HomePNA (家庭電話網絡聯盟)以及授予Dichter的美國專利5，896，443 (在下文中將其稱為"Dichter")中公開而公知的技術。Dichter等人提出 了一種將頻域/分復用(FDM)技術應用于住宅電話布線、由此允許同時 傳送電話服務和數據通信信號的方法和設備。布線上的可用帶寬被分成 了能夠傳送模擬電話服務信號的低頻頻帶和能夠傳送數據通信信號的高 頻頻帶。在這種機制中，電話服務并未受到影響，而在家中的現有電話 布線上提供了數據通信能力。
除了描述住宅電話系統之外，圖2還顯示了服務于模擬電話并提供 數據單元局域網的Dichter網絡布局。數據終端設備(DTE)單元7a、 7b、 7c和7d分別經由數據通信設備(DCE)單元25a、 25b、 25c和25d連接 到局域網。數據通信設備的實例包括但不局限于調制解調器、線路驅動 器(linedriver)、線路接收機以及收發信機(在這里，術語"收發信機" 表示發射機和接收機的組合)，其中所述數據通信設備允許在電話線5的 高頻頻譜上執行數據通信。DCE單元(電話線調制解調器)25a、 25b、 25c以及25d分別連接到高通濾波器(HPF) 24a、 24b、 24c以及24d， 這些濾波器允許接入電話線5傳送的高頻頻帶。為了避免電話對數據網 絡產生干擾，在這里還添加了低通濾波器(LPF) 23a、 23b、 23c和23d， 以便隔離POTS傳送頻帶，由此，電話26a、 26b、 26c和26d都與提供 PSTN的電話線5相連。此外，低通濾波器還可以與接線盒34相連(圖 中并未顯示)，以便濾去PSTN布線33所引起或是輸入到PSTN布線33 中的噪聲。
WO 01/71980是在2001年9月27日以本發明人的名義公開的，該 文獻已經轉讓給了本申請人，其名稱為"Telephone Outlet and System for a Local Area Network Over Telephone Lines",如圖2所示，該文獻描述的是
10將DCE25、 HPF24和LPF23這些組件集成到插座21中，以便降低復雜 性。這樣做將允許分別將電話設備6a、 6b、 6c和6d經由專用連接器(與 現有技術中的常見電話插座的做法相同)直接連接到插座21a、 21b、 21c 和21d，并且允許像在局域網系統通常實施的那樣(如圖1所示)將數據 單元7a、 7b、 7c和7d簡單直接地經由專用插口連接到相應插座。
圖2所示的網絡20的拓撲結構具有先前論述的維護困難。例如，從 數據單元7a到數據單元7b的數據流將會經由布線16a、布線5b和布線 16b，而且還經過了連接器，例如22a和22b。在具有連續數據流的情況 下，沒有一種簡單的方法能夠區分布線16a中的短路與布線16b的短路、 布線5b的短路或是任何中間連接器的短路。同樣，在這里無法以簡單的 方式或是從遠程將布線的中斷隔離到布線16a或布線16b。對上述任何--種故障所進行的故障查找只能通過反復試驗來進行，并且需要斷開電纜 16a、 16b、 16c和16d，此外還要向插座中插入其他數據單元。然而，如 果故障處于布線5c中，則有必要執行更多的故障査找，最終有可能還包 括斷開整個網絡。如上所述，這是復雜、昂貴、高勞動強度和耗時的工 作。此外，對常見的沒有與數據單元相連的插座而言，沒有一種簡單的 方法能夠測試該插座的布線連續性。另外，如Bell的WO 99/03255所述， 在很多情況下，需要從遠端位置(例如經由因特網)測試LAN，并且也 不會為附接測試設備而到現場接近斷開的插座。
在1988年11月22日公幵的名為"Data flow control arrangement for local area network" (Delaney等人)的US 4,787,082中公開了一種局域數 據分布網絡，在這個網絡中，多條雙向數據分布總線各自連接到總線終 接端的總線主控電路。與各條數據分布總線相連的是多個能與智能連接 器或站點相連的無源插座。每一個站點都具有唯一的地址，并用于將數 據處理設備逐個耦合到總線上。總線終接集線交換功能與所包括的總線 主控電路群組進行協作，以便使不同總線上的數據處理站點互聯。總線 終接集線器的功能包括總線監視、狀態輪詢以及維護功能。如果在監視 間隔中發現故障，則斷開有故障的總線。在修復故障之前，該總線將會 一直保持斷開。
iiJP 55132197 A2是在1980年10月14日以Sharp公司的名義公開的， 它的名稱是"Unit Controlling Electric Equipment Making Use of House Wiring",該文獻涉及的是對連接到住宅布線的電氣設備進行控制。地址 信息信號從傳輸控制器經由耦合單元發送到住宅布線。在接收端，接收 控制器借助那些插入到住宅布線相應位置所提供的插槽中的耦合單元來 接收地址信息信號。而應答信息則是從控制器中的一個集成的地址信息 (incorporated address information)與所接收的地址信息相一致的控制器 那里回送到傳送端。在發射端， 一旦接收到來自接收端的應答信息，則 發送操作命令代碼，以便控制電氣設備。
以上這兩份現有技術專利都使用的是無源插座，由此無法對插座所 連接的布線中的故障以及連接到插座的布線/設備中的故障進行區分。
由此，目前公認的是需要具有一種允許遠程診斷局域網環境插座的、 而不需要在本地接入該網絡并且不用拆除網絡的方法和系統，這種方法 和系統將是非常有優勢的。本發明滿足了這個目的。

發明內容
本發明的一個目的是允許便利地判定建筑物內部安裝的布線以及與 之相連的插座和連接器的狀態。
本發明的另一個目的是允許便利地判定與所安裝的布線系統的不同 插座相連的設備和儀器的狀態。此外，本發明還有一個目的是允許在遠 程地執行這種判定。
為了實現這些目的，本發明提供了一種插座，該插座具有一個地址， 這個地址在信息網絡內部唯一標識所述插座，其中所述網絡至少有一部 分是通過與該插座相連的線路上建立的。與這個唯一網絡地址相關聯的 是處理電路和能夠保存并使用所述唯一網絡地址的尋址單元，由此允許 插座接收和發送與地址有關的信息。處理電路則與網絡連接，以便支持 這種消息傳遞，并且可以生成發送到網絡上的其他設備的消息的內容， 此外也可以接收和處理那些從其他設備發送到插座的消息。所述唯一網 絡地址與經由網絡進行的消息發送和接收都是關聯的。對消息的接收而言，所述唯一地址允許插座中的電路對打算發送到該插座的消息以及打 算發送到其他設備的消息進行區分。對消息的發送而言，所述唯一地址 將用于識別消息來源。由于地址與發送器和接收機都是關聯的，因此處 理電路可以通過從插座向其它設備發送消息來對從其他設備發送到插座 的消息做出響應。
依照本發明的插座包括但不局限于電源插座、電話插座以及有線電 視插座。
根據本發明的實施方式，提供了一種插座，用于將至少一個數據單 元裝置耦合到通過墻內局域網布線而承載的數字數據，該墻內局域網布 線具有至少兩條雙絞線對并且同時承載全雙工基于分組的串行數字數據 信號及DC電力信號，該插座包括用于連接到所述墻內局域網布線的
連接器；多端口基于分組的連接裝置，其包括交換機、路由器及網關中 的一個，該多端口基于分組的連接裝置耦合到所述連接器，以用于通過
所述墻內局域網布線來傳送和接收全雙工、基于分組的串行數字數據； 一個或更多個數據端口，各個數據端口耦合到所述多端口基于分組的連 接裝置，并且能夠耦合到數據單元，以用于與數據單元進行雙向基于分 組的串行數字數據通信；處理單元，其與所述多端口基于分組的連接裝
置相耦合，并且包括用于存儲在所述局域網中被識別的第一地址的地址 單元，并且，該處理單元能夠操作用于識別并編發所述局域網上與所述
第一地址相關聯的消息；以及單個外殼，其用于容納所述多端口基于分 組的連接裝置、所述一個或更多個數據端口及所述處理單元；其中，所 述單個外殼能夠安裝到插座開口或插座空腔；以及其中，所述多端口基 于分組的連接裝置及所述處理單元耦合到所述連接器，以從通過所述墻 內局域網布線而承載的所述DC電力信號供電。
根據本發明的實施方式，還提供了一種用于隔離在建筑物中的布線 設備中的故障的方法，其中所述布線設備包含了多個插座以及將所述插 座與數據單元互連、以形成信號路徑的布線分段，所述方法包括發送
尋址到所述網絡實體的詢問消息，所述消息包含了要求確認消息的請求； 以及通過分析返回的消息來隔離故障位置；其特征在于至少一個所述
13插座是可尋址的，并且能夠用于應答所述詢問消息。
在這里，術語"信息網絡"表示的是允許多個設備發送和接收任何 類型信息的任何系統，在這個系統中，為了發送和接收信息，每一個設 備都是唯一標識的。信息網絡包括但不局限于數據網絡、控制網絡、電 視網絡以及電話網絡。使用了依照本發明的插座的數據網絡可以是局域
網(LAN),或是包括因特網在內的廣域網的一部分。
因此，根據本發明，提供了與安裝在建筑物內部的布線結合使用的 插座，該插座具有至少一個在信息網絡中唯一標識所述插座的地址。


在這里將參考附圖并通過非限定性的示例來對本發明進行描述，其
中
圖1示出了現有技術中的局域網。
圖2示出了通過電話線的現有技術局域網。 圖3示出了依照本發明的局域網插座。 圖4示出了依照本發明的局域網。 圖5示出了通過依照本發明的電話線插座的局域網。 圖6示出了依照本發明的電話插座前面板。 圖7示出了通過依照本發明的電話線的局域網。 圖8描述的是依照本發明的插座的常見形式，其中所述插座可以用 在多種有線網絡環境中，例如CATV和電力網絡。 圖9示出了依照本發明的遠程管理的局域網。
具體實施例方式
通過參照附圖以及伴隨的說明，可以理解依照本發明的網絡的原理 和操作。所述附圖和說明僅僅是原理性的。在實際操作中，單個組件可 以執行一個或多個功能；另選地，每一個功能也可以由多個組件和電路 來執行。在附圖和說明中，相同的參考標號表示的是不同實施例或結構 所共有的組件。圖3示意性地示出了依照本發明第一實施例的插座30。如圖3所示，
插座30包括三端口集線器11。其中一個端口連至連接器31，所述連接 器31將插座30連接到本領域中已知的前述網絡布線(例如圖1中的布 線13a)。另一個集線器端口連至連接器38，由此能夠與本領域中己知的 前述數據單元相連(例如經由圖1中的布線16a連接到數據單元7a)。第 三個端口連至集成在插座30內部的處理單元36。處理單元36提供了數 據單元(例如圖1中的數據單元7a)的基本功能，它主要包括具有存儲 的地址39的地址單元37，其中所述地址在網絡內部是唯一的。例如，在 使用了依照正EE802.3的接口 10BaseT或100BaseTX的以太網中，處理 單元36可以包括MAC (介質訪問控制)地址或IP (網際協議)地址， 以此作為地址39。這樣一來，插座30變成了網絡內部的可尋址實體，并 且能夠響應帶有地址39的消息或是作為信源而傳送包含地址39的消息。 由于插座30是網絡中的可尋址實體，因此可以通過執行遠程診斷來確定 插座30的狀態和健康。例如，可以將要求應答的消息發送到插座30。通 過接收來自該插座的應答，可以確認所述插座在網絡中的存在以及插座 的基本功能和接收應答所經由的任何與該插座的連接。此外，在插座中 通常可以集成一個或多個狀態設備，并且可以采用逐個或是作為一個整
體的方式來對這些狀態設備進行尋址，由此提供與插座狀態以及網絡狀 況有關的有價值數據。典型的狀態設備是電壓傳感器、連續性檢測器、 集線器活動指示器、轉換器(transducer)等等。網絡狀態包括但不局限 于下列因素，例如布線連續性、連接器狀態、相連設備、拓撲結構、信 號延遲、等待時間以及路由模式。雖然在上文中將插座30描述為具有單 個數據聯網接口 38，但其也能支持多個接口，其中每一個接口都與集線 器11的不同端口相連。處理單元36還能對接收的消息進行分析，以便 執行對之響應的操作，此外，所述處理單元還可以編發用于發送的消息， 以便對接收的消息做出響應或是向網絡上的其他設備發出消息。例如， 處理單元36可以檢測異常狀態或緊急情況，并可能因此通過發送消息來 告知網絡上的其他設備。
在現有技術中，諸如可管理的集線器、可管理的交換機和路由器之
15類的可管理設備都是已知的。也可以將插座30視為是收容在插座內部的
可管理設備。
圖4示出了依照本發明的局域網(LAN) 40。網絡40的架構與現有 技術網絡10的架構(圖1)基本上是相同的，其中，集線器ll以"星形" 拓撲經由(在圖1中)分別連接到插座15a和15b的網絡布線13a和13b 連接到不同的末端單元。然而，依照本發明，現有技術網絡10的插座15a 和15b分別由插座30a和30b所取代，這些插座包含了先前參照圖3所 描述的可尋址處理單元36a和36b。例如，插座30a具有內置的處理單元 36a、尋址單元37a以及地址39a。插座30a允許經由連接器38a通過布 線16a而與數據單元7a連接。同樣，插座30b允許數據單元7b經由到 連接器38b的布線16b與網絡相連。分別集成在插座30a和30b內部的 尋址單元37a和37b允許使用地址39a和39b唯一標識插座30a和30b。
網絡40提供了能夠逐一尋址各個插座的優點，由此允許執行遠程診 斷。現在，網絡40的插座30a和30b可以便于故障定位。例如，服務器 12使用插座30a的地址向插座30a傳送消息，其后跟隨的則是傳送到數 據單元7a的消息。當插座30a對服務器12做出響應并且數據單元7a沒 有做出響應的時候，最有可能出現的情況是數據單元與插座30a之間的 連接出現故障，或者沒有數據單元與插座30a相連。因此，假設數據單 元7a是相連的，那么很容易將故障僅限制于連接器38a、布線16a或數 據單元7a。同樣，如果沒有接收到來自插座30a的應答，則將故障定位 在電纜13a、連接器31a或插座30a。
可以通過將電源連接到各個插座在本地為插座30進行供電，但是優 選地，也可以經由網絡本身來為插座30供電。在以"LAN供電"著稱的 后一種情況下，可以通過使用眾所周知的幻象結構(phantom configuration)的附加線對或通過FDM (頻分/域復用)方法而將電力傳 送到插座。后者通常使用的是直流饋送，在頻率上，它與頻譜中的高頻 部分^f傳送的數據是隔離的。
在另一個實施例中，本發明使用在通過建筑物內電話線的數據網絡 上，在所述電話線上，模擬電話服務信號是在頻譜的低頻部分傳送的，
16數據通信信號是在高頻部分傳送的。圖5示出了依照本發明的插座50， 它能夠分離和組合不同頻譜部分的信號。插座50經由連接器22與電話 布線相連，其中所述連接器22最好處于插座50的后部，而插座50則以 機械方式固定在建筑物的內壁上。低通濾波器(LPF) 23隔離頻譜中的 模擬電話服務部分，以便經由插口 56而與模擬電話服務相連。優選地， 插口 56是標準的電話插口，例如北美使用的RJ-ll。數據通信信號是由 高通濾波器(HPF) 24隔離的，該濾波器24與數據通信設備(DCE)單 元25相連，該數據通信設備單元25充當調制解調器，用于通過電話線 路介質的數據通信。集成的集線器U允許在包含帶有地址39的地址單 元37的處理單元36與用于通過DCE單元25而將外部設備連接到網絡 的數據插口 38之間共享數據。集成了地址單元37的處理單元36允許唯 一地路由那些指向或來自插座的消息。此外，插座50既支持模擬電話服 務(經由插口56)，也支持經由插口38的數據通信。
圖6以圖形方式描述了依照本發明的電話插座50的前面板，其中所 述插座既具有電話連接器56，又具有數據連接器38。
圖7示出了在電話線路5a、 5b和5c上運作并使用了依照本發明的 插座50a和50b的網絡70。網絡70支持通過分別與插座50a和50b的電 話連接器連接的模擬電話機26a和26b的常規PSTN電話服務。同時， 可以借助數據單元7a和7b完成數據聯網。插座50a和50b中每一個都 可以由網絡中的其他插座或數據單元使用專用地址39a和39b來尋址， 其中所述專用地址分別是用地址單元37a以及37b傳送的。同樣，插座 50a和50b可以對網絡中的任何其他實體進行尋址，這樣則可以對插座和 不同網絡分段進行如上所述的故障隔離。
雖然迄今為止都是針對電話布線和電話插座而對本發明進行論證 的，但是本發明同樣可以應用于建筑物內部的任何一種有線網絡，例如 CATV或電力線。圖8描述了作為本發明的一般實施例的插座80。在整 體布局上，插座80與圖5所示的插座50相類似。插座80經由連接器81 與相關布線相連，并且包含集成的數據服務分離器/組合器單元82，該單 元82將布線上傳送的數據與主服務信號相隔離。對電話服務而言，單元
1782包含了低通濾波器(例如圖7所示的LPF 23a)和高通濾波器(例如 圖7所示的HPF 24a)。對電力布線而言，交流電源由單元82進行劃分并 被饋送到插槽84，從而像常規方式那樣為該插座供應電力。在這種情況 下，作為電力線載體(PLC)調制解調器的調制解調器83將集線器11 對接到集成的數據/服務分離器/組合器單元82，以便允許通過電力線進行 數據通信。同樣，對于將CATV布線用做網絡基礎實施的CATV應用而 言，調制解調器83是同軸電纜調制解調器，并且單元82會將CATV信 號與數據信號相隔離。
雖然迄今為止都是針對基于以太網/IP的數據網絡而對本發明進行 描述的，但是本發明同樣適用于任何類型的數據網絡。此外，雖然分組 網絡對局域網而言是最為普及的，但是本發明并不局限于分組網絡，它 也可以應用于任何使用地址來唯一標識網絡實體的數字數據網絡。
此外，雖然是針對基于連續導電介質(電話、CATV或電力)的網 絡而對本發明進行描述的，并且相關的調制解調器和相關電路是并行連 接到有線架構的，但是本發明同樣可以應用于布線處于離散分段而并不 連續的情況。在WO 0007322中公開了上述結構，其是在2000年2月10 日以本發明人的名義公開的并且已經轉讓給了本申請人，該文獻的名稱 是"Local Area Network of Serial Intelligent Cells"。
雖然在上文中將各個插座30、 50和80都描述成具有單個數據連接， 但是應該理解，在一個插座中也可以包括多個數據網絡接口，其中每一 個接口都與相應集線器(例如圖7所示的集線器lla)的不同端口相連。
此外，雖然是針對與各個插座相關聯的單個地址而對本發明進行描 述的，但是應該了解，也可以將多個地址分配給一個插座。不同地址可 以與不同數據端口和/或不同插座功能相關聯，由此可以通過單獨尋址這 些可尋址數據端口或功能來提高故障隔離度，直到對診斷消息的響應信 號的缺失表明被尋址插座的端口和/或功能存在故障或者所涉及的連接中 存在中斷。
雖然是針對在本地定位故障的局域網來對本發明進行描述的，但是 應該了解，通過將地址分配給插座，可以為遠程診斷和故障定位提供便利。在圖9中對這種網絡90進行了描述。網絡卯包括與上述網絡40相 類似的局域網部分(同樣可以使用基于電話線、CATV或電源線的網絡)。 然而，將外部連接添加到了外部網絡92中。該連接使用了橋接在外部 WAN和內部LAN之間的網關93，該網關即為通常所說的綜合接入設備 (IAD)、家庭或住宅網關(RG)。舉例來說，該外部網絡可以是有線或 無線的廣域網(WAN)。并且舉例來說，外部網絡92可以是因特網。所 述連接可以通過不同的接入技術，例如基于CATV(使用電纜調制解調器 或機頂盒)的、或是無線方式(衛星或陸地)的xDSL (使用xDSL調制 解調器)。遠程服務器91是遠程連接到WAN 92的數據單元，由此可以 與局域網及其組件、數據單元7a、 7b以及插座30a和30b進行通信。在 這種結構中，故障隔離可以遠程地執行并且由服務器91來管理。通過與 插座30a和30b以及數據單元7a和7b進行通信，服務器91可以將故障 定位確定到上述分段水平。此外，即使沒有與數據單元相連或是沒有數 據單元進行操作，遠程服務器91也可以檢查上至插座水平的系統完整性。 在這種情況下，電話公司(通過xDSL連接)或CATV供應商(借助電 纜調制解調器或機頂盒)可以在遠程測試并確認住宅內部的網絡狀態。
權利要求
1.一種插座(30)，用于將至少一個數據單元(7)裝置耦合到通過墻內局域網布線(13a，13b，13c)而承載的數字數據，該墻內局域網布線(13a，13b，13c)具有至少兩條雙絞線對并且同時承載全雙工基于分組的串行數字數據信號及DC電力信號，該插座包括用于連接到所述墻內局域網布線的連接器(31)；多端口基于分組的連接裝置(11)，其包括交換機、路由器及網關中的一個，該多端口基于分組的連接裝置(11)耦合到所述連接器，以用于通過所述墻內局域網布線來傳送和接收全雙工、基于分組的串行數字數據；一個或更多個數據端口(38)，各個數據端口耦合到所述多端口基于分組的連接裝置，并且能夠耦合到數據單元，以用于與數據單元進行雙向基于分組的串行數字數據通信；處理單元(36)，其與所述多端口基于分組的連接裝置相耦合，并且包括用于存儲在所述局域網中被識別的第一地址(39)的地址單元(37)，并且，該處理單元(36)能夠操作用于識別并編發所述局域網上與所述第一地址相關聯的消息；以及單個外殼(50)，其用于容納所述多端口基于分組的連接裝置、所述一個或更多個數據端口及所述處理單元；其中，所述單個外殼能夠安裝到插座開口或插座空腔；以及其中，所述多端口基于分組的連接裝置及所述處理單元耦合到所述連接器，以從通過所述墻內局域網布線而承載的所述DC電力信號供電。
2. 根據權利要求l所述的插座，其中，所述全雙工基于分組的串行 數字數據信號與所述DC電力信號分別通過不同的線纜而承載。
3. 根據權利要求l所述的插座，其中，所述全雙工基于分組的串行 數字數據信號與所述DC電力信號通過相同線纜同時承載。
4. 根據權利要求3所述的插座，其中，所述DC電力信號使用幻象 結構而承載。
5. 根據權利要求3所述的插座，其中，所述全雙工基于分組的串行 數字數據信號與所述DC電力信號通過使用不同頻段的相同線纜而同時 承載。
6. 根據權利要求1所述的插座，其中，所述全雙工基于分組的串行 數字數據信號與所述DC電力信號通過使用"局域網供電"在相同線纜 上承載。
7. 根據前述權利要求中任意一項所述的插座，其中，通過所述墻內 局域網布線的所述全雙工基于分組的串行數字數據信號基于以太網IEEE 802.3標準。
8. 根據權利要求所述的插座7，其中，所述全雙工基于分組的串行 數字數據信號基于10BaseT或100BaseT。
9. 根據前述權利要求中任意一項所述的插座，其中，所述單個外殼被構造為具有以下結構中的至少一個 基本上與標準插座類似的造型； 基本上與標準墻壁插座類似的墻壁安裝件；允許直接安裝在插座開口或空腔中的形狀；以及 至少部分地替換標準插座的造型。
10. 根據前述權利要求中任意一項所述的插座，其中，所述第一地 址是介質訪問控制地址與IP地址中的一個。
11. 根據前述權利要求中任意一項所述的插座，該插座還包括數據 連接器(38)及收發機，數據連接器(38)及收發機耦合到所述數據端 口中的一個數據端口，以與能夠連接的所述數據單元進行點到點的有線 雙向基于分組的串行數字數據通信。
12. 根據權利要求ll所述的插座，其中，與所述數據單元的通信基 于以太網IEEE802.3 10BaseT或100BaseT，而所述數據連接器是RJ-45 插孔。
13. 根據前述權利要求中任意一項所述的插座，其中，所述插座能 夠插入到現有的數據插座中或能夠附接到現有的數據插座。
14. 根據前述權利要求中任意一項所述的插座，該插座還包括至少一個第二地址。
15. 根據權利要求14所述的插座，其中，所述地址中的各個地址與所述插座的相應可尋址功能相關聯。
16. 根據權利要求14所述的插座，其中，所述第一地址及第二地址 是介質訪問控制地址與網際協議地址中的一個。
17. 根據前述權利要求中任意一項所述的插座，該插座還包括用于 指示狀態的可視指示器。
18. 根據前述權利要求中任意一項所述的插座，該插座還包括至少 一個傳感器，該至少一個傳感器來自包括電壓傳感器、連續性檢測器、 通信活動及連接裝置狀態的組。
19. 根據前述權利要求中任意一項所述的插座，該插座還能夠由通 過所述局域網連接的遠程數據單元進行遠程地管理。
20. —種插座(30)，用于通過建筑物中的布線(13)而將數據單元 (7)耦合到數據網絡，該插座包括能夠連接到所述布線的第一連接器(22， 31)， 能夠連接到所述數據單元的第二連接器(38)，以及 與所述第一連接器和所述第二連接器相耦合的集線器(11 ); 其特征在于處理單元(36)，與所述集線器相耦合，并包含了用于存儲在網絡中 識別的地址(39)的地址單元(37),所述處理單元(36)能夠被操作用 于在網絡上識別并編發與所述地址相關聯的消息。
21. 根據權利要求20所述的插座，還包括耦合在所述集線器(11) 和第一連接器(22， 81)之間的調制解調器(25， 83)。
22. 根據權利要求21所述的插座，其中所述布線是電話布線，并且 還包括-與第一連接器(22)相耦合、用于隔離電話服務信號的低通濾波器 (23)，以及與所述低通濾波器相耦合并且能夠連接到電話機的電話連接器 (56)。
23. 根據權利要求21所述的插座，其中所述布線是電力布線，并且還包括與連接器(81)相耦合、用于隔離電力信號的分離器/組合器(82)，以及與所述分離器/組合器相耦合并且能夠連接到耗電設備的電力連接 器(84)。
24. 根據權利要求21所述的插座，其中所述布線為有線電視布線， 并且還包括與連接器(81)相耦合、用于隔離有線電視信號的分離器/組合器 (82)，以及與所述分離器/組合器相耦合并且能夠連接到有線電視設備的有線 電視連接器(84)。
25. —種建筑物中的布線設備，包含根據權利要求20到24中任何 一個權利要求的插座。
26. —種數據網絡，其中包含了根據權利要求20到24中任何一個 權利要求的插座。
27. —種用于隔離在建筑物中的布線設備中的故障的方法，其中所 述布線設備包含了多個插座以及將所述插座與數據單元互連、以形成信 號路徑的布線分段，所述方法包括發送尋址到所述網絡實體的詢問消 息，所述消息包含了要求確認消息的請求；以及通過分析返回的消息來 隔離故障位置；其特征在于至少一個所述插座是可尋址的，并且能夠用于應答所述詢問消息。
28. 根據權利要求27所述的方法，其中，所述故障隔離是從與所述 布線設備相耦合的遠程位置執行的。
29. 根據權利要求28所述的方法，其中，所述布線設備是從電話布 線、電力布線以及有線電視布線中選出的。
全文摘要
本發明涉及插座、數據網絡、布線設備及隔離該設備中的故障的方法。該插座包括用于連接到LAN布線的連接器；多端口基于分組的連接裝置，耦合到連接器，用于通過墻內LAN布線來傳送和接收全雙工、基于分組的串行數字數據；耦合到連接裝置、并能耦合到數據單元的一個或更多個數據端口，用于與數據單元進行雙向基于分組的串行數字數據通信；處理單元，與連接裝置耦合，包括用于存儲在LAN中可識別的第一地址的地址單元，并且能夠識別并編發LAN上與第一地址相關聯的消息；以及單個外殼，用于容納連接裝置、一個或更多個數據端口及處理單元；其中，該外殼能安裝到插座開口或插座空腔；連接裝置及處理單元耦合到連接器，以從通過墻內LAN布線而承載的DC電力信號供電。
文檔編號H04L12/26GK101605080SQ20091014935
公開日2009年12月16日 申請日期2003年11月12日 優先權日2002年11月13日
發明者耶胡達·賓德 申請人:莫塞德技術公司