檢測存在遠程裝置并向其提供功率的裝置和方法

專利名稱：檢測存在遠程裝置并向其提供功率的裝置和方法
背景技術：
本發明涉及網絡系統，特別涉及用以自動且連續地檢測存在連接于網絡雙絞線電纜的遠程適配器、經網絡雙絞線電纜從網絡中樞向遠程適配器提供電力、創建一多協議網絡系統以及將該遠程適配器自動地連接至合適網絡中樞的網絡中樞和網絡接口適配器。
當個人計算機小得足以讓使用者便攜時，便需要提供便攜型計算機與計算機網絡系統之間的連接。傳統地，便攜型計算機使用PCMCIA(個人計算機存儲器卡國際協會Person Computer Memory Card International Association)卡作為以太網(Ethernet)或是令牌環(Token Ring)網的實線連接。
近來，便攜型計算機和計算機網絡皆包括有紅外線收發器，允許在便攜型計算機與計算機網絡之間實現無線通信，以增加機動性。計算機網絡包括在紅外線協議與計算機網絡協議之間轉換通信數據的協議轉換橋，該協議轉換橋一般被連接至靠近使用者工作站的一連接器。該連接器而后被連接至中中定位的網絡中樞。位于橋和紅外線收發器附近的專用電源把電功率提供給協議轉換橋。專用電源增加了系統成本且需要一交流電源插座。
許多系統可在一條共用導線上同時提供電功率和信號。例如，傳統的電話系統在一條電話線上使用48V同時在一對線路上發送電功率及通信信號。美國專利第5,444,184號揭示一種在相同雙絞線導線上發送電功率及低波特率信號的系統。在局域網(LAN)應用的一種連接單元接口(AUI)采用電纜中的專用線，把電功率從數據終端設備(DTE)提供給與該DTE相距50公尺遠的外部媒體連接單元(MAU)。所有的這些系統簡單地在導線上提供電功率。沒有一種系統在提供電功率前對與之連接的系統類型進行先行檢查或確認。
在開放型系統互連(OS1)接口標準中描述了標準網絡協議。一種標準網絡協議是Ethernet，在IEEE標準802.3 CSMA/CD中對其作了描述，這里將其主題全部引作參考。另一種標準網絡協議是Token Ring協議，在ANSI/IEEE標準805.5中對其作了描述，這里將其主題全部引作參考。這兩種IEEE標準描述OSI接口的媒體訪問控制(MAC)層及物理層。


圖1是OSI標準的接口層的示意圖。為了簡化起見，圖中示出OSI的層3至層7，構成較高層139。OSI接口的層2包括數據鏈路控制(DLC)，它包括邏輯鏈路控制(LLC)層138及媒體訪問控制(MAC)層134。OSI接口的物理層1包括許多個次級層，包括連接單元接口(AUI)。AUI指定用于10Mb/s Ethernet，而非用于100Mb/sEthernet。媒體連接單元(MAU)142包括所有的物理子層，信令和編碼子層除外。在雙絞線電纜中，媒體從屬接口(MDI)144是一個RJ45連接器。
許多傳統的網絡系統檢測數據終端設備130支援的層1或層2。這樣的檢測允許網絡系統共享電路、連接器及媒體，使得網絡系統可以處理多個協議。通過共享資源，DTE的成本被降低并使接錯連接器時的不便性和故障降至最低。然而，所有的這些傳統系統假定DTE適合于IEEE標準。據此，這些系統只能測試系統遵守IEEE標準。依據這些系統想要檢測的層的范圍，需要不同涉及難度和資源的系統包括中央處理單元、軟體碼和流程、系統總線、存儲器、協議處理器以及收發器。系統也是與協議有關的，DTE必須只執行該系統可以認識的協議。系統不希望，也不執行檢測與IEEE標準不一致的電子系統。
美國專利第5,497,460號專利揭示一種檢測機制，允許二種不同的媒體訪問控制層協議(Ethernet及Token Ring)共享圖1所示OSI模型中相同連接器及媒體。檢測方案需要一復雜的處理單元，發出與協議有關MAC幀和物理信號，比較存儲器中的預定狀態，以確定兩個假定協議中的那一個在雙絞線電纜上執行。檢測方案不能與任何與Ethernet或Token Ring不一致的裝置進行通信。
在相同的Ethernet MAC協議的下，美國專利第5,410,535號揭示一種能區分裝置所連接的媒體的裝置，使得被連接的裝置可以共享同一連接器。在這種情況中媒體可以是雙絞線電纜或是其他媒體類型的AUI。控制流程和邏輯與Ethernet物理層有關。美國專利第5,541,957號包括一單獨的物理層邏輯，以允許工作在不同的傳輸率下的兩個Ethernet連接操作共享同一連接器。
美國專利第5,121,482號揭示一種檢測與網絡協議無關的被連接裝置的裝置。但是，它的檢測機構依賴于數據信號線上的阻抗，它的檢測電路也被直接連接至數據信號線上，這會導致在執行檢測程序時通信鏈路的干擾或者甚至破壞。
需要一種網絡系統，它能夠實時地識別連接于網絡系統連接器的遠程裝置，而不會影響其正常工作，在必需時提供合適的電功率，而不會損壞被連接的遠程裝置，以及采用合適的協議將裝置自動地連接至網絡中樞。
發明概要本發明系提供一種用以檢測存在遠程裝置的檢測電路，它可以是網絡裝置或者不是網絡裝置。本發明還提供一種用以控制把電功率施加至被檢測裝置的系統，該系統包括信號發生器和反饋分析器。信號發生器接收定時信號、控制信號及選擇信號。信號發生器響應于第一邏輯狀態下的選擇信號提供存在請求信號，以及響應于第二邏輯狀態下的選擇信號提供控制信號。反饋分析與被檢測裝置相連接并響應于由該被連接裝置檢測的存在信號而提供存在信號，被連接裝置屬于預定類型且與信號發生器的輸出端相耦合。當檢測到這樣的裝置時，反饋分析器提供在第二邏輯狀態下的選擇信號，當未檢測到這樣的裝置時，提供在第一邏輯狀態下的選擇信號。反饋分析器響應于該存在信號，控制把電功率施加到該預定類型的被連接裝置。
本發明提供一種施加電功率的方法。在第一檢測時間，第一裝置是一啟動器且施加一對稱雙極信號給第二裝置。在第二檢測時間，基于在第一檢測時間由第一裝置提供的信號，來自第二裝置的反饋信號觸發一比較器并指示第二裝置成功連接于第一裝置。另一方面，第二裝置可以提供基于另一電功率而不是基于該對稱雙極性信號的反饋信號。在第三檢測時間，第一裝置提供限流的電功率給第二裝置。在第四檢測時間，第二裝置使用從第一裝置獲得的電功率，以維持它自身的操作，還使用它得出反饋信號，取代由第一裝置所提供的原始信號。在第五檢測時間，釋放第一裝置，去除在第一檢測時間中的施加信號狀態，以及使用相同線作其他用途。
本發明提供一種網絡系統，包括多個用戶接口連接器及第一和第二網絡中樞。多個用戶接口連接器中的每一個適合于與遠程裝置相連接。第一網絡中樞在一第一操作協議下通信。第二網絡中樞與多個用戶接口連接器相耦合，用于在與其連接的遠程裝置之間進行數據通信，第二網絡中樞與第一網絡中樞相耦合。第二網絡中樞識別被連接裝置的操作協議。當被連接裝置的所識別協議是第一操作協議時，第二網絡中樞在第一與第二網絡中樞之間進行數據通信。當被連接裝置的所識別協議是第二操作協議時，第二網絡中樞在第二協議下與所述被連接裝置進行通信。第二網絡中樞還識別存在與多個用戶接口中至少一個用戶接口耦合的第一種類型適配器，并響應于已識別的存在該適配器，連續地給該適配器提供電功率。響應于已識別不存在適配器，第二網絡中樞停止給適配器提供電功率。
附圖簡述圖1是表明該開放系統互連模型的接口層的示意圖。
圖2是表明根據本發明的網絡系統的方塊圖。
圖3是表明根據本發明另一實施例的網絡系統的方塊圖。
圖4a是表明根據本發明的圖2中所示網絡系統的網絡中樞的方塊圖。
圖4b是表明根據本發明另一實施例的圖3中所示網絡系統的網絡中樞的方塊圖。
圖5a是表明傳統10Base-T雙絞線電纜連接的示意圖。
圖5b是表明傳統100Base-TX雙絞線電纜連接的示意圖。
圖5c是表明傳統令牌環雙絞線電纜連接的示意圖。
圖6a是表明根據本發明的與第一種類型遠程適配器耦合的裝置存在檢測器。
圖6b是表明根據本發明的與第二種類型遠程適配器耦合的裝置存在檢測器。
圖6c是表明根據本發明的與第三種類型遠程適配器耦合的裝置存在檢測器。
圖7是表明根據本發明的圖6a-6c所示裝置存在檢測器的操作流程圖。
較佳實施例的詳細描述本發明的方法和系統在系統空閑或正常操作期間即時且連續地檢測連接狀態。在本發明的一個實施例中，不存在被檢測的網絡適配器時，系統假設所連接的裝置使用特定協議，如Ethernet或是Token Ring。在本發明的另一實施例中，網絡系統配置有紅外線(IR)適配器或Ethernet但不是Token Ring。在這樣的系統中，系統的用戶連接器既具有IR適配器又具有Ethernet適配器的功能。在本發明的另一實施例中，網絡系統配置有IR適配器或Token Ring但不是Ethernet。在這樣的系統中，系統的用戶連接器既具有IR適配器或是Token Ring適配器的功能。在本發明的再另一個實施例中，系統配置有IR適配器、Token Ring及Ethernet。
更具體地，本發明的網絡中樞202(圖2)及網絡中樞302(圖3)當肯定存在被檢測裝置時，給被檢測裝置提供電功率，當連接另一類型(如Ethernet 10Base-T、100Base-TX、100Base-T4及Token Ring適配器)任一適配器時或當不連接適配器時，不給連接器及雙絞線電纜提供電功率。因為被檢測裝置接收來自檢測裝置的電功率，所以不需要單獨的昂貴的電源。本發明的系統降低成本并消除了辦公室中的大量連接線及電源插頭。
圖2是說明根據本發明的網絡系統200的方塊圖。網絡系統包括網絡201及多個計算機212。為了清楚起見，圖中僅示出計算機221-1至221-3。計算機212可以是例如工作站、便攜型計算機、桌上計算機或個人數字助理器(PDA)。
網絡201包括網絡中樞202、多個雙絞線電纜205、多個用戶接口連接器204及紅外線適配器206。為了簡化及清楚起見，圖中僅示出四個雙絞線電纜205及四個用戶接口連接器204。同樣地，為了清楚起見，圖中只示出一個紅外線適配器206。當然，網絡201可以包括其他數目的網絡中樞202、中樞用戶連接器208、雙絞線電纜205、用戶接口連接器204及紅外線適配器206。
網絡中樞202包括多個中樞用戶連接器208和上行鏈路(up-link)連接器210。上行鏈路連接器210允許網絡201被連接至另一網絡(圖中未示出)。計算機212-1包括第一接口214，它是紅外線收發器。計算機212-1經紅外線收發器214以第一協議與紅外適配器206進行通信。在本發明的一個實施例中，第一協議是紅外線協議。計算機212-2及213-3分別包括第二計算機接口，以第二協議下進行通信。在本發明的一個實施例中，計算機接口216的協議為10 Base-T或100 Base-TX協議。在本發明的另一實施例中，計算機接口216的協議則為Token Ring協議。在本發明的一個實施例中，用戶接口連接器204為傳統的RJ45連接器。
計算機212-2及212-3可以通過各個第二計算機接口216與用戶接口連接器204之間的物理導線連接，如雙絞線電纜，經中樞用戶連接器208與網絡201相連接。根據本發明的一個實施例的雙絞線電纜可以是傳統的3或5類雙絞線電纜。導線可以在計算機212-2或212-3上斷開，以允許用戶移動相關計算機212。
網絡201利用無線通信的紅外線適配器206或者利用有線通信的計算機接口216經用戶接口連接器204與該多個計算機212進行通信。特別地，計算機212-1不以導線進行通信，而是采用在計算機212-1的紅外線適配器206與紅外線收發器214之間通信的紅外線信號215與網絡201進行通信。多個計算機212可以經中樞用戶連接器208進行彼此互相通信，或是經上行鏈路連接器210與另一網絡進行通信。根據本發明的網絡201是局域網(Local Area Network；LAN)，可以鏈接至其他網絡。
網絡201識別與網絡中樞202連接的計算機212的協議并以適當協議與計算機212進行通信。當紅外線適配器206與網絡中樞202連接時網絡201給該紅外線適配器提供電功率，但是不給其他協議的適配器提供電功率。如果網絡201確定除了紅外線適配器206外的其他類型裝置與用戶接口連接器204耦合，則網絡201不會供給電功率。網絡系統200在計算機212與網絡201之間提供無線通信。即使適配器206在此被描述為以紅外線操作，適配器206亦可以提供除了紅外線外的其他無線通信方式，如射頻。在此情況中，網絡系統200可以被修改為以其他無線耦合手段或是其組合進行工作。
特別地，網絡中樞202確定遠程裝置是否連接于用戶接口連接器204及確定遠程裝置的類型。如果紅外線適配器206連接于用戶接口204，網絡中樞202根據該檢測給紅外線適配器206提供電功率，在沒有檢測到紅外線適配器206時，停止給紅外線適配器206提供電功率。
用戶可以放置一計算機212-1在紅外線適配器206的附近，并與網絡201進行通信。紅外線適配器206提供網絡中樞202與計算機212-1紅外線收發器214之間的雙向通信。網絡中樞202將來自紅外線協議的數據轉換成網絡協議，反之亦然。網絡中樞202還將來自計算機212-1或212-3任一協議的數據轉換成網絡協議，反之亦然。據此，網絡中樞202允許通過適當的協議轉換在任何計算機212之間進行通信。
圖3是表明根據本發明的網絡系統300的方塊圖。網絡系統300包括網絡301及多個計算機212。為了清楚起見，圖中只示出三個計算機212-1至212-3。計算機212-1至212-3包括各自的計算機接口214、216及318。計算機接口318以第三協議通信。
網絡301包括第一網絡中樞302、第二網絡中樞303、任選的第三網絡中樞304、多個中樞用戶連接器204、第一和第二雙絞線電纜205及305。網絡301也可以包括附加的網絡中樞。
網絡中樞302包括多個中樞用戶連接器308、多個通過(pass-through)連接器309及上行鏈路連接器310。網絡中樞303包括多個中樞用戶連接器320及上行鏈路連接器322。網絡中樞304包括多個中樞用戶連接器324及上行鏈路連接器326。雙絞線電纜305將網絡中樞303的通過連接器309耦合至網絡中樞303的各個中樞用戶連接器320。同樣地，雙絞線電纜305將網絡中樞303的通過連接器309耦合至網絡中樞303的各個中樞用戶連接器324。
網絡301以類似于以上結合圖2所示網絡201所述的方式與計算機212進行通信。然而，在網絡301中的通信不同于網絡201中的通信。明確地說，網絡中樞302以紅外線協議處理數據以及以其他協議使數據通過至網絡中樞303及304，以進行處理。
第一網絡中樞302確定紅外線適配器206是否被連接至用戶接口連接器204，如果紅外線線適配器206被檢測到，第一網絡中樞302以類似于圖2所示網絡中樞202的方式轉換在紅外線適配器206的協議與網絡中樞303之間的數據。無論如何，如果紅外線適配器206未被檢測到，第一網絡中樞302將相應中樞連接器308耦合至相應的通過連接器309，以與第二中樞303或與第三樞中304中任何一個進行通信。網絡中樞302不會處理來自適配器的數據。因此，第一網絡中樞302僅遞送第二網絡中樞303或第三網絡中樞304與計算機212之間通信的數據，而不作進一步處理。
網絡中樞302實現網絡數據的“通過(pass through)”，允許系統使用傳統網絡中樞303和/或304，以支援諸如Ethernet和/或Token Ring的標準網絡協議。在本發明的一個實施例中，網絡301僅與計算機連接，該計算機處在兩種協議的其一的狀態，例如紅外線協議和Ethernet協議。本發明允許用戶使用現有網絡中樞去建立多協議網絡系統301，適于紅外線通信、Ethernet及/或Token Ring。多網絡協議共享同一連接器204。再利用現有傳統中樞并共享同瓊連接器可降低系統成本及增加網絡接入的便利性。
圖4a是說明依據本發明的網絡中樞202的方塊圖。網絡中樞202包括多個中樞用戶連接器208、上行鏈路連接器210、連接路徑402、網絡數據路徑404、檢測路徑406、第一和第二協議處理器408和410、網絡數據路徑411及412、多個裝置存在檢測器414以及選擇信號路徑416。
網絡數據路徑404將中樞用戶連接器208耦合至連接路徑402的第一終端。檢測路徑406將裝置存在檢測器414耦合至中樞用戶連接器208。第一和第二協議處理器408及410分別被耦合至連接路徑402的第二和第三終端。網絡數據路徑411耦合第一和第二協議處理器408及410。網絡數據路徑412將第二協議處理器410耦合至上行鏈路連接器210。選擇信號路徑416將裝置存在檢測器414耦合至連接路徑402。
裝置存在檢測器414在檢測路徑406上提供存在請求信號，它被施加到中樞用戶連接器208，以確定紅外線適配器206是否被連接至中樞用戶連接器208。如果紅外線適配器206沒有被連接至中樞用戶連接器208，裝置存在檢測器414施加一信號給選擇信號路徑416。這一信號有選擇地將中樞用戶連接器扣8經過連接路徑402耦合至第二協議處理器410，第二協議處理器410以第二協議與連接至中樞用戶連接器208的計算機212進行通信。通過第二協議處理器410與另一網絡(圖中未示出)的通信是經過上行鏈路連接器210達成的。如果紅外線適配器206被連接至中樞用戶連接器208，裝置存在檢測器414在選擇信號路徑上提供一選擇信號，將中樞用戶連接器208經連接器路徑402耦合至第一協議處理器408。第一協議處理器可以經網絡數據路徑411和412以及上行鏈路連接器210與另一網絡(圖中未示出)進行通信。
第一協議處理器408執行第一協議與第二協議之間的轉換，還執行具有紅外線適配器206的用戶連接器208當中的第一協議的轉發器或切換功能。第二協議處理器410執行上行鏈路連接器210、第一協議處理器408和沒有紅外線適配器206的用戶連接器208當中的第二協議的轉發器和切換功能。連接路徑402提供第一協議處理器402與具有紅外線適配器206的用戶連接器208之間的網絡化路徑，以及在第二協議處理器與沒有紅外線適配器206的用戶連接器208之間的網絡化路徑。網絡路徑411允許協議處理器408和410二者共享上行鏈路路徑的元件。
圖4b是表明依據本發明的網絡中樞302的方塊圖。網絡中樞302包括多個中樞用戶連接器308、多個通過連接器309、上行鏈路連接器310、連接路徑402、網絡數據路徑404、檢測路徑406、協議處理器408、多個裝置存在檢測器414、選擇選路徑416及網絡數據路徑418。
網絡數據路徑404將中樞用戶連接308耦合至連接路徑402的第一終端。檢測路徑406將裝置存在檢測器414耦合至中樞用戶連接器308。協議處理器408被連接至連接路徑402的第二終端。網絡數據路徑418將協議處理器408耦合至上行鏈路連接器310。通過連接器309被連接至連接路徑402的第三終端。選擇信號路徑416將裝置存在檢測器414耦合至連接路徑402。
裝置存在檢測器414在檢測路徑406上提供一存在請求信號，它被施加給中樞用戶連接器308，以確定紅外線適配器206是否被連接至中樞用戶連接器308。如果紅外線適配器206沒有被連接至中樞用戶連接器308，裝置存在檢測器414施加一選擇信號給選擇信號路徑416，有選擇地將中樞用戶連接器308經連接路徑402耦合至通過連接器309。這樣允許在網絡中樞303或304與連接至中樞用戶接口連接器308的計算機212之間進行通信。以這樣的方式，網絡中樞302僅在網絡中樞303或304至計算機212之間遞送數據。這種通信采用網絡中樞303或304的協議。如果紅外線適配器206被連接至中樞用戶連接器308，裝置存在檢測器414在該選擇信號路徑416上提供一選擇信號，以將中樞用戶連接器308經連接器路徑402耦合至協議處理器408。網絡中樞302與計算機212之間的通信為紅外線協議。協議處理器408可以經上行鏈路連接器310與另一網絡(圖中未示出)進行通信。協議處理器408執行紅外線協議與第二協議之間的轉換，還執行具有紅外線適配器206的用戶連接器208當中的轉發器或切換功能。
通過
背景技術：
，包括雙絞線電纜作為數據傳送媒體的局域網(LAN)應用在系統元件之間，如個人計算機、工作站、網絡中樞、橋接器或路由器上的網絡端口之間通常采用標準的RJ45連接器。例如，標準RJ45連接器與雙絞線電纜被使用在Ethernet 10Base-T、100Base-TX及Token Ring系統中。雙絞線電纜含有6條線(3對)或8條線(4對)。這些系統的局域網典型地遵循以上圖1所示的OSI物理層標準，其中雙絞線電纜載有電信號而沒有電功率。10Base-T、100Base-TX和TokenRing使用雙絞線電纜中的2對，讓其他未用的線開路或接地。在10Base-T和4/16MbToken Ring應用中，噪聲抑制能力更好的，所以這些未使用的線通常讓它開路。
圖5a至5c分別描述用于10Base-T、100Base-TX和Token Ring的傳統雙絞線電纜連接。
圖5a是表明傳統10Base-T雙絞線電纜連接的示意圖。電纜連接包括數條線500-11至500-8。這些線500的參考數的破折線數目對應于由IEBE Ethernet標準被分配在10Base-T協議中的引腳數。線500-1、500-2、500-3及500-6載有信號并連接至變壓器。線500-4、500-5、500-7及560-8通常讓它們開路。這些未使用的線形成一個開路電路。系統可以實現類似100Base-TX中的公共接地電路，以降低噪聲和改進信號質量。
圖5b是表明傳統100Base-TX雙絞線電纜連接的示意圖。電纜連接包括數條線502-1至502-8。這些線502的參考數的破折線數對應于由IEEE Ethernet標準被分配在100Base-TX協議中的引腳數。線502-1、502-2、503-3及502-6載有信號并連接至變壓器。線502-4、502-5、502-7及502-8通常通過公共模式終端電阻505、507和電容509接地，以降低噪聲檢取和注入信號線。這些未使用的線在這些線之間形成一具有電阻的電路。雖然Ethernet的IEEE 802.3標準建議電阻值，但沒有保證實際電阻值該是多少。例如，有一些商業使用產品不包括電阻505。
圖5c是表明種傳統的Token Ring雙絞線電纜連接的示意圖。電纜連接包括數條線504-1至504-8。這些線504的參考數目的破折線數目對應于由IEEEEthernet Token Ring標準被分配在Token Ring協議中的引腳數。線504-3、504-4、504-5和504-6載有信號并連接至變壓器。線504-1、504-4、504-7和504-8通常形成開路。系統在未使用的線上可以實現相似的共同接地電路，以降低噪聲和改進信號質量。
表I描述10Base-T、100Base-TX和Token Ring接口的用戶接口連接器204的引腳分配，正如結合圖5a至5c中所描述的。
表

這樣的確認，本發明的系統200和300不提供大電流，大電流會造成對Ethernet協議中未使用線的接口中電阻器或變壓器的潛在損壞。此外，本發明的系統200和300在系統功能性操作期間提供如此檢測，不干擾操作。據此，本發明的系統200和300能夠檢測在正常操作期間連接狀態的改變。
為了連續以及不干擾正常發射和接收地進行檢測，裝置存在檢測器414沒有連接至Ethernet協議下的信號線-雙絞線電纜1、2、3、6，也沒有連接至在TokenRing協議下的信號線3、4、5、6。
圖6a是表明裝置存在檢測器414連接至遠程終端602-1的示意圖，該遠程終端線602-1是經雙絞線電纜205的紅外線適配器206。裝置存在檢測器414包括信號發生器608、反饋分析器610和電源電路640。信號發生器608包括復用器612和接口驅動器614。將控制信號613施加于復用器612的第一輸入端。在本發明的一個實施例中，控制信號613是一種通用信號。將低頻定時信號615施加于復用器612的第二輸入端。
在本發明的一個實施例中，定時信號615是接近50％占空度的對稱時鐘信號。選擇信號617選擇復用器將那個施加信號提供給復用器612的輸出端。復用器612的輸出端被連接至接口驅動器614，它在輸出端提供存在請求信號619，被耦合至雙絞線電纜205。接口驅動器614可以是例如工業標準RS232驅動器。
遠程終端602-1包括接收器616、二極管電路618和直流至直流轉換器645。二極管電路618包括第一二極管620和第二二極管622。將連續存在信號621耦合至第一二極管620的陽極。第一二極管620的陰極被連接至遠程終端機602-1的輸出端623。第二二極管的陽極被連接至通過接收器616的輸入端和遠程終端機602-1的輸入端625所形成的共同節點，其陰極被連接至輸出端623。
信號發生器608的接口驅動器614提供控制信號613或定時信號615中的任一給接收器616和給二極管622的陽極。接收器616可以是例如RS232接收器。來自信號發生器608的輸出信號經二極管622返回到反饋分析器610。
存在檢測器414的反饋分析器610包括電壓比較器624、低通濾波器626、參考電壓628和電阻器634。參考電壓628低于遠程終端602-1所使用的連續存在信號621，且低于來自接口驅動器614的峰值輸出電壓。低通濾波器626包括電阻632和電容636。電阻634與電容636并聯連接，提供電容636的放電通路。參考電壓628被耦合至比較器624的倒相輸入端。低通濾波器626的輸入端接收來自遠程終端602-1的反饋信號，濾波后的信號630被耦合至比較器624的非倒相輸入端。二極管電路618提供反饋信號給終端623。反饋信號可以是存在信號。存在信號可以是由二極管622提供的啟始存在信號或是由二極管620提供的連續存在信號。啟始存在信號是在相對于存在請求信號619的檢測階段期間由二極管622所提供。在連接階段期間，二極管620提供連續存在信號621。
在檢測階段期間，選擇時序信號615將存在請求信號619提供給遠程終端602-1。二極管622與低通濾波器626相結合在反饋路徑上形成一個峰值檢測電路。濾波后的信號630維持在存在請求信號619的峰值電平上。因為在比較器624的非倒相輸入端上過濾后的反饋信號630高于比較器624的倒相輸入端的閾值電壓628，比較器624設定存在信號638。
在本發明的一個實施例中，系統可以包括一種類型以上的遠程終端602-1，例如602-1a及602-1b。為了區分它們，反饋分析器610包括連接至不同參考電壓的附加電壓比較器。據此，系統200和300通過相同用戶接口連接器204能夠支持不同的協議組合，如采用Ethernet和/或Token Ring協議的不同版本紅外線適配器或射頻適配器的組合。
例如，可以采用不同的電壓作為遠程終端602-1a和遠程終端602-1b二者中的連續存在信號621。首先，將終端機602-1a中的連續存在信號621設定為3VDC，將終端機302-1b的連續存在信號設定為5DVC。然后，在反饋分析器中，第一比較器的閾值電壓設定為2V，第二比較器的閾值電壓設定為4V。當終端602-1a被附著于系統時，來自終端602-1a的反饋信號觸發第一比較器，因此來自第一比較器的存在信號增高。當終端602-1b被附著于系統時，反饋信號足夠高，以致于觸發兩個比較器；因此來自兩個比較器的存在信號都增高。
當濾波后的信號630高于由參考電壓628所設定的閾值時電壓比較器624提供存在信號638，當電壓降至低于閾值時被去除。
當與被檢測遠程終端602-1連接時，反饋分析器610提供存在信號638，當未與遠程終端602-1連接時或者當遠程終端602不是以下結合圖6b和6c所描述的遠程終端時，不提供存在信號。
當設定該存在信號638時，裝置存在檢測器414通過激活電源640的輸出賦能信號644，給遠程終端602-1提供電功率。
遠程終端602-1中的直流-直流轉換器645將來自裝置存在檢測器414的電功率轉換為合適的電壓電平，以維持其自身電路，還將連續存在信號621施加于二極管620的陽極。該連續存在信號621是足夠高的，以致于保持存在信號638在開啟(on)狀態。此時，提供存在請求信號619的同一條線已經不再需要，可以被用作其他功能。復用器612的選擇信號617可以自動地從定時信號615切換到控制信號613，然后，在檢測到存在后連接至控制信號611。
當遠程終端開始提供連續存在信號時，裝置在連接階段中操作。在連接階段期間，如果斷開與遠程終端602-1的連接，濾波后信號630開始通過電阻634放電，當濾波后信號降至低于閾值電壓時，該存在信號失能。這樣引起該電功率被斷開，且裝置存在檢測器414的操作返回至檢測階段。
在本發明的一個實施例中，該反饋信號可以由具有自備電源的遠程終端產生。遠程終端可以包括電池(圖中未示)，用以產生施加于二極管體622陽極的存在信號。在這個實施例中，電池增加了系統的成本且最終會放完電。
圖6b是表明根據本發明的被連接至第二種類型遠程適配器的裝置存在檢測器的方框圖。適配器602-2沒有連接至驅動器614的輸出端、低通濾波器622的輸入端或電源640的電功率端及接地端。據此，存在請求信號619不能給反饋分析器610提供反饋信號。因為未收到信號，比較器624沒有產生存在信號638，指示紅外線被連接至裝置存在檢測器414。
圖6c是表明根據本發明的被連接至第三種類型遠程適配器602-3的裝置存在檢測器414的方框圖。適配器602-3包括公共接地電路654，它包含第一、第二及第三電阻650、651及652和電容653。公共接地電路起終止電路的作用。第一和第二電阻650和651分別串聯連接在適配器602-3的輸入端與輸出端之間，當與裝置存在檢測器414連接時，它們連接信號發生器608的輸出端和反饋分析器610的輸入端。當連接至適配器602-3時，電源640的電功率端和接地端保持開路。第三電阻652的第一端與第一電阻650和第二電阻651的共同節點相連接。第三電阻652的另一端通過電容653而接地，當適配器602-3與裝置存在檢測器414連接時，反饋分析器610的低通濾波器626勾畫反饋信號的交流成份，只允許反饋信號中的直流電平通過。反饋信號的直流電平可以接近0伏，這小于參考電壓628，因此比較器624不會產生存在信號638。
圖7是表明根據本發明的裝置存在檢測器414的操作流程圖。裝置存在檢測器414以檢測階段或以連接階段而操作。當裝置存在檢測器414開始檢測702時，裝置存在檢測器414進入檢測階段。將通過連接路徑402設定為連接從中樞用戶連接器208至第二協議處理器410或上行鏈路連接器210或310的網絡數據路徑。關掉電源640，去除遠程終端602的施加電功率。將選擇信號617設定為第一邏輯狀態，使得復用器612能夠給驅動器614，因此給遠程終端602施加定時信號615。裝置存在檢測器414監視存在信號706。當有存在信號時，裝置存在檢測器414進入連接階段。將網絡數據路徑設定為通過使將中樞用戶連接器208耦合至第一協議處理器408的通過連接路徑402能夠將中樞用戶連接器208連接至第一協議處理器。接通電源640，給遠程終端提供電功率708。將選擇信號設定為第二邏輯狀態，命令復用器612給驅動器614提供控制信號613，以用于遠程終端602。裝置存在檢測器414監視存在信號710，保持在連接階段直至不存在存在信號(即關閉)。裝置存在檢測器414再進入檢測階段，關閉電源640，

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絡中樞202中的第二協議處理器410，或是通過網絡中樞302至網絡中樞303及304。
除非與所需裝置連接，本發明的網絡系統并不給接口連接器提供電功率。采用這一系統，同一接口連接器可支援多種網絡協議，如Ethernet 10Base-T、100Base-TX或Token Ring。所需裝置可以運行這些或其他類型的網絡協議。
通過電路和線路安排的組合，本發明提供一種低成本系統，它允許連接于雙絞線電纜的一端的第一裝置對連接于該雙絞線電纜另一端的所需裝置進行檢測，并且向其提供電功率。該所需裝置接收來自雙絞線電纜的電功率，而無需實際附著于系統的主體以得到供電。無需實際連接，本發明提供一種個人數據助理器或便攜型計算機的移動計算辦法。
權利要求
1.一種在通信線上給裝置提供電功率的方法，其特征在于所述方法包括下列步驟檢測通信線上存在的裝置；響應于檢測存在情況，在通信線上給裝置提供電功率；以及當未檢測到存在時，切斷提供給裝置的電功率。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于進一步包括步驟響應于裝置的存在，利用第一協議與所述裝置進行通信。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于進一步包括步驟響應于裝置的檢測，利用第一協議與所述裝置進行通信。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的被檢測裝置從所提供的電功率表示其連續存在。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于進一步包括步驟提供存在請求信號，所述被檢測裝置由此表示其存在。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于所述的存在請求信號是一種對稱雙極定時信號。
7.如權利要求4所述的方法，其特征在于所述的被檢測裝置具有電源，被檢測裝置由此表示其存在。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于進一步包括步驟經無線通信線與被檢測裝置進行通信。
9.一種在通信線上給裝置提供電功率的方法，其特征在于所述方法包括下列步驟檢測存在裝置；確定存在裝置的類型；給所述裝置提供電功率；響應于被檢測第一種類型裝置，利用第一種協議與所述裝置進行通信；以及響應于被檢測第二種類型裝置，利用第二種協議與所述裝置進行通信。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于進一步包括步驟響應于被檢測第二種類型裝置，利用第二種協議與所述裝置和另一網絡中樞進行通信。
11.一種給遠程裝置提供電功率的網絡系統，所述裝置包括多個用戶接口連接器，每個連接器適合于與一個遠程裝置相耦合；與多個用戶接口連接器耦合的網絡中樞，用于在與其耦合的遠程終端之間進行通信；其特征在于網絡中樞識別被耦合遠程裝置的操作協議并以所識別的操作協議與被耦合裝置進行通信，這里，網絡中樞識別存在第一種類型適配器，它與多個用戶接口連接器中至少一個連接器相耦合，并響應于所識別的適配器的存在，連續地給所述適配器提供電功率。
12.如權利要求11所述的網絡系統，其特征在于所述操作協議是以太網協議。
13.如權利要求11所述的網絡系統，其特征在于所述操作協議是令牌環協議。
14.如權利要求11所述的網絡系統，其特征在于所述操作協議是無線局域網(LAN)協議。
15.一種在通信線上給裝置提供電功率的方法，其特征在于所述方法包括下列步驟通信線上施加一存在請求信號；監測所述存在信號的通信線；當所述存在信號是連續存在信號時，在通信線上提供控制信號；以及當反饋信號不是連續存在信號時，在通信線上提供存在請求信號。
16.一種給遠程裝置提供電功率的網絡系統，所述裝置包括多個用戶接口連接器，每個連接器適合于與一個遠程裝置相耦合；利用第一種操作協議進行通信的第一網絡中樞；以及利用第二種操作協議進行通信的與所述多個用戶接口連接器相耦合的第二網絡中樞；其特征在于所述中樞識別被耦合裝置的操作協議，當被耦合裝置的所識別操作協議是第一操作協議時利用第一協議進行通信，而當被耦合裝置的所識別操作協議是第二操作協議時利用第二協議進行通信，這里，所述中樞識別第一種類型適配器的存在，所述適配器與多個用戶接口連接器中至少一個連接器相耦合，響應于所識別的存在適配器，連續地給所述適配器提供電功率。
17.一種控制將電功率施加于被檢測裝置的系統，其特征在于所述系統包括信號發生器，具有接收定時信號的第一輸入端、接收控制信號的第二輸入端、接收選擇信號的第三輸入端、以及輸出端，它處于第一邏輯狀態時響應于所述選擇信號提供存在請求信號，而處于第二邏輯狀態時響應于所述選擇信號提供控制信號；以及具有一個輸入端和一個輸出端的反饋分析器，輸入端與裝置相耦合，輸出端用于響應于由被耦合裝置所檢測的存在信號提供一存在信號，被耦合裝置屬于預定類型并與信號發生器的輸出端相耦合；當檢測到這種裝置時提供第二邏輯狀態中的選擇信號以及當未檢測到這種裝置時提供第一邏輯狀態的選擇信號；以及響應于所述存在信號控制將電功率施加于預定類型的被耦合裝置。
18.一種在通信線上給裝置提供電功率的手段，其特征在于所述手段包括在通信線上檢測裝置存在的手段；響應于所檢測存在情況在通信線上給裝置提供電功率的手段；以及當未檢測到存在時切斷提供給裝置的電功率的手段。
19.如權利要求18所述的手段，其特征在于進一步包括響應于裝置的存在利用第一種協議與所述裝置進行通信的手段。
20.如權利要求18所述的手段，其特征在于進一步包括響應于裝置的檢測利用第一種協議與所述裝置進行通信的手段。
21.如權利要求18所述的手段，其特征在于被檢測裝置由所提供的電功率表示其連續存在。
22.如權利要求21所述的手段，其特征在于進一步包括提供存在請求信號，被檢測裝置由此表示其存在的手段。
23.如權利要求22所述的手段，其特征在于所述存在情況信號是對稱雙極定時信號。
24.如權利要求21所述的手段，其特征在于被檢測裝置具有電源，被檢測裝置由此表示其存在。
全文摘要
一種網絡系統,對存在連接于該網絡的遠程終端進行檢測并確定遠程終端的功能協議。如果遠程終端是紅外適配器,那么網絡中樞給該紅外適配器提高電功率,系統對紅外適配器的存在作繼續監測。在去除紅外適配器時,網絡系統去除施加于與紅外適配器連接的用戶接口連接器的電功率。如果對遠程終端檢測到另一種協議,網絡中樞以該協議與遠程終端進行通信并將數據轉換為網絡協議。
文檔編號H04B10/105GK1265202SQ98807546
公開日2000年8月30日 申請日期1998年6月11日 優先權日1997年6月11日
發明者張文豐, 余方正 申請人:柯萊瑞尼特系統公司