JP2009038564A

JP2009038564A - 多種信号および電力伝送可能なネットワークシステムおよびその接続ポート

Info

Publication number: JP2009038564A
Application number: JP2007200714A
Authority: JP
Inventors: Chun-Chi Huang; 俊棋黄
Original assignee: MEITAI KAGI KOFUN YUGENKOSHI
Current assignee: MEITAI KAGI KOFUN YUGENKOSHI
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2007-08-01
Publication date: 2009-02-19

Abstract

【課題】電力使用装置と電源の接続による破損問題を回避できる多種信号および電力伝送可能なネットワークシステムおよびその接続ポートを提供する。
【解決手段】接続ポート６０および７０を備える電源６と電力使用装置７を備え、接続ポート６０および７０は本体６０’および７０’の一端に第一導体６５および７５を有し、他端に第二導体６６および７６を有し、第二導体６６および７６並びに第一導体６５および７５により電力伝送の回路を形成し、第一導体６５および７５と第二導体６６および７６の間であって、本体６０’および７０’の表面に二つの導体より構成される差動信号組６１〜６４および７１〜７４を有し、各接続ポート６０および７０同士は伝送ケーブル５により接続され、伝送ケーブル５のリード線５０は第一導体６５と７５、第二導体６６と７６および各差動信号組６１〜６４と７１〜７４の導体の間に設けられる。
【選択図】図５

Description

本発明は多種信号および電力を伝送可能なネットワークシステムおよびその接続ポートに関するものであり、特に一種の接続ポートにより例えばイーサネット（登録商標）ネットワーク信号、電力およびその他ネットワーク信号を伝送できるネットワークシステムおよびその接続ポートに関する。

ＩＰ電話機、ネットワークカメラ、無線ブリッジ、レジスター、セキュリティアクセスおよび監視測定システムなど、イーサネットネットワークに接続する従来の電力使用装置は、電力を供給するために、バッテリー又はネットワーク端末装置に配された電源ケーブルおよび電源ソケットを必要とした。しかしながら、より好ましい電力供給方式は、電力とデータを同時にイーサネットネットワークに接続されている電力使用装置に伝送することである。

ＩＥＥＥ８０２．３ａｆで規定されたイーサネットネットワーク配線を通して電力を供給する技術（Power Over Ethernet（登録商標）、ＰｏＥ）では、イーサネットネットワークに接続された電力使用装置に電力とデータを同時に伝送する機能を有する。

ＰｏＥはイーサネットに対応する技術の一つで、図１に示す通り、電源１（イーサネットネットワーク交換機、ルータ、ハブ、その他ネットワーク交換設備およびミッドスパン電源装置（mid-span ＰＳＥ）など。以下、これらをＰＳＥ（Power sourcing Equipment）という）の電力およびデータは、二重撚りケーブルを介してＰｏＥに対応した電力使用装置２に伝送される。

ネットワークの構成を図２に示す。ＰｏＥに対応しない従来の遠隔ネットワーク装置１０とＰｏＥに対応した電力使用装置２の間に、上述の電源１の一種であるミッドスパン電源装置が配置されると、従来の遠隔ネットワーク装置１０のネットワーク信号はミッドスパン電源装置を介して受信され、電力およびデータはミッドスパン電源装置より電力使用装置２へ伝送され、ＰｏＥを実現する。よって、ＰｏＥではイーサネットネットワークの構成を変更することなく、電源ケーブルを備えない電力使用装置２に電力供給できるほか、データ伝送も正常に行うことができる。

しかしながら、電源１より供給する高電圧（４８Ｖ）を従来の電力使用装置に接続すると、従来の電力使用装置を破損させる。よって安全の観点から、ＰｏＥにより電力使用装置１の端に「検出（Discovery）手順」を設けて、電源１に接続された電力使用装置がＰｏＥに対応しているか否かを検出することにより、従来の電力使用装置が誤って電源１に接続されて従来の電力使用装置が破損する問題を避ける。

ただし、電源１の「検出（Discovery）手順」回路において４８個の「ＰｏＥ接続ポート（ＰｏＥ Port）」の電源１の場合は、１２組のイーサネットネットワーク電力供給制御ユニット３を設けなければならない。各組のイーサネットネットワーク電力供給制御ユニット３は図３に示す通り、一つのイーサネットネットワーク電力供給コントローラー３０および四つのそれぞれ独立した金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）３２を備え、それぞれ四つの接続ポートを制御する。このため、電源１に「検出手順」を設けると電源１の回路設計が複雑となり、高い生産コストになりかねない。

さらに、現時点のＰｏＥでは、主に図４に示すようにＲＪ−４５コネクタ４を「ＰｏＥ Portとして使用しており、ＲＪ−４５コネクタ４は左から右の順に第１〜８導体である４１〜４８を備える。そのうち、第１〜３および第６導体である４１〜４３および４６はネットワーク信号の伝送を行い、第４、第５、第７および第８導体である４４、４５、４７、４８はその他の信号又は電力の伝送を行う。よって、より多くのその他信号を伝送する必要があるとき又はＰｏＥによらない方式で電力伝送する必要があるとき、ＲＪ−４５コネクタ４におけるすべての導体４１〜４８は他の用途に転用することができない。このため、従来の電気回路の設計が複雑となるほか、生産コストが高い、導体の使用余裕度などの課題を解決する必要がある。

本発明の目的は、従来の電力使用装置と電源の接続による破損問題を回避することができる多種信号および電力伝送可能なネットワークシステムおよびその接続ポートを提供することにある。

多種信号および電力伝送可能なネットワークシステム（以下、「ネットワークシステム」という）において、少なくとも一つ以上の電力使用装置と電源とを備え、電源と電力使用装置はそれぞれ一つ以上の接続ポートを有する。それらの接続ポートの一端に第一導体を設け、他端に第二導体を設ける。第二導体および第一導体は電力伝送の電力回路を形成する。接続ポートの四つの差動信号組は第一導体と第二導体の間に配置されており、それらの差動信号組はそれぞれに二つの導体を備え、電源と電力使用装置はそのうち二つの差動信号組によりイーサネットネットワーク信号を伝送し、他の二つの差動信号組により他のネットワーク信号を伝送する。

電源と電力使用装置が有する各接続ポートの間は、伝送ケーブルによって接続される。伝送ケーブルの接続線は、電源と電力使用装置それぞれに設けられた第一導体、第二導体および各差動信号組の導体の間に配置される。これにより、ＰｏＥに対応していない従来の電力使用装置の８Ｐ８Ｃ接続ポートが電源の接続ポートに接続されたとき、８Ｐ８Ｃ接続ポートに設けられた導体は、第一および第二導体ではなく差動信号組に接続され、従来の電力使用装置を破損することなく、引き続きイーサネットネットワーク信号伝送を行うことができる。

電源又は電力使用装置は接続ポートによって互いに接続されるため、従来のＰｏＥに対応した複雑な回路設計をすること無く、イーサネットネットワーク信号および電力を同時に伝送でき、生産コストを軽減することができる。それと同時に、他の二つの差動信号組を介して他のネットワーク信号を伝送することにより、従来のＰｏＥにおいて余裕な導体を持つことができなかった課題を解決することができる。

接続ポートは本体を備え、接続ポート表面の一端に第一導体を設け、他端に第二導体を設ける。第二導体と第一導体により電力伝送の電力回路を形成する。本体は第一導体と第二導体との間に８Ｐ８Ｃ接続ポートと許容性を持つ四つの差動信号組を設け、それらの差動信号組はそれぞれ二つの導体より構成される。そのうち、二つの差動信号組はイーサネットネットワーク信号伝送に使用され、他の二つの差動信号組は他のネットワーク信号伝送に使用される。

これにより、接続ポートはＰｏＥに対応していない従来の電力使用装置の８Ｐ８Ｃ接続ポートに接続されたとき、８Ｐ８Ｃ接続ポートに備えるすべての導体は第一および第二導体ではなくそれらの差動信号組に接続される。従来の電力使用装置には第一および第二導体の伝送電力が供給されないため、従来の電力使用装置は破損することがない。

コネクタを電源又は電力使用装置に接続するため、電源又は電力使用装置は従来のＰｏＥのような複雑な回路設計をなくして、イーサネットネットワーク信号および電力を同時に伝送でき、生産コストを軽減できる。それと同時に、他の二つの差動信号組を介して他のネットワーク信号を伝送することにより、従来のＰｏＥにおける余裕な導体を持つことができなかった課題を解決することができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるネットワークシステムおよびその接続ポートにおいて、ネットワークシステムを図５に示す。少なくとも一つ以上の電源６および少なくとも一つ以上の電力使用装置７（Power Device、ＰＤ）を備え、電源６と電力使用装置７は少なくとも一つ以上の伝送ケーブル５を介して一つのネットワークに組み込まれる。電源６および電力使用装置７に少なくとも一つ以上の接続ポート（１０Ｐ１０Ｃ（１０位置、１０導体）など）を備え、接続ポート６０又は７０は図６に示すプラグ（plug）又は図７に示すジャック（jack））を備える。

第一接続ポート６０に本体６０’、第２接続ポート７０に本体７０’を備え、本体６０’および７０’の表面の一端に第一導体６５および７５を備える。本体６０’および７０’の表面のもう一端に第二導体６６および７６を備え、第二導体６６および７６と第一導体６５および７５により電力伝送ための電力回路を形成する。

本体６０’および７０’の表面に設ける第一導体６５および７５と第二導体６６および７６との間に、８Ｐ８Ｃ（８位置、８導体）と許容する接続ポート（ＲＪ−４５接続ポートなど）の第一差動信号組（differential signal pairs）６１および７１、第二差動信号組６２および７２、第三差動信号組６３および７３並びに第四差動信号組６４および７４を備え、差動信号組６１〜６４および７１〜７４はそれぞれ二つの導体により構成される。伝送ケーブル５は電源６および電力使用装置７の第一導体６５および７５、第二導体６６および７６並びに各差動信号組６１〜６４および７１〜７４の導体の間にはリード線５０を備える。

さらに、電源６の第一差動信号組６１はネットワーク信号を電力使用装置７の第一差動信号組７１に伝送する。電源６の第二差動信号組６２は電力使用装置７の第二差動信号組７２より出力するネットワーク信号を受信する。第三差動信号組６３〜６４、第四差動信号組７３〜７４は電源６および電力使用装置７にその他（ギガビットイーサネットネットワーク信号（Gigabit Ethernet network signal）、検出信号（detection signal）、制御信号（control signal）など）ネットワーク信号の伝送を提供する。

（第２実施例）
本発明の第２実施例において、図５に示す通り、第三差動信号組６３および７３は本体６０’および７０’の中央部に一番接近する二つの導体により構成し、第二差動信号組６２および７２は本体６０’および７０’に備えられる第三差動信号組６３および７３近傍の二つの導体により構成する。第四差動信号組６４および７４は本体６０’および７０’の第一導体６５および７５と第二差動信号組６２および７２の間に備えられる二つの導体により構成する。第一差動信号組６１および７１は本体６０’および７０’に備えられる第二導体６６および７６と第二差動信号組６２および７２との間に備えられる二つの導体により構成する。

（第３実施例）
接続ポート（プラグ：plug）の概略図を図６に示す。第一接続ポート６０および第二接続ポート７０はプラグ形態のとき、本体６０’および７０’は導体背面の中央部に突起塊６７および７７を備え、かつ突起塊６７および７７の末端に弾性パーツ６８および７８を設ける。プラグ形態である第一接続ポート６０および第二接続ポート７０はジャック（jack）形態の８Ｐ８Ｃ接続ポートと許容性を有する。

接続ポート（ジャック）の概略図を図７に示す。第一および第二接続ポートはジャック形態のとき、本体６０’および７０’は導体背面の中央部に誘導レール６９および７９を備え、誘導レール６９および７９は突起塊６７および７７と一致する。一方、誘導レール６９および７９は内部にほぞ６９’および７９’を備え、ほぞ６９’および７９’は弾性パーツ６８および７８と一致する。ジャック形態である第一接続ポート６０および第二接続ポート７０はプラグ形態の８Ｐ８Ｃ接続ポートと許容性を有する。これにより、第一接続ポート６０および第二接続ポート７０は下記の長所を有する。

プラグ又はジャック形態の８Ｐ８Ｃ接続ポートがプラグ又はジャック形態の第一接続ポート６０あるいは第二接続ポート７０に接続されたとき、第一接続ポート６０又は第二接続ポート７０は８Ｐ８Ｃ接続ポートを正確に誘導および接続できるほか、８Ｐ８Ｃ接続ポートの揺れおよび抜け出しを防止できる。

接続ポート６０は８Ｐ８Ｃ接続ポート（プラグ又はジャック形態など）と許容できるため、電源６では第一接続ポート６０を介して、イーサネットネットワーク信号をＰｏＥに対応しない従来設備に伝送することができる。つまり、利用者が誤って、従来設備の電力使用装置８Ｐ８Ｃの接続ポートを電源６の第一接続ポート６０に接続しても、従来設備は継続して稼働できる。

８Ｐ８Ｃ接続ポートを第一接続ポート６０に接続すると、第一導体６５および第二導体６６は８Ｐ８Ｃ接続ポート表面に導体を設けない部分によって阻止し圧迫されるため、第一導体６５又は第二導体６６への不正接続を防止し、従来設備の破損を防止できる。

第一接続ポート６０および第二接続ポート７０の組み合わせ構造により、電源６と電力使用装置７の間はPｏＥの検出回路によらず、そのまま第一導体６５および７５、並びに第二導体６６および７６を用いて電力を伝送できるため、従来の電力使用装置による「検出手順」の複雑な回路設計問題を回避し、生産コストの軽減を図る。

第一接続ポート６０および第二接続ポート７０の検出信号と電力の伝送は第三差動信号組６３および７３、並びに第四差動信号組６４および７４によらないため、第一接続ポート６０と第二接続ポート７０は第三差動信号組６３および７３、並びに第四差動信号組６４および７４を介して他のネットッワーク信号（検出信号（detection signals）、制御信号（control signals）など）を伝送できる。

（第４実施例）
本発明の第４実施例による接続ポートの接続ピン配置を図８に示す。接続ポートは本体９を備え、本体９表面の一端に第一導体９０を設け、他端に第二導体９１を設ける。第二導体９１と第一導体９０により電気回路を形成して、第一導体９０および第二導体９１の間に四つの差動信号組（differential signal pairs）９２を設ける。

四つの差動信号組９２はそれぞれ二つの導体より構成され、８Ｐ８Ｃ接続ポートと許容性を有する。そのうち、二つの差動信号組９２によりネットワーク信号（network data signals）を伝送し、残り二つの差動信号組９２は他のネットワーク信号（ギガビットイーサネットネットワーク信号（Gigabit Ethernet network signal）、検出信号（detection signal）、制御信号（control signal）など）を伝送する。

接続ポート９をネットワーク上の電源６又は電力使用装置７に取り付けたとき、電源６と電力使用装置７は接続ポート９と接続し、ネットワーク信号、電気、その他ネットワーク信号を伝送できる。仮にＰｏＥに対応していない従来設備の８Ｐ８Ｃ接続ポートを電源６につないだとしても、８Ｐ８Ｃ接続ポートの信号は第一導体９０と第二導体９１ではなく四つの差動信号組９２へ直接伝送されるため、従来設備に電力は伝送されず、ネットワーク信号のみが引き続き伝送される。

前記した通り、電源６と電力使用装置７の間に、イーサネットネットワーク信号および電気を同時に伝送できるため、電源６と電力使用装置７とはイーサネットネットワーク技術を有する。かつ電源６を従来設備に接続することにより、従来設備を破損することなく、イーサネットネットワーク信号を引き続き伝送できる。これにより、従来設備の電源との接続による破損問題を回避できる。

以上本発明の複数の実施例について説明した。本発明の特徴はこれに限らない。当技術を熟知するものは、本発明の領域において、容易に変化又は修飾ができるものは、なお本発明の特許請求範疇に含まれるものとする。

従来例の電源と電力使用装置によるネットワーク構成の概略図である。従来例の遠隔ネットワーク装置、電源、および電力使用装置によるネットワーク構成の概略図である。従来例のイーサネットネットワークによる電力供給制御ユニットの概略図である。従来例のＲＪ−４５コネクタのピン配置概略図である。本発明の第１実施例および第２実施例によるネットワークシステムの概略図である。本発明の第３実施例によるネットワークシステムにおける接続ポート（プラグ）概略図である。本発明の第３実施例によるネットワークシステムにおける接続ポート（ジャック）概略図である。本発明の第４実施例によるネットワークシステムにおける接続ポートの接続ピン配置の概略図である。

符号の説明

５：伝送ケーブル、５０：リード線、６：電源、６０：第一接続ポート、６０’：本体、７０；本体’、９：本体、６１：第一差動信号組、７１：第一差動信号組、６２：第二差動信号組、７２：第二差動信号組、６３：第三差動信号組、７３：第三差動信号組、６４：第四差動信号組、７４：第四差動信号組、６５：第一導体、７５：第一導体、９０：第一導体、６６：第二導体、７６：第二導体、９１：第二導体、６７：突起塊、７７：突起塊、６８：弾性パーツ、７８：弾性パーツ、６９：誘導レール、７９：誘導レール、６９’：掛け合い溝、７９’：掛け合い溝、７：電力使用装置、７０：第二接続ポート、９２：差動信号組

Claims

電源と、電力使用装置と、前記電源と前記電力使用装置を電気的に接続可能な伝送ケーブルとからなるネットワークシステムに用いられる接続ポートであって、
本体と、
本体の一端に設けられる第一導体と、
本体の他端に設けられる第二導体と、
前記第一導体と前記第二導体との間に設けられ、第一差動信号用の導体、第二差動信号用の導体、第三差動信号用の導体および第四差動信号用の導体とからなる導体の組とを備え、
前記導体の組を通じて多種信号を伝送可能であり、かつ前記第一導体および前記第二導体を通じて電力を伝送可能であることを特徴とする多種信号および電力伝送可能な接続ポート。
電源と、電力使用装置と、前記電源と前記電力使用装置を電気的に接続可能な伝送ケーブルとからなるネットワークシステムであって、
前記ネットワークシステムに用いられる接続ポートは前記伝送ケーブルの端部に取り付けられ、
本体と、
本体の一端に設けられる第一導体と、
本体の他端に設けられる第二導体と、
前記第一導体と前記第二導体との間に設けられ、第一差動信号用の導体、第二差動信号用の導体、第三差動信号用の導体および第四差動信号用の導体とからなる導体の組とを備え、
前記導体の組を通じて多種信号を伝送可能であり、かつ前記第一導体および前記第二導体を通じて電力を伝送可能であることを特徴とする多種信号および電力伝送可能なネットワークシステム。
電源と、電力使用装置と、前記電源と前記電力使用装置を電気的に接続可能な伝送ケーブルとからなるネットワークシステムであって、
前記ネットワークシステムに用いられる接続ポートは前記電源に取り付けられ、
本体と、
本体の一端に設けられる第一導体と、
本体の他端に設けられる第二導体と、
前記第一導体と前記第二導体との間に設けられ、第一差動信号用の導体、第二差動信号用の導体、第三差動信号用の導体および第四差動信号用の導体とからなる導体の組とを備え、
前記導体の組を通じて多種信号を伝送可能であり、かつ前記第一導体および前記第二導体を通じて電力を伝送可能であることを特徴とする多種信号および電力伝送可能なネットワークシステム。
電源と、電力使用装置と、前記電源と前記電力使用装置を電気的に接続可能な伝送ケーブルとからなるネットワークシステムであって、
前記ネットワークシステムに用いられる接続ポートは前記電力使用装置に取り付けられ、
本体と、
本体の一端に設けられる第一導体と、
本体の他端に設けられる第二導体と、
前記第一導体と前記第二導体との間に設けられ、第一差動信号用の導体、第二差動信号用の導体、第三差動信号用の導体および第四差動信号用の導体とからなる導体の組とを備え、
前記導体の組を通じて多種信号を伝送可能であり、かつ前記第一導体および前記第二導体を通じて電力を伝送可能であることを特徴とする多種信号および電力伝送可能なネットワークシステム。
電源と、電力使用装置と、前記電源と前記電力使用装置を電気的に接続可能な伝送ケーブルとからなるネットワークシステムであって、
前記電源に取り付けられる第一の接続ポートと、前記電力使用装置に取り付けられる第二の接続ポートと、前記伝送ケーブルの端部に取り付けられる第三の接続ポートと、を備え、
前記第一の接続ポート、前記第二の接続ポート、および前記第三の接続ポートはいずれも、
本体と、
本体の一端に設けられる第一導体と、
本体の他端に設けられる第二導体と、
前記第一導体と前記第二導体との間に設けられ、第一差動信号用の導体、第二差動信号用の導体、第三差動信号用の導体および第四差動信号用の導体とからなる導体の組と、を備え、
前記伝送ケーブルは多種信号を伝送するケーブルと、電力を伝送するリード線とを有し、
前記第三の接続ポートの第一差動信号用の導体、第二差動信号用の導体、第三差動信号用の導体、および第四差動信号用の導体の一端は、それぞれ対応する前記第一の接続ポートまたは前記第二の接続ポートの第一差動信号用の導体、第二差動信号用の導体、第三差動信号用の導体および第四差動信号用の導体からなる導体の組の各導体に、電気的に接続され、他端は前記多種信号を伝送するケーブルに接続され、
前記第三の接続ポートの第一導体および第二導体の一端は、前記第一の接続ポートまたは第二の接続ポートの第一導体および第二導体に電気的に接続され、他端は前記電力を伝送するリード線に接続されることを特徴とする、多種信号および電力伝送可能なネットワークシステム。
請求項１に記載の接続ポートにより伝送される前記第一差動信号、前記第二差動信号、前記第三差動信号および前記第四差動信号は、８Ｐ８Ｃ接続ポートにより伝送される四つの信号組と許容性を有することを特徴とする請求項２、請求項３または請求項４に記載の多種信号および電力伝送可能なネットワークシステム。
請求項１に記載の接続ポートにより伝送される前記第一差動信号は、前記電源から前記電力使用装置へ伝送されるネットワーク信号であることを特徴とする請求項６に記載の多種信号および電力伝送可能なネットワークシステム。
請求項１に記載の接続ポートにより伝送される前記第二差動信号は、前記電力使用装置から前記電源へ伝送されるネットワーク信号であることを特徴とする請求項７に記載の多種信号および電力伝送可能なネットワークシステム。
請求項１に記載の接続ポートにより伝送される前記第三差動信号および第四差動信号は、前記電源と前記電力使用装置とによる他のネットワーク信号であることを特徴とする請求項８に記載の多種信号および電力伝送可能なネットワークシステム。
前記他のネットワーク信号はギガビットイーサネット（イーサネットは登録商標である。）ネットワーク信号であることを特徴とする請求項９に記載の多種信号および電力伝送可能なネットワークシステム。
前記本体の中央部に最も近い二つの導体により、第三差動信号用の導体の組を構成し、
前記第三差動信号用の導体の組の近傍に備える二つの導体により、第二差動信号用の導体の組を構成し、
前記本体が有する前記第一導体と前記第二差動信号用の導体の組との間に配置されている二つの導体により、第四差動信号用の導体の組を構成し、
前記本体が有する前記第二導体と前記第二差動信号用の導体の組との間に配置されている二つの導体により、第一差動信号用の導体の組を構成することを特徴とする請求項１に記載の多種信号および電力伝送可能な接続ポート。
前記第一差動信号、前記第二差動用信号、前記第三差動信号および前記第四差動信号のうち、二つの差動信号はネットワーク信号伝送に提供され、他の二つの差動信号は他のネットワーク信号伝送に提供されることを特徴とする請求項１１に記載の多種信号および電力伝送可能な接続ポート。
前記他のネットワーク信号はギガビットイーサネットネットワーク信号であることを特徴とする請求項１２に記載の多種信号および電力伝送可能な接続ポート。