CN1265202A - 检测存在远程装置并向其提供功率的装置和方法 - Google Patents

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CN1265202A CN98807546A CN98807546A CN1265202A CN 1265202 A CN1265202 A CN 1265202A CN 98807546 A CN98807546 A CN 98807546A CN 98807546 A CN98807546 A CN 98807546A CN 1265202 A CN1265202 A CN 1265202A
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Abstract

一种网络系统,对存在连接于该网络的远程终端进行检测并确定远程终端的功能协议。如果远程终端是红外适配器,那么网络中枢给该红外适配器提高电功率,系统对红外适配器的存在作继续监测。在去除红外适配器时,网络系统去除施加于与红外适配器连接的用户接口连接器的电功率。如果对远程终端检测到另一种协议,网络中枢以该协议与远程终端进行通信并将数据转换为网络协议。

Description

检测存在远程装置并向其提供功率的装置和方法
                      发明背景
本发明涉及网络系统，特别涉及用以自动且连续地检测存在连接于网络双绞线电缆的远程适配器、经网络双绞线电缆从网络中枢向远程适配器提供电力、创建一多协议网络系统以及将该远程适配器自动地连接至合适网络中枢的网络中枢和网络接口适配器。
当个人计算机小得足以让使用者便携时，便需要提供便携型计算机与计算机网络系统之间的连接。传统地，便携型计算机使用PCMCIA(个人计算机存储器卡国际协会Person Computer Memory Card International Association)卡作为以太网(Ethernet)或是令牌环(Token Ring)网的实线连接。
近来，便携型计算机和计算机网络皆包括有红外线收发器，允许在便携型计算机与计算机网络之间实现无线通信，以增加机动性。计算机网络包括在红外线协议与计算机网络协议之间转换通信数据的协议转换桥，该协议转换桥一般被连接至靠近使用者工作站的一连接器。该连接器而后被连接至中中定位的网络中枢。位于桥和红外线收发器附近的专用电源把电功率提供给协议转换桥。专用电源增加了系统成本且需要一交流电源插座。
许多系统可在一条共用导线上同时提供电功率和信号。例如，传统的电话系统在一条电话线上使用48V同时在一对线路上发送电功率及通信信号。美国专利第5,444,184号揭示一种在相同双绞线导线上发送电功率及低波特率信号的系统。在局域网(LAN)应用的一种连接单元接口(AUI)采用电缆中的专用线，把电功率从数据终端设备(DTE)提供给与该DTE相距50公尺远的外部媒体连接单元(MAU)。所有的这些系统简单地在导线上提供电功率。没有一种系统在提供电功率前对与之连接的系统类型进行先行检查或确认。
在开放型系统互连(OS1)接口标准中描述了标准网络协议。一种标准网络协议是Ethernet，在IEEE标准802.3 CSMA/CD中对其作了描述，这里将其主题全部引作参考。另一种标准网络协议是Token Ring协议，在ANSI/IEEE标准805.5中对其作了描述，这里将其主题全部引作参考。这两种IEEE标准描述OSI接口的媒体访问控制(MAC)层及物理层。
图1是OSI标准的接口层的示意图。为了简化起见，图中示出OSI的层3至层7，构成较高层139。OSI接口的层2包括数据链路控制(DLC)，它包括逻辑链路控制(LLC)层138及媒体访问控制(MAC)层134。OSI接口的物理层1包括许多个次级层，包括连接单元接口(AUI)。AUI指定用于10Mb/s Ethernet，而非用于100Mb/sEthernet。媒体连接单元(MAU)142包括所有的物理子层，信令和编码子层除外。在双绞线电缆中，媒体从属接口(MDI)144是一个RJ45连接器。
许多传统的网络系统检测数据终端设备130支援的层1或层2。这样的检测允许网络系统共享电路、连接器及媒体，使得网络系统可以处理多个协议。通过共享资源，DTE的成本被降低并使接错连接器时的不便性和故障降至最低。然而，所有的这些传统系统假定DTE适合于IEEE标准。据此，这些系统只能测试系统遵守IEEE标准。依据这些系统想要检测的层的范围，需要不同涉及难度和资源的系统包括中央处理单元、软体码和流程、系统总线、存储器、协议处理器以及收发器。系统也是与协议有关的，DTE必须只执行该系统可以认识的协议。系统不希望，也不执行检测与IEEE标准不一致的电子系统。
美国专利第5,497,460号专利揭示一种检测机制，允许二种不同的媒体访问控制层协议(Ethernet及Token Ring)共享图1所示OSI模型中相同连接器及媒体。检测方案需要一复杂的处理单元，发出与协议有关MAC帧和物理信号，比较存储器中的预定状态，以确定两个假定协议中的那一个在双绞线电缆上执行。检测方案不能与任何与Ethernet或Token Ring不一致的装置进行通信。
在相同的Ethernet MAC协议的下，美国专利第5,410,535号揭示一种能区分装置所连接的媒体的装置，使得被连接的装置可以共享同一连接器。在这种情况中媒体可以是双绞线电缆或是其他媒体类型的AUI。控制流程和逻辑与Ethernet物理层有关。美国专利第5,541,957号包括一单独的物理层逻辑，以允许工作在不同的传输率下的两个Ethernet连接操作共享同一连接器。
美国专利第5,121,482号揭示一种检测与网络协议无关的被连接装置的装置。但是，它的检测机构依赖于数据信号线上的阻抗，它的检测电路也被直接连接至数据信号线上，这会导致在执行检测程序时通信链路的干扰或者甚至破坏。
需要一种网络系统，它能够实时地识别连接于网络系统连接器的远程装置，而不会影响其正常工作，在必需时提供合适的电功率，而不会损坏被连接的远程装置，以及采用合适的协议将装置自动地连接至网络中枢。
                      发明概要
本发明系提供一种用以检测存在远程装置的检测电路，它可以是网络装置或者不是网络装置。本发明还提供一种用以控制把电功率施加至被检测装置的系统，该系统包括信号发生器和反馈分析器。信号发生器接收定时信号、控制信号及选择信号。信号发生器响应于第一逻辑状态下的选择信号提供存在请求信号，以及响应于第二逻辑状态下的选择信号提供控制信号。反馈分析与被检测装置相连接并响应于由该被连接装置检测的存在信号而提供存在信号，被连接装置属于预定类型且与信号发生器的输出端相耦合。当检测到这样的装置时，反馈分析器提供在第二逻辑状态下的选择信号，当未检测到这样的装置时，提供在第一逻辑状态下的选择信号。反馈分析器响应于该存在信号，控制把电功率施加到该预定类型的被连接装置。
本发明提供一种施加电功率的方法。在第一检测时间，第一装置是一启动器且施加一对称双极信号给第二装置。在第二检测时间，基于在第一检测时间由第一装置提供的信号，来自第二装置的反馈信号触发一比较器并指示第二装置成功连接于第一装置。另一方面，第二装置可以提供基于另一电功率而不是基于该对称双极性信号的反馈信号。在第三检测时间，第一装置提供限流的电功率给第二装置。在第四检测时间，第二装置使用从第一装置获得的电功率，以维持它自身的操作，还使用它得出反馈信号，取代由第一装置所提供的原始信号。在第五检测时间，释放第一装置，去除在第一检测时间中的施加信号状态，以及使用相同线作其他用途。
本发明提供一种网络系统，包括多个用户接口连接器及第一和第二网络中枢。多个用户接口连接器中的每一个适合于与远程装置相连接。第一网络中枢在一第一操作协议下通信。第二网络中枢与多个用户接口连接器相耦合，用于在与其连接的远程装置之间进行数据通信，第二网络中枢与第一网络中枢相耦合。第二网络中枢识别被连接装置的操作协议。当被连接装置的所识别协议是第一操作协议时，第二网络中枢在第一与第二网络中枢之间进行数据通信。当被连接装置的所识别协议是第二操作协议时，第二网络中枢在第二协议下与所述被连接装置进行通信。第二网络中枢还识别存在与多个用户接口中至少一个用户接口耦合的第一种类型适配器，并响应于已识别的存在该适配器，连续地给该适配器提供电功率。响应于已识别不存在适配器，第二网络中枢停止给适配器提供电功率。
                      附图简述
图1是表明该开放系统互连模型的接口层的示意图。
图2是表明根据本发明的网络系统的方块图。
图3是表明根据本发明另一实施例的网络系统的方块图。
图4a是表明根据本发明的图2中所示网络系统的网络中枢的方块图。
图4b是表明根据本发明另一实施例的图3中所示网络系统的网络中枢的方块图。
图5a是表明传统10Base-T双绞线电缆连接的示意图。
图5b是表明传统100Base-TX双绞线电缆连接的示意图。
图5c是表明传统令牌环双绞线电缆连接的示意图。
图6a是表明根据本发明的与第一种类型远程适配器耦合的装置存在检测器。
图6b是表明根据本发明的与第二种类型远程适配器耦合的装置存在检测器。
图6c是表明根据本发明的与第三种类型远程适配器耦合的装置存在检测器。
图7是表明根据本发明的图6a-6c所示装置存在检测器的操作流程图。
                   较佳实施例的详细描述
本发明的方法和系统在系统空闲或正常操作期间即时且连续地检测连接状态。在本发明的一个实施例中，不存在被检测的网络适配器时，系统假设所连接的装置使用特定协议，如Ethernet或是Token Ring。在本发明的另一实施例中，网络系统配置有红外线(IR)适配器或Ethernet但不是Token Ring。在这样的系统中，系统的用户连接器既具有IR适配器又具有Ethernet适配器的功能。在本发明的另一实施例中，网络系统配置有IR适配器或Token Ring但不是Ethernet。在这样的系统中，系统的用户连接器既具有IR适配器或是Token Ring适配器的功能。在本发明的再另一个实施例中，系统配置有IR适配器、Token Ring及Ethernet。
更具体地，本发明的网络中枢202(图2)及网络中枢302(图3)当肯定存在被检测装置时，给被检测装置提供电功率，当连接另一类型(如Ethernet 10Base-T、100Base-TX、100Base-T4及Token Ring适配器)任一适配器时或当不连接适配器时，不给连接器及双绞线电缆提供电功率。因为被检测装置接收来自检测装置的电功率，所以不需要单独的昂贵的电源。本发明的系统降低成本并消除了办公室中的大量连接线及电源插头。
图2是说明根据本发明的网络系统200的方块图。网络系统包括网络201及多个计算机212。为了清楚起见，图中仅示出计算机221-1至221-3。计算机212可以是例如工作站、便携型计算机、桌上计算机或个人数字助理器(PDA)。
网络201包括网络中枢202、多个双绞线电缆205、多个用户接口连接器204及红外线适配器206。为了简化及清楚起见，图中仅示出四个双绞线电缆205及四个用户接口连接器204。同样地，为了清楚起见，图中只示出一个红外线适配器206。当然，网络201可以包括其他数目的网络中枢202、中枢用户连接器208、双绞线电缆205、用户接口连接器204及红外线适配器206。
网络中枢202包括多个中枢用户连接器208和上行链路(up-link)连接器210。上行链路连接器210允许网络201被连接至另一网络(图中未示出)。计算机212-1包括第一接口214，它是红外线收发器。计算机212-1经红外线收发器214以第一协议与红外适配器206进行通信。在本发明的一个实施例中，第一协议是红外线协议。计算机212-2及213-3分别包括第二计算机接口，以第二协议下进行通信。在本发明的一个实施例中，计算机接口216的协议为10 Base-T或100 Base-TX协议。在本发明的另一实施例中，计算机接口216的协议则为Token Ring协议。在本发明的一个实施例中，用户接口连接器204为传统的RJ45连接器。
计算机212-2及212-3可以通过各个第二计算机接口216与用户接口连接器204之间的物理导线连接，如双绞线电缆，经中枢用户连接器208与网络201相连接。根据本发明的一个实施例的双绞线电缆可以是传统的3或5类双绞线电缆。导线可以在计算机212-2或212-3上断开，以允许用户移动相关计算机212。
网络201利用无线通信的红外线适配器206或者利用有线通信的计算机接口216经用户接口连接器204与该多个计算机212进行通信。特别地，计算机212-1不以导线进行通信，而是采用在计算机212-1的红外线适配器206与红外线收发器214之间通信的红外线信号215与网络201进行通信。多个计算机212可以经中枢用户连接器208进行彼此互相通信，或是经上行链路连接器210与另一网络进行通信。根据本发明的网络201是局域网(Local Area Network；LAN)，可以链接至其他网络。
网络201识别与网络中枢202连接的计算机212的协议并以适当协议与计算机212进行通信。当红外线适配器206与网络中枢202连接时网络201给该红外线适配器提供电功率，但是不给其他协议的适配器提供电功率。如果网络201确定除了红外线适配器206外的其他类型装置与用户接口连接器204耦合，则网络201不会供给电功率。网络系统200在计算机212与网络201之间提供无线通信。即使适配器206在此被描述为以红外线操作，适配器206亦可以提供除了红外线外的其他无线通信方式，如射频。在此情况中，网络系统200可以被修改为以其他无线耦合手段或是其组合进行工作。
特别地，网络中枢202确定远程装置是否连接于用户接口连接器204及确定远程装置的类型。如果红外线适配器206连接于用户接口204，网络中枢202根据该检测给红外线适配器206提供电功率，在没有检测到红外线适配器206时，停止给红外线适配器206提供电功率。
用户可以放置一计算机212-1在红外线适配器206的附近，并与网络201进行通信。红外线适配器206提供网络中枢202与计算机212-1红外线收发器214之间的双向通信。网络中枢202将来自红外线协议的数据转换成网络协议，反之亦然。网络中枢202还将来自计算机212-1或212-3任一协议的数据转换成网络协议，反之亦然。据此，网络中枢202允许通过适当的协议转换在任何计算机212之间进行通信。
图3是表明根据本发明的网络系统300的方块图。网络系统300包括网络301及多个计算机212。为了清楚起见，图中只示出三个计算机212-1至212-3。计算机212-1至212-3包括各自的计算机接口214、216及318。计算机接口318以第三协议通信。
网络301包括第一网络中枢302、第二网络中枢303、任选的第三网络中枢304、多个中枢用户连接器204、第一和第二双绞线电缆205及305。网络301也可以包括附加的网络中枢。
网络中枢302包括多个中枢用户连接器308、多个通过(pass-through)连接器309及上行链路连接器310。网络中枢303包括多个中枢用户连接器320及上行链路连接器322。网络中枢304包括多个中枢用户连接器324及上行链路连接器326。双绞线电缆305将网络中枢303的通过连接器309耦合至网络中枢303的各个中枢用户连接器320。同样地，双绞线电缆305将网络中枢303的通过连接器309耦合至网络中枢303的各个中枢用户连接器324。
网络301以类似于以上结合图2所示网络201所述的方式与计算机212进行通信。然而，在网络301中的通信不同于网络201中的通信。明确地说，网络中枢302以红外线协议处理数据以及以其他协议使数据通过至网络中枢303及304，以进行处理。
第一网络中枢302确定红外线适配器206是否被连接至用户接口连接器204，如果红外线线适配器206被检测到，第一网络中枢302以类似于图2所示网络中枢202的方式转换在红外线适配器206的协议与网络中枢303之间的数据。无论如何，如果红外线适配器206未被检测到，第一网络中枢302将相应中枢连接器308耦合至相应的通过连接器309，以与第二中枢303或与第三枢中304中任何一个进行通信。网络中枢302不会处理来自适配器的数据。因此，第一网络中枢302仅递送第二网络中枢303或第三网络中枢304与计算机212之间通信的数据，而不作进一步处理。
网络中枢302实现网络数据的“通过(pass through)”，允许系统使用传统网络中枢303和/或304，以支援诸如Ethernet和/或Token Ring的标准网络协议。在本发明的一个实施例中，网络301仅与计算机连接，该计算机处在两种协议的其一的状态，例如红外线协议和Ethernet协议。本发明允许用户使用现有网络中枢去建立多协议网络系统301，适于红外线通信、Ethernet及/或Token Ring。多网络协议共享同一连接器204。再利用现有传统中枢并共享同琼连接器可降低系统成本及增加网络接入的便利性。
图4a是说明依据本发明的网络中枢202的方块图。网络中枢202包括多个中枢用户连接器208、上行链路连接器210、连接路径402、网络数据路径404、检测路径406、第一和第二协议处理器408和410、网络数据路径411及412、多个装置存在检测器414以及选择信号路径416。
网络数据路径404将中枢用户连接器208耦合至连接路径402的第一终端。检测路径406将装置存在检测器414耦合至中枢用户连接器208。第一和第二协议处理器408及410分别被耦合至连接路径402的第二和第三终端。网络数据路径411耦合第一和第二协议处理器408及410。网络数据路径412将第二协议处理器410耦合至上行链路连接器210。选择信号路径416将装置存在检测器414耦合至连接路径402。
装置存在检测器414在检测路径406上提供存在请求信号，它被施加到中枢用户连接器208，以确定红外线适配器206是否被连接至中枢用户连接器208。如果红外线适配器206没有被连接至中枢用户连接器208，装置存在检测器414施加一信号给选择信号路径416。这一信号有选择地将中枢用户连接器扣8经过连接路径402耦合至第二协议处理器410，第二协议处理器410以第二协议与连接至中枢用户连接器208的计算机212进行通信。通过第二协议处理器410与另一网络(图中未示出)的通信是经过上行链路连接器210达成的。如果红外线适配器206被连接至中枢用户连接器208，装置存在检测器414在选择信号路径上提供一选择信号，将中枢用户连接器208经连接器路径402耦合至第一协议处理器408。第一协议处理器可以经网络数据路径411和412以及上行链路连接器210与另一网络(图中未示出)进行通信。
第一协议处理器408执行第一协议与第二协议之间的转换，还执行具有红外线适配器206的用户连接器208当中的第一协议的转发器或切换功能。第二协议处理器410执行上行链路连接器210、第一协议处理器408和没有红外线适配器206的用户连接器208当中的第二协议的转发器和切换功能。连接路径402提供第一协议处理器402与具有红外线适配器206的用户连接器208之间的网络化路径，以及在第二协议处理器与没有红外线适配器206的用户连接器208之间的网络化路径。网络路径411允许协议处理器408和410二者共享上行链路路径的元件。
图4b是表明依据本发明的网络中枢302的方块图。网络中枢302包括多个中枢用户连接器308、多个通过连接器309、上行链路连接器310、连接路径402、网络数据路径404、检测路径406、协议处理器408、多个装置存在检测器414、选择选路径416及网络数据路径418。
网络数据路径404将中枢用户连接308耦合至连接路径402的第一终端。检测路径406将装置存在检测器414耦合至中枢用户连接器308。协议处理器408被连接至连接路径402的第二终端。网络数据路径418将协议处理器408耦合至上行链路连接器310。通过连接器309被连接至连接路径402的第三终端。选择信号路径416将装置存在检测器414耦合至连接路径402。
装置存在检测器414在检测路径406上提供一存在请求信号，它被施加给中枢用户连接器308，以确定红外线适配器206是否被连接至中枢用户连接器308。如果红外线适配器206没有被连接至中枢用户连接器308，装置存在检测器414施加一选择信号给选择信号路径416，有选择地将中枢用户连接器308经连接路径402耦合至通过连接器309。这样允许在网络中枢303或304与连接至中枢用户接口连接器308的计算机212之间进行通信。以这样的方式，网络中枢302仅在网络中枢303或304至计算机212之间递送数据。这种通信采用网络中枢303或304的协议。如果红外线适配器206被连接至中枢用户连接器308，装置存在检测器414在该选择信号路径416上提供一选择信号，以将中枢用户连接器308经连接器路径402耦合至协议处理器408。网络中枢302与计算机212之间的通信为红外线协议。协议处理器408可以经上行链路连接器310与另一网络(图中未示出)进行通信。协议处理器408执行红外线协议与第二协议之间的转换，还执行具有红外线适配器206的用户连接器208当中的转发器或切换功能。
通过背景技术，包括双绞线电缆作为数据传送媒体的局域网(LAN)应用在系统元件之间，如个人计算机、工作站、网络中枢、桥接器或路由器上的网络端口之间通常采用标准的RJ45连接器。例如，标准RJ45连接器与双绞线电缆被使用在Ethernet 10Base-T、100Base-TX及Token Ring系统中。双绞线电缆含有6条线(3对)或8条线(4对)。这些系统的局域网典型地遵循以上图1所示的OSI物理层标准，其中双绞线电缆载有电信号而没有电功率。10Base-T、100Base-TX和TokenRing使用双绞线电缆中的2对，让其他未用的线开路或接地。在10Base-T和4/16MbToken Ring应用中，噪声抑制能力更好的，所以这些未使用的线通常让它开路。
图5a至5c分别描述用于10Base-T、100Base-TX和Token Ring的传统双绞线电缆连接。
图5a是表明传统10Base-T双绞线电缆连接的示意图。电缆连接包括数条线500-11至500-8。这些线500的参考数的破折线数目对应于由IEBE Ethernet标准被分配在10Base-T协议中的引脚数。线500-1、500-2、500-3及500-6载有信号并连接至变压器。线500-4、500-5、500-7及560-8通常让它们开路。这些未使用的线形成一个开路电路。系统可以实现类似100Base-TX中的公共接地电路，以降低噪声和改进信号质量。
图5b是表明传统100Base-TX双绞线电缆连接的示意图。电缆连接包括数条线502-1至502-8。这些线502的参考数的破折线数对应于由IEEE Ethernet标准被分配在100Base-TX协议中的引脚数。线502-1、502-2、503-3及502-6载有信号并连接至变压器。线502-4、502-5、502-7及502-8通常通过公共模式终端电阻505、507和电容509接地，以降低噪声检取和注入信号线。这些未使用的线在这些线之间形成一具有电阻的电路。虽然Ethernet的IEEE 802.3标准建议电阻值，但没有保证实际电阻值该是多少。例如，有一些商业使用产品不包括电阻505。
图5c是表明种传统的Token Ring双绞线电缆连接的示意图。电缆连接包括数条线504-1至504-8。这些线504的参考数目的破折线数目对应于由IEEEEthernet Token Ring标准被分配在Token Ring协议中的引脚数。线504-3、504-4、504-5和504-6载有信号并连接至变压器。线504-1、504-4、504-7和504-8通常形成开路。系统在未使用的线上可以实现相似的共同接地电路，以降低噪声和改进信号质量。
表I描述10Base-T、100Base-TX和Token Ring接口的用户接口连接器204的引脚分配，正如结合图5a至5c中所描述的。
                              表II
 数据工作站的数据终端设备的RJ45引脚 10Base-T接口 10Base-TX接口  Token Ring接口
         1      TX+     TX+      未使用
         2      TX-     TX-      未使用
         3      RX+     RX+       TX+
         4     未使用     终止       RX+
         5     未使用     终止       RX-
         6       RX-     RX-       TX-
         7     未使用     终止     未使用
         8     未使用     终止     未使用
本发明的系统与网络中的未使用线是否作为具有高电阻的开路电路还是作为具有低电阻终端电路的电路无关。通过这样的确认，本发明的系统200和300不提供大电流，大电流会造成对Ethernet协议中未使用线的接口中电阻器或变压器的潜在损坏。此外，本发明的系统200和300在系统功能性操作期间提供如此检测，不干扰操作。据此，本发明的系统200和300能够检测在正常操作期间连接状态的改变。
为了连续以及不干扰正常发射和接收地进行检测，装置存在检测器414没有连接至Ethernet协议下的信号线-双绞线电缆1、2、3、6，也没有连接至在TokenRing协议下的信号线3、4、5、6。
图6a是表明装置存在检测器414连接至远程终端602-1的示意图，该远程终端线602-1是经双绞线电缆205的红外线适配器206。装置存在检测器414包括信号发生器608、反馈分析器610和电源电路640。信号发生器608包括复用器612和接口驱动器614。将控制信号613施加于复用器612的第一输入端。在本发明的一个实施例中，控制信号613是一种通用信号。将低频定时信号615施加于复用器612的第二输入端。
在本发明的一个实施例中，定时信号615是接近50％占空度的对称时钟信号。选择信号617选择复用器将那个施加信号提供给复用器612的输出端。复用器612的输出端被连接至接口驱动器614，它在输出端提供存在请求信号619，被耦合至双绞线电缆205。接口驱动器614可以是例如工业标准RS232驱动器。
远程终端602-1包括接收器616、二极管电路618和直流至直流转换器645。二极管电路618包括第一二极管620和第二二极管622。将连续存在信号621耦合至第一二极管620的阳极。第一二极管620的阴极被连接至远程终端机602-1的输出端623。第二二极管的阳极被连接至通过接收器616的输入端和远程终端机602-1的输入端625所形成的共同节点，其阴极被连接至输出端623。
信号发生器608的接口驱动器614提供控制信号613或定时信号615中的任一给接收器616和给二极管622的阳极。接收器616可以是例如RS232接收器。来自信号发生器608的输出信号经二极管622返回到反馈分析器610。
存在检测器414的反馈分析器610包括电压比较器624、低通滤波器626、参考电压628和电阻器634。参考电压628低于远程终端602-1所使用的连续存在信号621，且低于来自接口驱动器614的峰值输出电压。低通滤波器626包括电阻632和电容636。电阻634与电容636并联连接，提供电容636的放电通路。参考电压628被耦合至比较器624的倒相输入端。低通滤波器626的输入端接收来自远程终端602-1的反馈信号，滤波后的信号630被耦合至比较器624的非倒相输入端。二极管电路618提供反馈信号给终端623。反馈信号可以是存在信号。存在信号可以是由二极管622提供的启始存在信号或是由二极管620提供的连续存在信号。启始存在信号是在相对于存在请求信号619的检测阶段期间由二极管622所提供。在连接阶段期间，二极管620提供连续存在信号621。
在检测阶段期间，选择时序信号615将存在请求信号619提供给远程终端602-1。二极管622与低通滤波器626相结合在反馈路径上形成一个峰值检测电路。滤波后的信号630维持在存在请求信号619的峰值电平上。因为在比较器624的非倒相输入端上过滤后的反馈信号630高于比较器624的倒相输入端的阈值电压628，比较器624设定存在信号638。
在本发明的一个实施例中，系统可以包括一种类型以上的远程终端602-1，例如602-1a及602-1b。为了区分它们，反馈分析器610包括连接至不同参考电压的附加电压比较器。据此，系统200和300通过相同用户接口连接器204能够支持不同的协议组合，如采用Ethernet和/或Token Ring协议的不同版本红外线适配器或射频适配器的组合。
例如，可以采用不同的电压作为远程终端602-1a和远程终端602-1b二者中的连续存在信号621。首先，将终端机602-1a中的连续存在信号621设定为3VDC，将终端机302-1b的连续存在信号设定为5DVC。然后，在反馈分析器中，第一比较器的阈值电压设定为2V，第二比较器的阈值电压设定为4V。当终端602-1a被附着于系统时，来自终端602-1a的反馈信号触发第一比较器，因此来自第一比较器的存在信号增高。当终端602-1b被附着于系统时，反馈信号足够高，以致于触发两个比较器；因此来自两个比较器的存在信号都增高。
当滤波后的信号630高于由参考电压628所设定的阈值时电压比较器624提供存在信号638，当电压降至低于阈值时被去除。
当与被检测远程终端602-1连接时，反馈分析器610提供存在信号638，当未与远程终端602-1连接时或者当远程终端602不是以下结合图6b和6c所描述的远程终端时，不提供存在信号。
当设定该存在信号638时，装置存在检测器414通过激活电源640的输出赋能信号644，给远程终端602-1提供电功率。
远程终端602-1中的直流-直流转换器645将来自装置存在检测器414的电功率转换为合适的电压电平，以维持其自身电路，还将连续存在信号621施加于二极管620的阳极。该连续存在信号621是足够高的，以致于保持存在信号638在开启(on)状态。此时，提供存在请求信号619的同一条线已经不再需要，可以被用作其他功能。复用器612的选择信号617可以自动地从定时信号615切换到控制信号613，然后，在检测到存在后连接至控制信号611。
当远程终端开始提供连续存在信号时，装置在连接阶段中操作。在连接阶段期间，如果断开与远程终端602-1的连接，滤波后信号630开始通过电阻634放电，当滤波后信号降至低于阈值电压时，该存在信号失能。这样引起该电功率被断开，且装置存在检测器414的操作返回至检测阶段。
在本发明的一个实施例中，该反馈信号可以由具有自备电源的远程终端产生。远程终端可以包括电池(图中未示)，用以产生施加于二极管体622阳极的存在信号。在这个实施例中，电池增加了系统的成本且最终会放完电。
图6b是表明根据本发明的被连接至第二种类型远程适配器的装置存在检测器的方框图。适配器602-2没有连接至驱动器614的输出端、低通滤波器622的输入端或电源640的电功率端及接地端。据此，存在请求信号619不能给反馈分析器610提供反馈信号。因为未收到信号，比较器624没有产生存在信号638，指示红外线被连接至装置存在检测器414。
图6c是表明根据本发明的被连接至第三种类型远程适配器602-3的装置存在检测器414的方框图。适配器602-3包括公共接地电路654，它包含第一、第二及第三电阻650、651及652和电容653。公共接地电路起终止电路的作用。第一和第二电阻650和651分别串联连接在适配器602-3的输入端与输出端之间，当与装置存在检测器414连接时，它们连接信号发生器608的输出端和反馈分析器610的输入端。当连接至适配器602-3时，电源640的电功率端和接地端保持开路。第三电阻652的第一端与第一电阻650和第二电阻651的共同节点相连接。第三电阻652的另一端通过电容653而接地，当适配器602-3与装置存在检测器414连接时，反馈分析器610的低通滤波器626勾画反馈信号的交流成份，只允许反馈信号中的直流电平通过。反馈信号的直流电平可以接近0伏，这小于参考电压628，因此比较器624不会产生存在信号638。
图7是表明根据本发明的装置存在检测器414的操作流程图。装置存在检测器414以检测阶段或以连接阶段而操作。当装置存在检测器414开始检测702时，装置存在检测器414进入检测阶段。将通过连接路径402设定为连接从中枢用户连接器208至第二协议处理器410或上行链路连接器210或310的网络数据路径。关掉电源640，去除远程终端602的施加电功率。将选择信号617设定为第一逻辑状态，使得复用器612能够给驱动器614，因此给远程终端602施加定时信号615。装置存在检测器414监视存在信号706。当有存在信号时，装置存在检测器414进入连接阶段。将网络数据路径设定为通过使将中枢用户连接器208耦合至第一协议处理器408的通过连接路径402能够将中枢用户连接器208连接至第一协议处理器。接通电源640，给远程终端提供电功率708。将选择信号设定为第二逻辑状态，命令复用器612给驱动器614提供控制信号613，以用于远程终端602。装置存在检测器414监视存在信号710，保持在连接阶段直至不存在存在信号(即关闭)。装置存在检测器414再进入检测阶段，关闭电源640，将网络数据路径设定为至第二协议处理器。然后通过将中枢用户连接器208连接至第二协议处理器410或通过连接器309，按照如上所述继续进行。
表II描述在检测阶段和连接阶段中出现在用户接口连接器204的接口上的信号。
                            表II
  中枢用户连接器208和308的引脚  在检测阶段的接口  在连接阶段的接口
            1        通过     数据信号
   2     通过    数据信号
   3     通过    数据信号
   4     通过    电源(VCC)
   5     通过    电源(GND)
   6     通过    数据信号
   7   存在请求信号    通用信号
   8   存在检测信号    存在信号
通用信号可以例如检测信号、无信号或另一功能信号。
在检测阶段中，装置存在检测器414使得通过连接路径能够把中枢用户连接器208耦合至网络中枢202中的第二协议处理器410，或是通过网络中枢302至网络中枢303及304。
除非与所需装置连接，本发明的网络系统并不给接口连接器提供电功率。采用这一系统，同一接口连接器可支援多种网络协议，如Ethernet 10Base-T、100Base-TX或Token Ring。所需装置可以运行这些或其他类型的网络协议。
通过电路和线路安排的组合，本发明提供一种低成本系统，它允许连接于双绞线电缆的一端的第一装置对连接于该双绞线电缆另一端的所需装置进行检测，并且向其提供电功率。该所需装置接收来自双绞线电缆的电功率，而无需实际附着于系统的主体以得到供电。无需实际连接，本发明提供一种个人数据助理器或便携型计算机的移动计算办法。

Claims (24)

1.一种在通信线上给装置提供电功率的方法，其特征在于所述方法包括下列步骤：
检测通信线上存在的装置；
响应于检测存在情况，在通信线上给装置提供电功率；以及
当未检测到存在时，切断提供给装置的电功率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括步骤：
响应于装置的存在，利用第一协议与所述装置进行通信。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括步骤：
响应于装置的检测，利用第一协议与所述装置进行通信。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述的被检测装置从所提供的电功率表示其连续存在。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于进一步包括步骤：
提供存在请求信号，所述被检测装置由此表示其存在。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的存在请求信号是一种对称双极定时信号。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的被检测装置具有电源，被检测装置由此表示其存在。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括步骤：
经无线通信线与被检测装置进行通信。
9.一种在通信线上给装置提供电功率的方法，其特征在于所述方法包括下列步骤：
检测存在装置；
确定存在装置的类型；
给所述装置提供电功率；
响应于被检测第一种类型装置，利用第一种协议与所述装置进行通信；以及
响应于被检测第二种类型装置，利用第二种协议与所述装置进行通信。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于进一步包括步骤：
响应于被检测第二种类型装置，利用第二种协议与所述装置和另一网络中枢进行通信。
11.一种给远程装置提供电功率的网络系统，所述装置包括：
多个用户接口连接器，每个连接器适合于与一个远程装置相耦合；
与多个用户接口连接器耦合的网络中枢，用于在与其耦合的远程终端之间进行通信；
其特征在于：网络中枢识别被耦合远程装置的操作协议并以所识别的操作协议与被耦合装置进行通信，这里，网络中枢识别存在第一种类型适配器，它与多个用户接口连接器中至少一个连接器相耦合，并响应于所识别的适配器的存在，连续地给所述适配器提供电功率。
12.如权利要求11所述的网络系统，其特征在于：所述操作协议是以太网协议。
13.如权利要求11所述的网络系统，其特征在于：所述操作协议是令牌环协议。
14.如权利要求11所述的网络系统，其特征在于：所述操作协议是无线局域网(LAN)协议。
15.一种在通信线上给装置提供电功率的方法，其特征在于所述方法包括下列步骤：
通信线上施加一存在请求信号；
监测所述存在信号的通信线；
当所述存在信号是连续存在信号时，在通信线上提供控制信号；以及
当反馈信号不是连续存在信号时，在通信线上提供存在请求信号。
16.一种给远程装置提供电功率的网络系统，所述装置包括：
多个用户接口连接器，每个连接器适合于与一个远程装置相耦合；
利用第一种操作协议进行通信的第一网络中枢；以及
利用第二种操作协议进行通信的与所述多个用户接口连接器相耦合的第二网络中枢；
其特征在于：所述中枢识别被耦合装置的操作协议，当被耦合装置的所识别操作协议是第一操作协议时利用第一协议进行通信，而当被耦合装置的所识别操作协议是第二操作协议时利用第二协议进行通信，这里，所述中枢识别第一种类型适配器的存在，所述适配器与多个用户接口连接器中至少一个连接器相耦合，响应于所识别的存在适配器，连续地给所述适配器提供电功率。
17.一种控制将电功率施加于被检测装置的系统，其特征在于所述系统包括：
信号发生器，具有接收定时信号的第一输入端、接收控制信号的第二输入端、接收选择信号的第三输入端、以及输出端，它处于第一逻辑状态时响应于所述选择信号提供存在请求信号，而处于第二逻辑状态时响应于所述选择信号提供控制信号；以及
具有一个输入端和一个输出端的反馈分析器，输入端与装置相耦合，输出端用于响应于由被耦合装置所检测的存在信号提供一存在信号，被耦合装置属于预定类型并与信号发生器的输出端相耦合；当检测到这种装置时提供第二逻辑状态中的选择信号以及当未检测到这种装置时提供第一逻辑状态的选择信号；以及响应于所述存在信号控制将电功率施加于预定类型的被耦合装置。
18.一种在通信线上给装置提供电功率的手段，其特征在于所述手段包括：
在通信线上检测装置存在的手段；
响应于所检测存在情况在通信线上给装置提供电功率的手段；以及
当未检测到存在时切断提供给装置的电功率的手段。
19.如权利要求18所述的手段，其特征在于进一步包括：
响应于装置的存在利用第一种协议与所述装置进行通信的手段。
20.如权利要求18所述的手段，其特征在于进一步包括：
响应于装置的检测利用第一种协议与所述装置进行通信的手段。
21.如权利要求18所述的手段，其特征在于：被检测装置由所提供的电功率表示其连续存在。
22.如权利要求21所述的手段，其特征在于进一步包括：
提供存在请求信号，被检测装置由此表示其存在的手段。
23.如权利要求22所述的手段，其特征在于：所述存在情况信号是对称双极定时信号。
24.如权利要求21所述的手段，其特征在于：被检测装置具有电源，被检测装置由此表示其存在。
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