一种以太网和电力布线的方法

专利名称：一种以太网和电力布线的方法
技术领域：
本发明涉及网络基础设施，尤其是一种布置能够系统地覆盖每间房间，以及全部房 间，而且在房屋的任何位置设置宽带插座的房屋全面布线系统的方法。
背景技术：
在早期的电气基础设施中，需要在房屋的每间房间和走廊的上方布线，使灯泡、风 扇等能够设置在任何需要使用的位置上。这需要从一开始就在每间房间提供与电气设备 连接的电气插口，如加热器，台灯等。
直到现在，电力布线以一种自组的方式被实施，依赖于安装时能够认识到到的需求。 结果多少年后，需要连接新的设备，如出现的空调和管灯，需要很大程度地改造布线。 最初计划的少量的插口证明是不足的，为了连接更多的设备，人们不得不使用电路扩展 板。
目前，新式房屋建筑时应用暗线工程，所以，居民不得不将自己局限于使用建筑者 最初设置的接灯点和电源插座，否则需要求助于外露的改造布线。暗线并没有系统化或 者构成布线方法学，而仅仅在墙壁内隐藏了有用的布线。任何对于暗线带来的并发的改 变因此是难以想象的。
当前可以被理解为出现宽带基础设施的时候的早期，与电力基础设施处于早期时的 情况相似。然而，当没有认识到对于每间房间内的宽带设备的需求时，这种情况与对 于一个电灯泡的需求不同，比其更加糟糕。因此，对于为了与每间房间，以及全部房间 内的以太网插口连接而进行全面的布线似乎没有需求。
现有的以太网布线主要限制在具有多台电脑的办公室。这些电脑之间通过采用为以 太网设计的"结构化局域网布线"技术进行接线。这就需要一个具有一个或者多个以太 网交换机的集中式接线柜。 一个单独的CAT-5类线从集中式接线柜内的集线器引出，并 被分配到不同的需要以太网插口的房间。通过使用假地板、假天花板，或者位于墙上的 隐蔽管道，可以以隐藏的方式进行布线。当对现有的房屋进行改造时，就需要使用外露的套管与压盖了。
传统的结构化局域网布线的成本十分的高，所以对于居民使用是担负不起的。在王见 代化的住宅内， 一个额外的问题是在其整洁的内部具有为了使用电、电话和有线电视而 布置的暗线。这些现代化住宅不希望有任何需要外露布线的改造，以免破坏了住宅的装 饰格调。
到现在为止，以太网插口主要为了连接在局域网上的个人电脑，允许它们能够进入 彼此之间，以及进入互联网。互联网连接主要是通过电话、电缆或者ADSL调制解调器 提供的。最近，通过接入光纤宽带网络的以太网网关可以获得高速的互联网连接。宽带 网络除了提供对时间敏感的服务，如数字电话，也提供带宽密集服务，如数字电视信道 和视频点播。这就开发了形成多种宽带应用的途径，通过宽带网可以开发许多服务，例 子如下
个人数字助理(PM)，机顶盒，电子游戏，数字电视，VoIP，电话，智能家庭控制 器和装置，摄影机/摄像机，活动的像框，数字随身听，视频会议，数字无线电，数字， 环绕声峰化器，WiFi接入点，连接USB设备的适配器，连接POTS电话的适配器等。
因而，代替专业的以太网设备(如个人通讯服务)，将出现界面友好的宽带设备的 时代。如果在一个房屋内到处都设置了可用的具有以太网供电的以太网插口，而且人们 可以插入大量的将与房屋内位于互联网上的其它以太网设备相通信的以太网设备，将出 现一种全新的宽带生态学。与目前巳知的布线方法相关联的主要问题是线路复杂性，对 网络专家的需求，可扩展性差和进入成本高。由于这种新的宽带生态学的出现，如何在 任何城市的所有房屋布线这个令人烦恼的问题将被解决。
因此，需要为以太网设备的出现提供便利。例如，如果通过以太网插口自身，可以 得到足够的直流功率(低于15瓦)，则大部分设备将受益。较高瓦数的宽带设备将理所 当然受益于与以太网插口一起协同定位的电气插座。
此外，考虑到对于具有以太网供电在其上的以太网插口的需求，将需要一个"宽带 插座点"。进一步的，，该宽带插座可以在其具有一个电气插座。可选的是，电气插座可 以与宽带插座一起协同定位。
宽带设备接入与之临近的宽带插座需要使用一个弦，此弦与在电话中使用的一样细 和柔软。而且，设备端的连接器是一个非常小的连接器(RJ-ll)，此连接器可以隐藏在 设备内。说明书第3/18页
在房屋内，现有的电气基础设施的另外一个缺点是故障安全基础设施，在该故障安全基 础设施中，任何松弛接触， 一根截断丝或者一根熔断丝，可以使与其连接的设备停止工 作。因此，还需要一种万一出现任何故障，始终确保为信号提供一个有效线路的方法学。

发明内容
本发明的目的是为了提供一种可以成为与电气基础设施同样普及的、且非常便于安 装的网络基础设施。
本发明的又一目的是为了提供在房屋内布线、且不会破坏现有室内的美景，以及不 会由于在墙壁布线和设置插座而破坏了墙壁可视性的方法。
本发明的进一步目的是为了提供一种可以系统地覆盖每间房间，以及全部房间的房 屋全面布线系统，并且提供一种在整个房屋内布线的最佳方式，在评估的不同选择中， 此方式节省许多能源。
本发明的又一目标是为了在房屋内的任何位置设置宽带插座，以及可以满足以太网 设备的合理的功率需求(<15W)，而不需要与电气插座进行单独的连接。
仍为本发明的另一个目的是为所有宽带插座和宽带设备的提供一种常见的直流供电。
一个仍然是本发明的进一步的目的是为了提供一种允许所有的互连电缆都隐藏在 墙壁内，以及使宽带插座嵌入在墙壁中的方案。
本发明的进一步目的是为了提供一种何以将一个"有源的"宽带插座连接至与其临 近的"无源的"宽带插座的方案。
在实现上述目的的过程中，提供一种以太网和电力布线的方法学，包括的步骤是 通过一个进入点为一个房屋提供布线；在一个踢脚板标高线的位置上为房屋的每个房间 提供布线；
布线通过进入点离开房屋；其中，在所述的布线中包括至少一对以太网电缆和至少一对 电力电缆，形成一个递归式环路串珠状缘饰，从而使以太网和电气设备在任何位置和任 何需要的时候都能够安装。
按照本发明，环路串珠状缘饰包括至少一个宽带插座，所述的宽带插座可以即时化 地，在不需要任何额外布线的条件下，增加至任何数量，从而形成一个宽带插座链。。 所述的宽带插座包括至少一个以太网在线供电插口， 一个无源印制电路板(PCB)和一
6个有源PCB。
以太网和电力布线的方法学进一步包括的步骤是在所述宽带插座的中心位置处割 断电缆；将电缆的裸露端插入至位于将插入到所述的有源或者无源PCB上的接线条两侧 的接线端。电缆也可以穿过一个没有任何PCB或者插口的虚设的宽带插座。
以太网和电力布线的方法进一步包括的步骤是所述的有源PCB，除了支持其本身 的以太网插口，也支持与其临近的两个宽带插座的无源PCB上的至少两个插口，而无需 任何以用于连接的附加布线。
本发明公开了以太网和电力布线的方法，所述的以太网电缆进一步包括一个由附加 在一个或者多个宽带插座上的直流适配器供电的48V的直流环路，以为所述的以太网 在线供电(PoE)插口和位于宽带插座内的有源PCB供电。所述的环路串珠状缘饰进一 步包括一个从房屋的主交流电源分流的交流电回路，该交流电回路用以通过微型断路器 (MCB)或开关为邻近宽带插座的任何电气插座供电。
以太网和电力布线的方法进一步包括的步骤是延伸所述的宽带插座链；使其终止 于一个设置在房屋外的双重网关，从而提供对于一个网关， 一个宽带插座或者一根UTP 电缆链路的单点失效的免疫力。所述的双重网关由房屋的48V直流环路单独地供电，以 使只要与其连接的房屋处于"开"的状态，双重网关就保持在"开"的状态。
以太网和电力布线的方法进一步包括的步骤是将电气插座倒装，以防止来自于与 之临近的桌面设备的以太网和电力电缆附着在地板上。
以太网和电力布线的方法进一步包括的步骤是通过一个透明的"电缆管理器"将 所述的以太网和电力电缆引导至至任何一个以太网插座。
按照本发明，在其中提供了一种以太网和电力布线的发法，在环路串珠状缘饰上，宽带 插座仅需要间隔地设置有源PCB，其它的宽带插座可以设置具有一个或者两个以太网插 口的无源PCB。无论何时插入一个宽带插座，可以有源和无源PCB在这些宽带插座内移 动，以保证这样的交替序列。


本发明的其它目的、特征和有益之处将通过附图和下述的具体描述明显地体现出来。图1为根据本发明的通过房屋接线盒将房屋的一个线路接到网关的示意图； 图2为对于房屋门厅内的环路串珠状缘饰的说明；
图3为对于环路串珠状缘饰穿过一个门框进入一个房间和在此房间内重新形成的说
明；
图4为环路串珠状缘饰从门框上位于踢脚板标高线上的各自的孔进入/出去的示意
图5为串珠状缘饰在门框上跳过一间房间，如一间浴室的示意图6为根据本发明的位于一个接线条上的UTP电缆的接线端的示意图7为对于按照本发明的一个宽带插座内的一个有源PCB的说明；
图8为对于按照本发明的一个宽带插座内的无源PCB的说明；
图9为对宽带插座供电的描述；
图IO为根据本发明插入一个电气插座的示意图11为对电气插座供电的示意图12为对于一个房屋接线盒内的接线端的描述；
图13为根据本发明的有源PCB如何支持与其临近的无源PCB的示意图14为对于根据本发明的一个递归式环路串珠状缘饰覆盖整个房屋的说明；
图15为对一个电缆管理器的图示说明。
具体实施例方式
为了能够理解本发明，在如下的描述中将阐明详细的细节。在说明中对于"某一实 施方式"，"优选实施方式"，或者"一个实施方式"的参考，意味着在与之相关的实施 方式中描述的一个独特的特点、结构和特征，或者功能至少包括在本发明的某一实施方 式中。在说明书的不同地方出现的"一个实施方式"，"在实施方式中"，或者与之相似 的语句，，并不是全部提及同样的实施方式。
在本发明的一个具体实施方式
中，图l所示的一个房屋接线盒(2)，设置在从一个 外部网关引进来的一个套管/封盖(1)上。房屋接线盒直接位于一个房屋的正门(5) 的上方。 一条串珠状缘饰(6)从房屋接线盒引出，通过正门框(5)上的一个孔(4) 进入房屋。这使得在房屋的内部，在每个墙壁上位于地板上方几英寸的位置上具有一条 整齐的踢脚板标高线(7)。此踢脚板标高线(7)是显著的，且线条清晰。通过增加一
8条看上去像高雅的"串珠状缘饰"(6)，可以将踢脚板标高线(7)升高半英寸。踢脚板 标高线(7)在串珠状缘饰(6)穿过一个门框到达另一间房间内时保持等高。有吋，串 珠状缘饰(6)需要爬越一个门框，使其下来而到达门框另一边处于踢脚板标高线(7) 的位置上。
参照图2所示，房子门厅内的环路串珠状缘饰通过与图1所示的类似方式实i见。图 2说明了串珠状缘饰(6)如何通过正门框(5)上的孔(4)从房屋的外侧进入到门厅， 以及随后如何连接至内侧的环路串珠状缘饰(6)。环路串珠状缘饰(6)围绕正门框(5) 的边缘设置， 一直设置到踢脚板标高线(7)的位置。宽带插座(8)和电气插座(9) 被插入到踢脚板标高线(7)处的串珠状缘饰(6)上的任何位置。
在现有的电气基础设施中，当不得不改造已有的布线使其适合新的需求，以及不得 不布置额外的电缆时，内饰被破坏了很多次，这破坏了任何内饰的客外观。人们不可能 预期所有将会出现在未来的不同的需求。本发明通过提供一个经由整个房屋、并回到房 屋正门的递归式环路的独特方法解决了所有的这些问题。鉴于本发明允许在需要额外的 宽带插座时插入宽带插座，所以开始时可以设置较少的宽带插座。
在一个可选的实施方式中，通过采用与门框相匹配的木制串珠状缘饰，而宽带插座 保持在踢脚板标高线上，可以将宽带插座隐藏，如此不会破坏墙壁的外观。
本发明的又一实施方式中，图3说明了串珠状缘饰如何从门框一边(11)的踢脚板 标高线(7)的位置处进入一个房间的门框(10)，以及随后如何在门框另一边(12)的 的踢脚板标高线(7)位置处再出来。通过这种方式，门厅内的插入门被串珠状缘饰穿 过，直到串珠状缘饰回到正门框(5)。从而，现在在没有任何提前计划，以及确实地不 需要任何网络图表的情况下，在整个房屋范围内设置宽带/电气插座成为可能。
进一步的，通过图4的辅助说明，本发明公开了一种在一间房间内设置环路串珠状 缘饰的方法，图4说明了串珠状缘饰如何以与图3所示的门厅相似的不F方式通过门框 (10)上位于踢脚板标高线上的孔(11)进入一个房间，和随后如何经由整个房间，以 及如何从其所进入的同一个门的门框(10)的另一边(12)的踢脚板标高线处出去。
最根本的改进在于将串珠状缘饰(6)和宽带/电气插座(8和9)隐藏在墙壁自身 内，正好位于踢脚板标高线(7)的上方。这种方式是通过在正好位于踢脚板标高线(7) 上方的位置处设置一个半英寸的沟槽，并将串珠状缘饰(6)埋在其内部实现的。宽带/ 电气插座(8和9)同样也埋在里面，而仅使其前面板可见。由于埋藏的串珠状缘饰正
9好位于墙壁表面的下方，所以总是可以在随后插入一个宽带/电气插座(8和9)。较ff 的建筑将使隐藏的串珠状缘饰具有很少的宽带插座。额外的宽带插座可以在日后需要时 再插入。
首先仅将环路串珠状缘饰以递归式布置，如此串珠状缘饰覆盖了整个房屋，而且回 到串珠状缘饰开始的正门处。在计划中没有太大的变化余地，除非如果某人想跳过如图 5所示的浴室，或者使将也浴室绕进去。

了串珠状缘饰是如何通过只是穿越门 框(13)，串珠状缘饰从门框(13)的一边(14)进入，且直接从其另外一边(15)出 去而跳过一个房间的。
之后，解决某人想在什么位置设置最初的宽带/电气插座就是简单的程序了。或i午 设置在每间房间内的一个或者两个位置处。因为在开始阶段可以仅仅设置空的宽带插 座，可以不必担心为了设置所有的宽带插座而带来的成本问题完成此程序。图6说明了 如何将位于一个宽带插座内的一个接线条(16)连接到UTP电缆(17)上。UTP电缆在 其中心(18)处被割断，在每端的五对电线(19)连接到各自边上的位于接线条上的按 扣式接线端(20)。接线条在其背面具有一个插头(16a)，以允许其插入到一个PCB中。
一个空的宽带插座，在其内部仅仅具有一个"接线条"--根断开的UTP电缆(17)
终止于此接线条(所有的五对电线)。最初，接线条允许UTP仅仅以"通过"的方式与 之连接，好像电缆根本没有被断开。随后，当需要时，可以在宽带插座内部插入一个有 源或者无源PCB，并且连到接线条上。如图7所示，接线条(16)可以设置在一个有源 PCB (21)上，此有源PCB (21)具有电气插口和两个以太网插口 (22)。串珠状缘饰(6) 在宽带插座(8)内部的部分被割除，以允许在此处安置接线条。
如此，将真正地做到没有为了未来的针对使用而设置空的宽带插座的最初的财务承 担。在一个空的宽带插座中插入一个有源/无源PCB可以依据即时化原则进行，甚至不 需要寻找电工。此问题在图8中示出，该图说明了接线条(16)如何能够安装在一个没 有电子器件而仅具有两个以太网插口 (22)的无源PCB (23)上。
由于在宽带插座中，只需要为宽带插座间隔地设置有源PCB，其它的可以设置具有 一个或者两个以太网插口的"无源PCB"，此"无源PCB"通过与其临近的宽带插座的有 源PCB支持其工作，所以成本效果变得甚至更加强有力。无源PCB，在本地向其两个插 口注入进行以太网在线供电(PoE)所需的48V电压。
如此，宽带插座只需被间隔地设置有源PCB，其余的可以设置便宜的"无源PCB"。针对为同样数量的宽带插座供电，这不仅仅使成本几乎减半，同时也使有源PCB的链 长减半。较小的链长减少了以太网数据包流动时的电子延时。
根据有源PCB的上壁支持一个至四个插口，或者更多，有源PCB可以具有不同的 种类，这个事实使其应用更为便利。所以即使某人开始采用了具有一个插口的有源 PCB，某人可以在此位置处用具有四个插口的一个有源PCB替换一个插口的有源PCB 。 此操纵只需从接线条上拔出已有的有源PCB，再插入新的有源PCB。
如此，将一个房屋的几个宽带插座扩展至许多宽带插座，从而扩展其使用时，也可 以心闲气定。所有这些不需要任何预先的计划或者花费。此外，因为可以在需要的时《疾 随时插入新的宽带插座，对于甚至在最初没有预见到对宽带插座的所有需求，也不会 产生不良后果。
不需要网络技术员的局域网布线
办公室内的"结构化局域网布线"需要网络技术员计划、安装和完成布线，这样需 要符合很多的组网指南。这通常被认为超出了电工和有线电视技术员的能力范围。
本发明，简化了对于布线的需求，使其与在一个电路链上连接一系列的装饰灯泡一 样显而易见。宽带插座采用同样的方式被插入在环路电缆中。此外，割断电缆使铜线裸 露的任务，以及将铜线插入/巻边进宽带插座内的任务，对于一个正常工作要求处理比 较复杂的连接的电工来说是非常简单的。
由于只需要承载一根UTP和一根三线电力电缆，所以串珠状缘饰的高度就变得比较 低(1/2英寸至3/4英寸)。在踢脚板标高线上系统地布置串珠状缘饰，是一种很适合 电工的工作。
直流环路
在本发明的一个实施方式中，图9说明了一个48V直流电源(24)与宽带插座(8) 上的一个直流连接器(25)是如何连接的。这样，48V直流电通过位于串珠状缘饰(6) 内的一对UTP进行传递，以为所有的宽带插座，甚至外部的网关供电。
本发明通过以太网在线供电(PoE)为宽带设备提供了便利的直流电。此48V直流 电的PoE意味着满足了如液晶电视，或者机顶盒等设备的不大的功率需求(低于15瓦)。。 大部分设备因而不必为配置了一个需要单独地插入与其临近的电气插口的交流适配器 而担心。此外，在交流电源出现故障时，设备可以利用由电池支持的直流电源。一个由电池支持的48V直流电源可以与任何一个宽带插座连接，为其供电(通过一 个单独的直流连接器)。由于直流电缆的环形特性，电阻变得比同等长度的未成环形的 电缆的电阻小的多。在环形电缆中，电源和一个设备之间的危险距离减小了一半，同时， 由于电流可以来自环路的两侧，其电阻也变为一半。
可以在需要时增加更多的直流电源，以满足对增加的宽带设备的需求。这些分布的 电源可以在同一总线上注入电能。这样可以确保设备不会出现任何由一个电源发生故障 而带来的单点失效状况。
本发明通过采用一个单独的直流电源和很少的宽带插座而因此允许较低的进入成 本。更多的可以在需要的时候进行不需要任何改造布线的增加。
交流环路
虽然对于大部分需要低于15瓦功率的宽带设备来说，48V直流电是足够的，但是 对于个人个人计算机，电视监控器，具有硬盘的游戏机等来说是明显不够用的。这些设 备需要插入传统的电气插座中。
希望房屋内在宽带插座附近具有现成的电气插座是不实际的。即使具有，它们也未 必是空闲的。在大部分情况下，使用者不得不使用一个电气扩展板。这使电线自由的位 于地板上，聚集了灰尘，将使地板产生一点混乱。这种混乱使得清理地板成为困难的家 务杂事。
因此，在本发明的另外一个实施方式中提供一个配电板，设置在宽带插座自身的前 面。配电板可以支持三个或四个插口，所有的插口在配电板自身内通过一个MCB (微型 断路器)连接。图IO说明了一个电气插座内的三根电线(26， 27， 28)如何与电气插 口 (29)进行连接。令火线(26)通过一个MCB/开关(30)。这样，以万一出现任何电 的问题， 一个宽带插座将不会影响其它的宽带插座。 一个独立的电气插座可以间隔地设 置在临近一个宽带插座的位置上。对于家庭使用，可以用开关替代MCB。
环路串珠状缘饰支持火线、零线和接地线三个环路。这些线连接到房屋主MCB的一 个特定的位置上。因而在整个串珠状缘饰中的交流电可以通过此主MCB关闭。可选择地， 交流电线同样可以连接到一个房屋内现有的电源插口 (15安)。
需要传送电流的电线的直径小于与之连接的设备所需的总电流的1/2。这种情况是 可能的，因为电流可以通过环路的两个不同方向到达一个设备。
12从一个电气插座出来的火线、零线和接地线被连接到串珠状缘饰内各自的与之相应 的电线上。这种连接可以在不割断任何串珠状缘饰内的电线的条件下完成。连接时，仅 仅需要将一根电线上的塑料涂层去掉一毫米，电气插座的相应电线的裸露端可以连接至 电线上去掉塑料涂层的位置。图11说明了三根电线(26， 27， 28)如何可以在环路串 珠状缘饰(6)内的任何适合的点(31)与房屋的交流电线的一个15安的插头(32)进 行连接。
宽带插座，与电气插座一起，提供了一种将房屋内大部分主要设备连接到一个不间 断电源(UPS)的整洁的方式。 一个具有适当容量的UPS可以为环路串珠状缘饰提供交 流电。UPS同样为48V的直流电源提供备用，确保48V的直流电可以与UPS的电池持续 同样长的时间。
可以通过使用低成本的逆变器替代在线的UPS而大大降低成本。唯一需要是，逆变 器需要具有快速的切换时间(50ras)，使宽带设备在此切换时间内不会发生掉线现象。
为了连接房屋内的较多的插座而准备的电缆的总数量实质上少于从房屋内的中央 MCB分别地引出电线的相等价的传统方法(中心辐射型安排)所需的电缆的数量。其优 势与环形以太网电缆相比传统的中心辐射型以太网体系结构的优势相同。
电气插座内的插口如图IO所示被倒装。这种方式允许由位于桌面上的设备引出的 插头能够以自然姿势进行连接。在一个宽带插座上提供一个电缆管理器，以允许所有的 电缆可以整洁地位于规定的路线上，而不是散落在地板上。
因此， 一个具有为设备不间断供电的宽带家庭可以很容易实现，成本低、人性化， 甚至具有审美感。
递归式布线过程
下述方法描述了一种为整个房屋布线的"深度优先，递归算法"。 I .房屋布线过程
串珠状缘饰进入房屋，在房屋的进入点处(门框的最上方的边缘处的一点)穿过一 个房屋的门框。
使串珠状缘饰沿着门框的一边下来，直到其到达踢脚板标高线的位置。 随后的房间布线过程(对此房间)
串珠状缘饰回到房屋门框另一边的踢脚板标高线的位置处。随后使串珠状缘饰在门框上行进，直到其到达房屋的进入点。使串珠状缘饰离开门框到达房屋的外面。 房屋布线过程的结束
II.房间布线过程(对于一个串珠状缘饰在一个门框的踢脚板处的房间)
如果打算跳过房间串珠状缘饰，则使串珠状缘饰围绕门框行走，直到到达踢脚板标
高线。房屋布线过程结束。 将此门框认为是正门框。
环路
在踢脚板标高线上使串珠状缘饰继续行进，直到遇见另一个门框。 如果此门框与正门框相同，则房间布线过程结束。
如果此门框通向一个已经完成布线的房间，则串珠状缘饰围绕门框行进，并回到位 于门框另外一边的踢脚板标高线处。重新开始环路。
使套管在踢脚板标高线的位置穿过门框，到达与之相连的房间。随后开始房间布线 过程(对与之相连的、串珠状缘饰已经进入的房间)。
使串珠状缘饰从与之相连的房间回来，在踢脚板标高线的位置处穿过门框回到当前 的房间。 继续该环路 房间布线过程的结束 经由接线条，插入一个宽带插座
可以将宽带插座插入到位于踢脚板标高线位置上的环路串珠状缘饰的任何位置。需 要在插入点处割除串珠状缘饰的封盖(此封盖设置在串珠状缘饰的套管上)，使在下面 的电缆裸露出来。5对UTP电缆(4对传递以太网信号，1对传递48V直流电)在宽带 插座的中间位置处被割断。这些被割断的电线随后被插入到位于一个"接线条"左侧和 右侧的接线端。此接线条随后被插入到一个有源或者无源PCB上。宽带插座自身在踢脚 板标高线上安装，隐藏内部的布线。这样，串珠状缘饰看起来好像恰好经过宽带插座， 随后又出现在宽带插座的另外一侧。
图12说明了来自房屋的两根UTP电缆(17a， b)的端头如何在房屋接线盒(2)的 PCB (33)内部终止。每个端头依次与一根去往一个外部网关的两部分的UTP电缆(34) 连接。 一个房屋LED (35)连接至房屋的48V直流线路上。通过一个二极管(36)将来 自房屋内部的48V直流线路连接到去往网关的UTP电缆(34)上的电源对。图13概略地说明了一个在宽带插座内的有源PCB (21)除了支持其自身的插口 (37.1， 37.2)夕卜，如何能够支持与其邻近的宽带插座的无源PCB (23a， b)上的两个 插口 (37.3， 37.4)。
图14概略地显示了在房屋内将宽带插座(8)和电气插座(9)设置在所有房间内 的递归式环路串珠状缘饰。串珠状缘饰开始和结束在房屋接线盒(2)处。
串珠状缘饰同样包含交流电线(火线，零线和接地线)。这些电线不需要被割断， 而是每根电线的塑料套管在其中心点处被分开，以将其与电气插座的相对应的电线连 接。另外，火线连接时经过一个提供电气隔断功能的微型断路器(MCB)或者一个开关。
此外，内部的美景同样被从桌面设备悬下来一直到踢脚板标高线处的插头之间的松 散的电缆而破坏。大部分时间，这些不受约束的电缆由于在墙壁前面摇晃而破坏了墙壁 的可视性。此外，松散的电缆掉到地板上，使清理此部分地板成为一件困难的事情。造 成随着更多的电缆被用来进行连接，灰尘会累积在这些插头附近的位置处，而且电缆的 混杂现象也会增加。一种摆脱了这种困境的整洁的方式取决于使用了随同每个宽带插座 的如图15所示的"电缆管理器"。图15示出一个宽带插座(8)与电气插座(9)彼此 相互邻近。宽带插座另外还具有一个电缆管理器(38)，通过此电缆管理器(38)，来自 一个邻近桌面的以太网电缆(39)和电力电缆(40)被整洁地按照路径行走而插入至插 口内。注意，为了便于走线，电力插口 (41)以反向的方式被安装在电气插座中。
电缆管理器引导来自桌面的电缆整洁地去往宽带插座或者电气插座上的插口。此 外，电气插口被倒装，这样一个插头能够在保证电缆不落在地板上的情况下插入插口。
在本发明的优选的实施方式中，以太网/直流信号使用一根五对非屏蔽双绞线(UTP) 电缆。其中的四对UTP被用来支持在两个以太网设备之间建立连接，而另外一对UTP被 用来为宽带插座和宽带设备提供48V直流电。一根三线电力电缆被用来为设置在串珠状 缘饰上的电气插座提供交流电。这些电缆封闭于一条大部分沿着墙壁的踢脚板标高线设 置、且以递归式为原则覆盖每个房间的串珠状缘饰内。宽带插座可以按照需求在任何时 间插入到环路的任何位置。上述提及的环路串珠状缘饰被双重地连接到一个宽带网关。 这样确保在一个宽带插座出现单点失效，或者一根电缆被割断时，不会妨碍其它宽带插 座完成其功能。
电气插座可以与宽带插座一起进行协同定位。这些电气插座和宽带插座与具有火 线，零线和接地线三根电线的交流总线电缆连接。 一个MCB或者一个电气开关被用来将
15一个电气插座的火线与交流总线电缆的火线进行隔断。
在本发明的一个实施例中，宽带插座通过使用在以太网连接电缆两端均具有RJ-45连接器的标准以太网连接电缆能够与现有的以太网设备，如一台个人电脑，进行连接。宽带插座同样也可以通过使用一个与在电话中使用的同样细的弦与新的宽带设备进行连接，此弦在与宽带插座连接的一侧具有RJ-45连接器，在与设备连接的一侧采用更小的RJ-11连接器。
根据本发明，UTP电缆承载两条100 Mbit以太网连接，每条连接需要两对UTP电缆。"主"连接是为了链接具有有源插座的网关。"次"连接是为了将一个有源插座连接到邻近的无源插座。
按照本发明，有源宽带插座具有一个有数个以太网插口的PCB。通过次以太网连接，有源宽带插座也连接到邻近的"无源"宽带插座。无源宽带插座只有以太网插口。然而，以太网在线供电(PoE)在本地被插入到有源和无源宽带插座的插口中。
采用本发明的方法学的优势在于它的简单的配置，这种配置不需要规划能力，以及这种配置可以由一个电工来完成。在安装或者维护时不需要设计网络图。
本发明的更多的优势在于
提供一种允许在开始阶段设置少量宽带插座，并确保可以于需要的时候、再不需要
任何额外布线的情况下插入更多插座的方案。
此方案也允许增加更多的与增加的宽带设备的负荷相应的直流电源。建立一套健全的，具有故障保护的基础设施，与电力基础设施不同，可以容许一根
电缆被割断，或者一个宽带插座出现故障。
允许宽带设备具有连接器和与那些在标准电话中使用的同样小的弦。上述描述被用来阐明本发明的实时方式，并不意味着限制了本发明的范围。在建筑
行业中的技术人员可以认识到其它的修改和实施方式，以及很明显是，任何的修改和变
化可以在没有超出本发明的新颖性的范围的情况下完成。
术语索弓l
rw伴將财语辦定伊淋发柳948V直流电
直流电压通常用在电话和电信基础设施中，为设备供电。在电源故障期间，由一组 48V的电池提供同样的电压。
AC—交流电
用来为家庭和办公室供电。与DC (直流)不同，电流的极性在每根电线中以每秒 中完成50个周期(在美国为每秒中完成60个周期)的频率进行交替。
緣贵勞継
在其内部具有"有源的"开关电子元件，此开关与以太网插口连接，同样也与宽带 插座两侧的UTP电缆连接。 ADSL—非对称数字用户环线
一种允许使用现有的电话线以2Mbit/sec或者更高的速度传输数字数据的技术。 审微缘浓
此术语为说明一种小的套管与封盖(3/4英寸或者更小)，其本质上保持在房屋的 踢脚板标高线的位置上。通过这种方式，其看起来像一条位于踢脚板上的"串珠状缘饰"。
宽带
此术语代表一种可以传输现场电视频道的数字数据线。 贵劳没吝
与电气设备相似，这些设备可以被插入到一个宽带插座内，以及提供数字音频/视 频接口。
贵微座
与电气插座相似，提供可以使宽带设备插入的以太网插口。宽带插座也允许某些设 备通过其自身提供的适度的电能为其供电。
敏微潘器
为一个透明的垂直的电缆引导者，将其安装在一个宽带插座的上方，使以太网和电 力电缆被固定，所以以太网和电力电缆不会掉落到地板上。
套管与封盖套管与封盖用来隐藏传统的UTP和电力线。通过钉子将套管固定在墙壁上，引导电 缆。封盖被手动地夹在套管上，以隐藏电缆、且防止电缆掉落。
麥遂杀
接线条是一个小的PCB条，几乎与与宽带插座一样宽。为了使接线条能够插入一个 有源或者无源PCB，在接线条的后侧具有一个位于中间位置的连接器。在接线条的正面， 每一侧具有10个接线端。 一根具有五对UTP的电缆(包含10根电线)可以在接线条的 一侧终止。 DC—直流电
直流电由电池提供，是所有的PCB根本的需求。房屋内的交流电在其能够为任何 PCB供电时，不得不转换为直流电。
赠殿
利用网关的两个PCB提供冗余。每个房屋现在都双重的连接到每个PCB上。在这种 情况下，即使某一PCB出现故障，与另一个PCB连接的以太网仍然可以工作。
接地线
为一根电线，允许将电流引到"大地"，从而提供安全。接地线通常通过一个三线 电插头的比较大的那个连接针连接到设备的金属壳体上。
冶气棘
与宽带插座相似，电气插座同样设置在踢脚板标高线位置处的环路串珠状缘饰上， 提供少量的电气插口。为了便于应用，将电气插座设置在临近一个宽带插座的位置上。
以太网
一种定义了原始数据包如何在一条网络链路上流动的协议。此链路可以使用同轴电 缆，绞合线，或者光纤。以太网允许建立一个局域网，使其连接PC机和其它的以太网 设备(如打印机)。今天，以太网被应用在宽带网络领域内，以连接所有的世界范围内 的设备。
网关
网关作为一个位于宽带网络与房屋内局域网之间的分界点而进行工作。网关具有一 个防火墙，为房屋以及宽带网络提供安全。网关提供地址转换，将设备的在房屋内的私
18有地址转换为宽带网络内的全局地址。 逆变器电源
与不间断电源相似。当电源出现故障时，它通过电池产生方波形式的交流电，替代 正弦波(从主交流电源得到的)。逆变器电力供应需要50毫秒左右或者更多的时间转换 切换取得主交流电源。然而，逆变器电力供应具有比不间断电源更高的成本效率，而且 对于宽带设备来说是足够的。
LAN—局域网
提供以太网插口，以允许PC机和其它的以太网设备彼此之间进行通迅。传统上， 这由一个中央交换机通过一根单独的以太网电缆连接房屋内的每个以太网插口实现。
火线
在电线中，这根电线具有相对于大地的220V (或者110V)电压，从而可以提供一 个电击。这根电线通过一个开关或者MCB再被发送，使一个设备可以与通电的电流相隔 离。
MCB—微型断路器
这个设备被用来将通电电线发送至一个设备上。万一设备出现任何的过载现象，设 备会"跳闸"，因此端开通电电流。与一根"保险丝"不同，MCB可以在过载情况消除 后被重置。
零线
一个电气设备被连接到零线与火线之间。零线对于接触通常是安全的，因为它与大 地具有同样的电势。
，度微座
无源宽带插座是一个成本较低的宽带插座，提供没有任何PCB的以太网插口。每个 以太网插口实际上是通过一个次要的连接连接到一个与其临近的有源宽带插座上。然 而，PoE在本地注入到以太网插口中。
PCB—印制电路板
PCB通常为具有电子芯片焊在其上的绿色板。电子芯片和连接件通过电路板上的铜 箔电气走线进行连接。无源PCB没有精密复杂的电子芯片。
19PoE—以太网在线供电
最初的以太网使用一个为信号准备的四对连接线，但是通过此连接线不能提供可以 利用的电能。新的PoE标准允许通过其中的两对提供一个48V (13瓦)电压。PoE插口 可以在其供电之前感知其是否连接到一个能够通过PoE供电的设备上。
POTS—普通老式电话系统
存在了一个世纪的电话系统，其甚至在今天都没有变化。POTS这个术语是在与当 代的变体对比时用到的术语。
主以掘體
使用一根具有四对或者五对UTP的电缆的最开始的两对(蓝色的一对和橙色的一 对)。这两对可以传送从一个网关到一个有源宽带插座，或者两个宽带插座之间的 100Mbit的以太网信号。
RJ11
RJll为一个具有2线或者4线的小的连接器，通常用在电话仪器中。RJ11的尺寸 很小，而且可以真正地以"不在视线范围内"的方式嵌入到仪器本身中。
RJ45
RJ45为标准8线连接器，用来连接以太网设备。RJ45连接器比RJ11连接器大，RJ-11 插头可以进入一个RJ-45插口中、且与RJ-45得中间得4根电线连接。
汰"太離麥
使用一根具有四对或者五对UTP的电缆的另外两对(绿色的一对和棕色的一对)。 这两对可以传送从一个有源宽带插座到一个与之临近的无源宽带插座之间的100Mbit 的以太网信号。
STP—生成树协议
为一种使用在以太网局域网中的传统的协议，提供在一个可能存在于局域网线路内 的环路内不断地四处流动的信息包。然而，其对于能够设置在链路中的交换机的数量提 出了限制。当一个链接或者交换机故障时，生成数协议同样可以快速地计算出可供选择 的连接。
20UPS—不间断供电
当主交流电源出现故障时，其通过电池产生一个类似的交流电压。此外， 一个"在
线"的UPS通过其电池始终产生交流电(此问题在背景技术中指出)，所以当电源出现
故障时，没有转换延时。这些健全的供应同样使其相对于逆变器来说具有较高的成本。
USB—通用串行总线
为将外围设备连接到一个PC机上的一个比较流行的标准。较小的连接器具有两根 为串行通信使用的电线，以及两根为外围设备提供适合的5V电压而使用的电线。USB 对于较小的设备，如鼠标、键盘和存储条是足够使用的。
UTP Cable—通用双绞线电缆
包括几对绞合在一起的电缆。 一对中的一根电线为一种特殊的颜色，此根电线为信
号线；另外一根为白色，为回波信号线。 一根电缆可以携带很多双绞线，因为超过一定 长度，双绞线之间不会引起信号干涉。满足100Mbit以太网信号UTP标准被称为CAT-5。
VoIP—IP电话
在传统的P0TS电话机中，声音信号是以模拟电流的形式传送的。在数字电话中， 声音信号首先被数字化，然后再以信息包的形式传送。这些信息包为网际协议(IP)形 式。因而VoIP允许电话基于一个局域网或者宽带网络进行通信。
WiFi—无线髙保真
为一种流行的标准，通过采用公共的无线电频谱，允许WiFi设备通过一个WiFi接 入点进入因特网。在环绕50米的小范围内，可以达到50Mbit的共用带宽。
WAN—广域网
局域网(LAN)限制在一个房屋内或者一栋楼房内，而WAN可以覆盖一个学校或者 甚至一座城市。
权利要求
1、一种以太网和电力布线的方法，包括如下步骤通过一个进入点为一个房屋提供布线；在一个踢脚板标高线的位置上为房屋的每个房间提供布线；布线通过所述的进入点离开所述的房屋；其中，在所述的布线中包括至少一个宽带插座，至少一对以太网电缆，至少一对电力电缆，形成一个递归式环路串珠状缘饰，从而使以太网和电气设备的安装能够在任何位置和任何需要的时候进行。
2、 如权利要求1所述的一种以太网和电力布线的方法，其中在所述的环路串珠状缘 饰中包括至少一个宽带插座；所述的宽带插座可以即时化地，在不需要任何额外布 线的条件下，增加至任何数量，从而形成一个宽带插座链。
3、 如权利要求l所述的一种以太网和电力布线的方法，其中在所述的宽带插座中进 一步包括至少一个以太网在线供电插口， 一个无源印制电路板(PCB)和一个有源 PCB。
4、 如权利要求1所述的一种以太网和电力布线的方法，其中所述的以太网电缆，在 所述的宽带插座的中心位置处被割断，电缆的裸露端被插入到位于一个将被插入到所述的有源或者无源PCB的"接线条"两侧位置上的接线端。
5、 如权利要求1所述的一种以太网和电力布线的方法，其中所述的以太网电缆完全 地穿过一个没有PCB或者任何插口的虚设的宽带插座。
6、 如权利要求4所述的一种以太网和电力布线的方法，其中所述的有源PCB除了支 持自身的以太网插口外，还支持两个与其临近的宽带插座的无源PCB上的至少两个插口而无需任何以用于连接的附加布线。
7、 如权利要求l所述的一种以太网和电力布线的方法，其中所述的以太网电缆，进 一步包括一个由连接至一个或者多个宽带插座上的直流适配器供电的48V的直流回 路，此48V的直流回路用以为所述的以太网在线供电(PoE)插口和位于宽带插座内的有源PCB供电。
8、 如权利要求1所述的一种以太网和电力布线的方法，其中所述的环路串珠状缘饰进一步包括一个从房厘的主交流电源分流的交流电回路，该交流电回路用以通过微型断路器(MCB)或开关为邻近宽带插座的任何电气插座供电。
9、 如权利要求1所述的一种以太网和电力布线的方法，其中将所述宽带插座链延伸 并终止于一个双重网关上，此双重网关设置在房屋外部，从而提供对于一个网关， 一个宽带插座或者一条电缆链路的单点失效的免疫力。
10、 如权利要求7所述的一种以太网和电力布线的方法，其中所述的双重网关由房屋 的48V直流回路单独供电，以使只要与其连接的房屋处于"开"的状态，双重网关就保 持在"开"的状态。
11、 如权利要求1所述的一种以太网和电力布线的方法，其中，所述的电气插座被倒装， 以防止来自于与之临近的桌面设备的以太网和电力电缆附着在地板上。
12、 如权利要求1所述的一种以太网和电力布线的方法，其中所述的以太网和电力电 缆通过一个透明的"电缆管理器"引导至任何一个以太网插座。
13、 如前述任何一项权利要求所述的一种以太网和电力布线的方法，其中，在所述的环 路串珠状缘饰可以包括，仅间隔设置的宽带插座具有有源PCB,其它的宽带插座可以设 置具有一 个或者两个以太网插口的无源PCB。如权利要求1至13所述的一种以太网和电力布线的方法，其中在插入了宽带插座后， 有源和无源PCB可以在这些宽带插座间移动，以保持交替序列。
全文摘要
本发明略述了一种结构化的在房屋内全面布置以太网LAN(局域网)的布线方法，并以具有以太网在线供电(PoE)和电气插座的允许连接宽带设备的宽带插座为特点。必要的LAN和电力布线完全地布置在一条沿着房屋内的踢脚板标高线设置的递归式环路串珠状缘饰内(或者是套管和封盖)。由于串珠状缘饰的轮廓与踢脚板相融合，或者可以隐藏在墙壁内，所以不会破坏现有房屋的审美感。环路串珠状缘饰的每个端头终止于房屋的一个提供WAN和全球互联网连通性的双重宽带网关。环路串珠状缘饰提供了对于电子板(位于宽带插座或网关内)的单点失效或者一根电缆被单点隔断的免疫力。以太网连接线可以与电话中应用的一样细和柔软，而且比用于连接USB设备的还要细。另外，在设备端可以应用细小的可以嵌入设备自身中的RJ-11接头(应用在电话中)，替代比其大的传统的RJ-45接头。细小的连接线和RJ-11接头比USB连接线和连接器更加紧凑，不会具有后出现的长度和可应用的直流电的限制，宽带设备因此可以选择以太网的100MB全带宽，而不需要在使用和功效方面进行折衷考虑。
文档编号H04J3/14GK101496323SQ200680040611
公开日2009年7月29日 申请日期2006年9月4日 优先权日2005年9月5日
发明者默涵·泰姆博 申请人:创新媒体技术私营有限责任公司