特開 2023-180228 シングルペアイーサネットハイブリッドラインのための分割ユニット、およびハイブリッドイーサネット電力システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023180228

(43)【公開日】2023-12-20

(54)【発明の名称】シングルペアイーサネットハイブリッドラインのための分割ユニット、およびハイブリッドイーサネット電力システム

(51)【国際特許分類】

   H04L 25/02 20060101AFI20231213BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20231213BHJP

【ＦＩ】

H04L25/02 K

H02J1/00 304A

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023092166

(22)【出願日】2023-06-05

(31)【優先権主張番号】22177856.6

(32)【優先日】2022-06-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．イーサネット

(71)【出願人】

【識別番号】503168201

【氏名又は名称】ティーイー コネクティビティ ネーデルランド ビーヴイ

【氏名又は名称原語表記】ＴＥ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｎｅｄｅｒｌａｎｄ ＢＶ

【住所又は居所原語表記】Ｒｉｅｔｖｅｌｄｅｎｗｅｇ ３２，ＮＬ－５２２２ ＡＲ’ｓ－Ｈｅｒｔｏｇｅｎｂｏｓｃｈ，Ｔｈｅ ＮＥＴＨＥＲＬＡＮＤＳ，

(71)【出願人】

【識別番号】501090342

【氏名又は名称】ティーイー コネクティビティ ジャーマニー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツンク

【氏名又は名称原語表記】ＴＥ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｇｅｒｍａｎｙ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100203046

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 聖子

(72)【発明者】

【氏名】イェルーン ヨゼフ マリア デュ ブルーイン

(72)【発明者】

【氏名】ウィナンド ファン ヒルス

(72)【発明者】

【氏名】ペーター ディルク イエーガー

(72)【発明者】

【氏名】ミヒャエル ヒルグナー

【テーマコード（参考）】

5G165

5K029

【Ｆターム（参考）】

5G165EA01

5G165FA01

5G165GA07

5G165HA09

5K029DD25

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ツリー構造であり、長いケーブル長さに渡って高いデータ伝送速度を有し、信号に外乱を加えることなく高い電力密度を有するシングルペアイーサネット（ＳＰＥ）ハイブリッドラインのための分割ユニット及びハイブリッドイーサネット（登録商標）電力システムを提供する。
【解決手段】ハイブリッドイーサネット電力システム９０において、分割ユニット１４は、入力接続要素１１、第１の出力接続要素１５及び少なくとも１つの第２の出力接続要素１３を備える。入力接続要素及び第１、第２の出力接続要素は、電力及びデータを伝送する。分割ユニット１４はさらに、電力及びデータを第２の出力接続要素に供給するように動作可能な少なくとも１つのアクティブユニット７を備え、前記アクティブユニットは、給電装置３を含む。給電装置は、入力接続要素と出力接続要素のうちの少なくとも１つとに接続され、電力線１６からデータ線１８上に電力を引き出す。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シングルペアイーサネット（ＳＰＥ）ハイブリッドラインのための分割ユニット（１４）であって、前記分割ユニット（１４）は、
入力接続要素（１１）と、
第１の出力接続要素（１５）と、
少なくとも１つの第２の出力接続要素（１３）と
を備え、
前記入力接続要素（１１）、前記第１の出力接続要素（１５）、および前記少なくとも１つの第２の出力接続要素（１３）は、電力およびデータを伝送するように構成され、
前記分割ユニット（１４）は、
電力およびデータを前記少なくとも１つの第２の出力接続要素（１３）に供給するように動作可能な少なくとも１つのアクティブユニット（７）を備え、
前記少なくとも１つのアクティブユニット（７）は給電装置（ＰＳＥ）（３）を含み、前記給電装置（３）は、前記入力接続要素（１１）と前記出力接続要素（１３、１５）のうちの少なくとも１つとに接続され、電力線（１６）からデータ線（１８）上に電力を引き出すように動作可能である、
分割ユニット（１４）。

【請求項2】

前記少なくとも１つのアクティブユニット（７）は、少なくとも１つのＳＰＥ切替ユニット（６）を含み、前記ＳＰＥ切替ユニット（６）は、前記入力接続要素（１１）と前記出力接続要素（１３、１５）のうちの少なくとも１つとに接続され、前記出力接続要素（１３、１５）のうちの少なくとも１つにデータを割り当てるように動作可能である、請求項１に記載の分割ユニット（１４）。

【請求項3】

前記少なくとも１つのアクティブユニット（７）は、前記入力接続要素（１１）に設けられた前記データ線（１８）を分割し、前記分割された線の間で切替えを行うように動作可能である、請求項１または２に記載の分割ユニット（１４）。

【請求項4】

前記少なくとも１つのアクティブユニット（７）は、前記分割ユニット（１４）の前記少なくとも１つの第２の出力接続要素（１３）に接続された電子デバイス（１０１）に電力を出力するように動作可能である、請求項１から３のいずれか一項に記載の分割ユニット（１４）。

【請求項5】

前記少なくとも１つのアクティブユニット（７）は、前記データ線（１８）の信号をリフレッシュするように動作可能である、請求項１から４のいずれか一項に記載の分割ユニット（１４）。

【請求項6】

前記分割ユニット（１４）は成形接続ユニットとして形成され、前記入力接続要素（１１）、前記第１の出力接続要素（１５）、および前記少なくとも１つの第２の出力接続要素（１３）は、オーバモールドコネクタ要素として設けられている、請求項１から５のいずれか一項に記載の分割ユニット（１４）。

【請求項7】

前記分割ユニット（１４）の前記入力接続要素（１１）、前記第１の出力接続要素（１５）、または前記少なくとも１つの第２の出力接続要素（１３）の差込口のうちの少なくとも１つが、はんだ接続および／または圧着接続および／または圧接接続および／またはねじ接続および／または貫通接続および／またはポークイン接続によって、ケーブル（８、１０）またはワイヤに取り付け可能である、請求項１から６のいずれか一項に記載の分割ユニット（１４）。

【請求項8】

前記分割ユニット（１４）の前記入力接続要素（１１）、前記第１の出力接続要素（１５）、または前記少なくとも１つの第２の出力接続要素（１３）の差込口のうちの少なくとも１つが、ねじ接続および／またはラッチ接続および／またはプッシュプル接続および／またはプラグイン接続によって、分離可能なコネクタ（１２）に取り付け可能である、請求項１から７のいずれか一項に記載の分割ユニット（１４）。

【請求項9】

前記分割ユニットはＴ字形接続ユニットとして形成されている、請求項６に記載の分割ユニット（１４）。

【請求項10】

前記分割ユニットは傾斜した接続ユニットとして形成されている、請求項６に記載の分割ユニット（１４）。

【請求項11】

シングルペアイーサネット（ＳＰＥ）ネットワークのためのハイブリッドイーサネット電力システム（９０）であって、前記システムは、
少なくとも１つの第１の電子デバイス（９）と、
少なくとも１つの第２の電子デバイス（１）と、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つの分割ユニット（１４）と
を備え、
前記少なくとも１つの第１の電子デバイス（９）は、前記少なくとも１つの分割ユニット（１４）の前記入力接続要素（１１）に接続可能であり、
前記少なくとも１つの第２の電子デバイス（１）は、前記少なくとも１つの分割ユニット（１４）の前記少なくとも１つの第２の出力接続要素（１３）に接続可能である、
ハイブリッドイーサネット電力システム（９０）。

【請求項12】

前記システムは、データおよび電力を前記少なくとも１つの第１の電子デバイス（９）と前記少なくとも１つの分割ユニット（１４）との間で伝送するように動作可能である、請求項１１に記載のハイブリッドイーサネット電力システム（９０）。

【請求項13】

前記システムは、データおよび電力を前記少なくとも１つの分割ユニット（１４）と前記少なくとも１つの第２の電子デバイス（１）との間で伝送するように動作可能である、請求項１１または１２に記載のハイブリッドイーサネット電力システム（９０）。

【請求項14】

前記少なくとも１つの分割ユニット（１４）のうちの１つが、前記第１の出力接続要素（１５）においてフィールド終端ユニット（２２）により終端されている最後の分割ユニットである、請求項１１から１３のいずれか一項に記載のハイブリッドイーサネット電力システム（９０）。

【請求項15】

前記少なくとも１つの分割ユニット（１４）は成形接続ユニットとして形成され、前記少なくとも１つの分割ユニット（１４）の前記入力接続要素（１１）、前記第１の出力接続要素（１５）、および前記少なくとも１つの第２の出力接続要素（１３）は、ケーブル（８、１０）に取り付けられた相手側コネクタ要素に接続されている、請求項１１から１４のいずれか一項に記載のハイブリッドイーサネット電力システム（９０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力およびデータを伝送するシングルペアイーサネット（ＳＰＥ）ハイブリッドラインのための分割ユニット（ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｕｎｉｔ）、ならびにハイブリッドイーサネット電力システムに関する。

【背景技術】

【0002】

シングルペアイーサネットは、制御レベルから電源を含むフィールドレベルまでの連続したインターネットプロトコルベースの通信を可能にし、コストを削減し、設置を簡単にすることを意図している。単一のツイストワイヤペアのみを有する銅ケーブル上でイーサネット接続を確立するために使用可能な、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）８０２．３ｂｐ－２０１６（１０００Ｂａｓｅ－Ｔ１）、ＩＥＥＥ８０２．３ｂｗ－２０１５（１００Ｂａｓｅ－Ｔ１）、およびＩＥＥＥ８０２．３ｃｇ－２０１９（１０Ｂａｓｅ－Ｔ１）などの異なる規格がある。これらの規格は、１０Ｍｂｉｔ／ｓ～１００Ｍｂｉｔ／ｓ超、最高１０００Ｍｂｉｔ／ｓの異なる速度を定義する。ブリッジできる最大距離は、１５ｍ、４０ｍ、および１０００ｍの間で変化する。

【0003】

単一のワイヤペアのみを全二重信号の伝送に使用できるため、信号はワイヤペアにおいて両方向に同時に伝送される。信号は、ケーブルを反対方向に流れて重なる。

【0004】

ＬＡＮ配線用のパワーオーバイーサネットと同様に、シングルペアイーサネットにより、動作に必要な電気エネルギーを、銅ケーブルを介してデバイスに供給することも可能である。最大５０Ｗの電力を外部デバイスに供給できるパワーオーバデータライン（ＰｏＤＬ）、規格ＩＥＥＥ８０２．３ｂｕ－２０１６が、このために作成された。これは、エネルギー供給に関与する給電装置（ＰＳＥ、ｐｏｗｅｒ ｓｏｕｒｃｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）と、供給された電力を使用する受電デバイス（ＰＤ、ｐｏｗｅｒｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）との間で異なる。

【0005】

ハイブリッドイーサネットシステムでは、電力およびデータ信号が、主線である幹線ケーブルにおいてネットワークに供給される。この幹線ケーブルからスパーケーブル（分岐ケーブル、ｓｐｕｒ ｃａｂｌｅ）が分岐され、このスパーケーブルは、デバイスを主線に、および最終的にネットワークに接続する。これにより、高いデータ伝送速度を有する長いスパーケーブル長さに到達することを目標とする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、本発明の目的は、ツリー構造のイーサネットシステムを作成し、長いケーブル長さにわたって高いデータ伝送速度を可能にし、同時に、信号に外乱を加えることがなく、高い電力密度を可能にする分割ユニットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この課題は、独立請求項の主題によって解決される。本開示の有利な例は、従属請求項の主題である。

【0008】

本開示は、１つの構成要素である分割ユニットが、アクティブユニット（ａｃｔｉｖｅ ｕｎｉｔ）を備え、したがって、デバイスへのデータおよび電力の伝送と、必要なケーブル厚さおよびケーブル長さの柔軟な調節とを可能にするという考えに基づく。

【0009】

特に、シングルペアイーサネット（ＳＰＥ）ハイブリッドラインのための分割ユニットは、入力接続要素と、第１の出力接続要素と、少なくとも１つの第２の出力接続要素とを有する。入力接続要素、第１の出力接続要素、および少なくとも１つの第２の出力接続要素は、電力およびデータを伝送するように構成されている。さらに、分割ユニットは、電力およびデータを少なくとも１つの第２の出力接続要素に供給するように動作可能な少なくとも１つのアクティブユニットを備える。少なくとも１つの分割ユニットは、入力接続要素と出力接続要素のうちの少なくとも１つとに接続されているＰＳＥを備える。ＰＳＥは、電力線からデータ線上に電力を引き出す（電力線からデータ線に電力を供給する、ｔａｐｓ ｐｏｗｅｒ ｆｒｏｍ ａ ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ ｏｎｔｏ ａ ｄａｔａ ｌｉｎｅ）。ＰＳＥをＳＰＥ技術と組み合わせることにより、１対の銅ワイヤ上で電力およびデータを伝送することが可能になる。したがって、デバイスへの追加の電力ケーブルが不要であるため、コストが削減され、幹線ケーブルと比較してスパーケーブルの直径を小さくすることができる。ＰｏＤＬケーブルの供給電圧は、６Ｖ～６０ＶＤＣであり、電流は１００ｍＡ～１．５７９Ａである。ＩＥＥＥ８０２．３ｂｕまたはＩＥＥＥ８０２．３ｃｇに従ってＰＤで使用可能な最大電力は、それぞれ５０Ｗまたは５２Ｗである。したがって、分割ユニットにＰＳＥを含めることによって、ネットワークにおける高い電力密度が実現される。

【0010】

本開示によれば、分割ユニットの少なくとも１つのアクティブユニットは、少なくとも１つのＳＰＥ切替ユニットを有し、このＳＰＥ切替ユニットは、入力接続要素と出力接続要素のうちの少なくとも１つとに接続され、出力接続要素のうちの少なくとも１つにデータを割り当てる。ＳＰＥ切替ユニットは、少なくとも１つの集積回路を含むことが好ましい。集積回路は、シリコンなどの半導体材料から作製されることが好ましい。さらに、集積回路は、純粋なデジタルシステムと物理媒体との間の伝送を可能にする少なくとも１つのＳＰＥトランシーバ（物理層（ＰＨＹ）チップ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ （ＰＨＹ） ｃｈｉｐ））と、１つのイーサネットスイッチとを例示的に含み、両方が１つの集積回路に実装されている。しかしながら、少なくとも１つのＳＰＥトランシーバとイーサネットスイッチとを２つの異なる集積回路に実装してもよいことが明らかである。集積回路は、分割ユニットを通って分割ユニットから伝送可能な伝送速度を向上させ、同時に、サイズが非常に小さく、電力消費量が非常に低いことが好ましい。ＳＰＥ切替ユニットを分割ユニットに統合することは、入力信号が２つの出力信号に分割されるが、幹線ケーブルの信号外乱は制限されたままであって増加しないという利点を有する。したがって、１０ｃｍよりも長いスパーケーブル長さが実現可能である。

【0011】

本開示の有利なさらなる発展によれば、少なくとも１つのアクティブユニットは、入力接続要素に設けられたデータ線を分割し、分割された線の間で切替えを行う。データ線の分割により、ネットワークにおいて複数のデバイスおよび分割ユニットを接続することが可能になり、それにより、デバイスは、細いスパーケーブルを介して分割ユニットに接続される。分割ユニットは、データをデバイスに選択的に供給して、ネットワークの伝送速度を高く維持する。同時に、すべてのケーブル分岐線におけるデバイスの部品の複雑さおよび数を低減させることができ、リング構造を維持することができる。

【0012】

本開示の有利なさらなる発展によれば、少なくとも１つのアクティブユニットは、分割ユニットの少なくとも１つの第２の出力接続要素に接続された電子デバイスに電力を出力する。分割ユニットは、専用の電力線を介して電力を供給することができ、またはデータ線を介して（ＰｏＤＬ方式を適用することにより）電力を供給することができる。加えて、第２の出力接続部は、１本の追加の電力線を用いて、または用いることなく、１つのデバイスへの（ＰｏＤＬによる）１本のデータおよび電力線を設けることもできる。追加の電力線は、例えば、最高６００ＶＤＣの電圧と最高１６Ａの電流を供給することができる。様々な電力供給の選択肢により、分割ユニットは、非常に柔軟性があり、異なる適用における異なるデバイスに電力を供給することができる。

【0013】

本開示の有利なさらなる発展によれば、少なくとも１つのアクティブユニットは、データ線の信号をリフレッシュ（ｒｅｆｒｅｓｈ）する。信号のリフレッシュにより、ケーブル長さが増加し、その長さで、好ましくは１０Ｍｂｉｔ／ｓ～１Ｇｂｉｔ／ｓの伝送速度を維持することができ、同時に、すべてのケーブル分岐線に必要な接続部のサイズおよび量が低減する。

【0014】

本開示の有利なさらなる発展によれば、分割ユニットは成形接続ユニットとして形成され、入力接続要素、第１の出力接続要素、および少なくとも１つの第２の出力接続要素は、オーバモールドコネクタ要素として設けられている。このタイプの分割ユニットは、特に小型でシステムに組み込みやすいため、様々なタイプのネットワークアプリケーションに適用可能である。

【0015】

本開示の有利なさらなる発展によれば、分割ユニットの入力接続要素、第１の出力接続要素、または少なくとも１つの第２の出力接続要素の差込口（ｏｕｔｌｅｔｓ）のうちの少なくとも１つを、はんだ接続および／または圧着接続および／または圧接接続および／またはねじ接続および／または貫通接続（ｐｉｅｒｅｃｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ））および／またはポークイン接続（ｐｏｋｅ－ｉｎ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）によって、ケーブルまたはワイヤに取り付けることができる。分割ユニットの入力接続要素、第１の出力接続要素、または少なくとも１つの第２の出力接続要素の差込口のうちの少なくとも１つを、ねじ接続および／またはラッチ接続および／またはプッシュプル接続（ｐｕｓｈ－ｐｕｌｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）および／またはプラグイン接続によって、分離可能なコネクタに取り付けることができると有利である。

【0016】

本開示の有利なさらなる発展によれば、分割ユニットはＴ字形接続ユニットとして形成されている。Ｔ字形接続ユニットは、省コストで製造することができ、それでも様々なシステムに組み込むことのできる小型の形態を提供する。

【0017】

本開示の有利なさらなる発展によれば、分割ユニットは傾斜した接続ユニットとして形成されている。傾斜した接続ユニットは、空間節約型の分割ユニットを提供し、複数の接続ユニットを互いに接続することを可能にする。分割ユニットは９０°に傾斜していることが好ましい。

【0018】

本開示はさらに、少なくとも１つの第１の電子デバイスと、少なくとも１つの第２の電子デバイスと、本開示による少なくとも１つの分割ユニットとを有するシングルペアイーサネットネットワークのためのハイブリッドイーサネット電力システムに関する。少なくとも１つの第１の電子デバイスは、少なくとも１つの分割ユニットの入力接続要素に接続され、少なくとも１つの第２の電子デバイスは、少なくとも１つの分割ユニットの少なくとも１つの第２の出力接続要素に接続されている。このようなイーサネットシステムは、電力およびデータが２つ以上のデバイス間で伝送される様々な状況に容易に適用可能である。システムは、適用に応じて、マルチドロップトポロジまたはポイントツーポイント（Ｐ２Ｐ）トポロジとして動作することができる。

【0019】

本開示の有利な例によれば、システムは、データおよび電力を少なくとも１つの第１の電子デバイスと少なくとも１つの分割ユニットとの間で伝送する。システムが、データおよび電力を少なくとも１つの分割ユニットと少なくとも１つの第２の電子デバイスとの間で伝送することが有利である。

【0020】

本開示の有利な例によれば、少なくとも１つの分割ユニットのうちの１つが、第１の出力接続要素においてフィールド終端ユニットにより終端されて、信号反射により生じる伝送エラーを低減させる、最後の分割ユニットである。

【0021】

本開示の有利な例によれば、少なくとも１つの分割ユニットは成形接続ユニットとして形成され、少なくとも１つの分割ユニットの入力接続要素、第１の出力接続要素、および少なくとも１つの第２の出力接続要素は、ケーブルに取り付けられた相手側コネクタ要素に接続されている。

【0022】

本開示をよりよく理解するために、以下の図面に示す例を使用して、本開示をより詳細に説明する。ここでは、同一の部分は、同一の参照数字および同一の部品名で示される。さらに、図示し説明する様々な例のいくつかの特徴または特徴の組合せは、独立した解決策、本発明の解決策、または本開示による解決策も表すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】分割ユニットを有するイーサネットシステムの概要を示す図である。

【図2】本開示による分割ユニットを有するイーサネットシステムの有利な例を示す図である。

【図3】本開示による分割ユニットの有利な例の回路図である。

【図4】本開示による分割ユニットを有するイーサネットシステムのさらなる有利な例を示す図である。

【図5】本開示による分割ユニットを有するイーサネットシステムのさらなる有利な例を示す図である。

【図6】本開示による分割ユニットを有するイーサネットシステムのさらなる有利な例を示す図である。

【図7】本開示による分割ユニットの第１の構成の有利な例の回路図である。

【図8】本開示による分割ユニットのさらなる構成の有利な例の回路図である。

【図9】本開示による分割ユニットを有するイーサネットシステムのさらなる有利な例を示す図である。

【図10】本開示による分割ユニットの有利な例の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下で、図面を参照しながら、本開示についてより詳細に説明する。図１は、イーサネットシステムおよび分割ユニットの全体的な第１の例の概要を示す。

【0025】

図１は、本開示によるイーサネットシステムおよびその構成要素のトポロジの全般的な理解をもたらす。イーサネットシステム９０は、３つの分割ユニット１４と、１つの第１の電子デバイス９と、２つの第２の電子デバイス１とを例示的に備える。しかしながら、システム９０はこの構成に限定されない。任意の数の分割ユニット１４および電子デバイス９、１が実現可能である。各分割ユニット１４は、入力接続要素１１と、第１の出力接続要素１５と、１つの第２の出力接続要素１３とを備える。分割ユニットの差込口の数は変化してもよく、４つ以上であってもよい。また、１つのネットワークにおける複数の分割ユニットの差込口の数は、接続される必要なデバイスに応じて変化してもよい。提示される分割ユニット１４は、ケーブル構造体に追加の分岐線を加えるための容易な解決策を提供する。

【0026】

さらに、分割ユニットを、オーバモールド接続ユニット（図示せず）として形成してもよい。入力接続要素、第１の出力接続要素、および少なくとも１つの第２の出力接続要素は、このオーバモールドコネクタのインターフェース要素であり、分割ユニットは、ケーブル８、１０またはワイヤに容易に接続可能な小型の一部品として形成されるようになっている。分割ユニット１４をケーブル８、１０に接続するために、コネクタ要素は、ケーブル８、１０に取り付けられた相手側コネクタ要素（図示せず）に嵌合する。

【0027】

入力接続要素１１、第１の出力接続要素１５、および第２の出力接続要素１３の差込口は、コネクタ１２を介してケーブルに取り付けられている。コネクタ１２を、ねじ接続、ラッチ接続、プッシュプル接続、および／またはプラグイン接続によって固定することができる。しかしながら、コネクタ１２を差込口１１、１３、１５に取り付ける必要はなく、差込口１１、１３、１５を、はんだ接続、圧着接続、圧接接続、ねじ接続、貫通接続、および／またはポークイン接続により、ケーブル８、１０またはワイヤに直接取り付けることも可能である。さらに、分割ユニット１４の３つの差込口１１、１３、１５を同じ方法で接続する必要はない。分割ユニット１４の各差込口を異なる方法で接続することができる。これにより、コネクタ１２を用いる、またはコネクタ１２を用いない分割ユニット１４の接続部は、現場および非現場で設置可能であり、したがって多くの用途に適用可能である。

【0028】

コネクタの相手側インターフェース（図示せず）は、当然、それぞれの差込口１１、１３、１５に伝送される信号に常に依存する。伝送される線（データおよび／または電力）の数に応じて、コネクタ１２は、異なる数のピンを含むことができる。様々な実施形態の対応するピンの数については、以下でさらに詳細に説明する。

【0029】

図示の分割ユニット１４は、示されたＴ字形に限定されず、複数の接続した複数の分割ユニットを互いに直接積み重ねることができる、傾斜した形状であってもよい。これを使用して、スパーケーブルのさらなる分岐線をネットワークシステムに追加することができる。さらに、分割ユニットは、Ｙ字形に形成されても、任意の他の既知の接続形状に形成されてもよい。

【0030】

図１の第１の分割ユニット１４（左側）は、幹線ケーブル８を介して第１の電子デバイス９および第２の分割ユニット１４に接続されている。幹線ケーブル８は、イーサネットネットワークの主線を示し、図示の３つの分割ユニット１４と第１の電子デバイス９とを接続する。第２の出力接続要素１３において、分割ユニット１４は、スパーケーブル１０を介して第２の電子デバイス１に接続されている。スパーケーブル１０は、幹線ケーブルの分岐線を示し、外部デバイスに向けられる。幹線ケーブル８は、電力線１６およびデータ線１８を３つの分割ユニット１４に沿って導く。

【0031】

第１の入力接続要素１１、第１の出力接続要素１５、および第２の出力接続要素１３は、電力およびデータを伝送する。分割ユニットは、様々なモードで動作することができる。分割ユニットは、第２の出力接続要素１３において、（ＰｏＤＬによる）単一の線におけるデータおよび電力を、スパーケーブル１０を介して第２の電子デバイス１に供給するか、スパーケーブルが第２の出力接続要素１３に接続されていないか、または、（ＰｏＤＬによる）単一の線におけるデータおよび電力に加えて、１本の追加の電力線が第２の電子デバイス１に渡される。

【0032】

さらに、少なくとも電力が、分割ユニット１４のアクティブユニット７によって第２の出力接続要素１３に割り当てられる。分割ユニット１４は、少なくとも１つのアクティブユニット７を含む。アクティブユニット７のタイプおよび位置に応じて、分割ユニット１４は異なる機能を果たすことができる。

【0033】

第１の電子デバイス９は、電力をネットワークに供給し、第２の電子デバイス１は、ネットワークによって電力供給される。さらに、両方の電子デバイス９、１は、データを伝送して処理するための集積回路も含む。供給される電力は、例示的に、最高６００ＶＤＣの電圧と最高１６Ａの電流とを有する。したがって、分割ユニットおよびネットワークシステムは、ロボットまたは機械などの工業用途に適用可能である。しかしながら、様々な用途の必要に応じて異なる電圧値および電流値も実現可能である。

【0034】

第１の電子デバイス９および第２の電子デバイス１は、コネクタ１２を介して幹線ケーブル８およびスパーケーブル１０にそれぞれ接続されている。あるいは、第１の電子デバイス９および第２の電子デバイス１を、前述した方法のうちの１つにより、ケーブルまたはワイヤに直接接続してもよい。

【0035】

前述したシステムおよび構成要素の構成は、当然、本開示の以下の例にも有効である。

【0036】

マルチドロップトポロジのネットワークを有する本開示の第１の例が、図２に概略的に示されている。以下の図面は、その有利な例である。

【0037】

ＩＥＥＥ規格８０２．３ｃｇは、短い範囲の変形例１０ＢＡＳＥ－Ｔ１Ｓと長い範囲の変形例１０ＢＡＳＥ－Ｔ１Ｌとの２つの変形例について定義された。この規格は、最高１０Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度を定義する。１０ＢＡＳＥ－Ｔ１Ｓの場合、幹線ケーブル長さは、最大２５ｍと定義され、スパーケーブル長さは最大１０ｃｍと定義される。１０ＢＡＳＥ－Ｔ１Ｌの場合、ポイントツーポイントケーブル長さは、最大１０００ｍと定義される。

【0038】

さらに、短い範囲の変形例１０ＢＡＳＥ－Ｔ１Ｓは、マルチドロップトポロジを使用する。この変形例の場合に実現可能なスパーケーブル長さを増加させるために、本発明による分割ユニットをこのようなトポロジに含めることができる。

【0039】

この例において、第１の電子デバイス１０９は、電力を供給するための外部（非ＰｏＤＬ）ＰＳＥ１０２と、例示的にＰＨＹとして選択される、データを処理するための集積回路１０６ａとを含む。分割ユニット１１４の入力接続要素１１１および第１の出力接続要素１１５に沿って進む幹線ケーブル１０８は、電力線１１６とデータ線１１８とを含む。

【0040】

分割ユニット１１４は、ＰＳＥ１０３である１つのアクティブユニット１０７を備える。ＰＳＥ１０３は、入力接続要素１１１および第２の出力接続要素１１３に接続されている。分割ユニット１１４は、データ線および電力線を分割し、一方の分岐線が、第１の出力接続要素１１５を通って第２の分割ユニット１１４まで進み、他方の分岐線が、第２の出力接続要素１１３を通って第２の電子デバイス１０１まで進む。

【0041】

分割ユニット１１４の一部であるＰＳＥ１０３は、第２の出力接続要素１１３を通り、かつ幹線ケーブル１０８に沿って進まないデータ線の分岐線においてのみ、電力線１１６からデータ線１１８上に電力を供給する。このようにして、スパーケーブル１１０と比較して幹線ケーブル１０８のケーブル長さを長くすることができる。本実施形態において、１つのＰＳＥを含む１つのアクティブユニットが示されているが、複数のアクティブユニット、したがって複数のＰＳＥが分割ユニットの一部であってもよいことが明らかである。

【0042】

電力がデータ線に引き出されると、第２の電子デバイス１０１は、第２の出力接続要素１１３において、１本の線のみを介して分割ユニット１１４に接続される。この線１２０は、（ＰｏＤＬによる）データおよび電力線であり、第２の電子デバイス１０１の集積回路１０６ａにデータおよび電力を供給することができる。この集積回路１０６ａはＰＨＹであってよい。さらに、ＰｏＤＬケーブル１２０は、第２の電子デバイス１０１の対応する電力要素１０５のための電力も供給する。ＰｏＤＬ技術により、１本のツイストケーブルペアのみを介して電子デバイス１０１に電力およびデータを供給することができる。したがって、スパーケーブル１１０は、幹線ケーブル１０８よりも小さい直径を有することができる。

【0043】

第１の出力接続要素１１５において、分割ユニット１１４は、幹線ケーブル１０８を介して別のさらなる分割ユニット１１４（中央）に例示的に接続されている。これらの分割ユニット１１４間で、データおよび電力が伝送される。第１の例で提示された分割ユニット１１４によれば、例示的な幹線ケーブル長さｂ_１は、例示的な伝送速度１０Ｍｂｉｔ／ｓで最大２５ｍであってよい。この構成により、大きいネットワークであっても部品数を減らすことができる。データ信号は、分割ユニットによってリフレッシュされず、この構成により到達できる実現可能なスパーケーブル長さｄ_１が例示的に１０ｃｍであるようになっている。幹線ケーブルおよびスパーケーブルの到達するケーブル長さおよび伝送速度は、ＩＥＥＥ８０２．３ｃｇ規格１０ＢＡＳＥ－Ｔ１Ｓの要件に対応する。

【0044】

図２に見られるように、左側の第１の分割ユニットと同じアクティブユニットの部品を有して例示的に示す第２の分割ユニット１１４（中央）は、第２の出力接続要素１１３において第２の電子デバイス１０１に接続されていない。この場合にも、アクティブユニット１０７は、電力線からデータ線上に電力を引き出す。しかしながら、第２の出力接続要素１１３に設けられたＰｏＤＬ１２０は、さらに使用されることはない。幹線ケーブルのデータ線および電力線は、単に分割ユニット１１４を通る。

【0045】

第３の分割ユニット１１４（図２の右側）は、イーサネットシステム１００の最後の分割ユニットとして例示的に示されている。しかしながら、４つ以上の分割ユニットをシステム１００に組み込んでもよいことが明らかである。第３の分割ユニット１１４も、スパーケーブルを介して第２の電子デバイス１０１に接続されている。この分割ユニットは、第１の分割ユニットおよび第２の分割ユニットと同じ機構を例示的に含む。しかしながら、ここでは、第２の電子デバイス１０１は、（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線１２０を介して接続されているだけでなく、さらに１本の電力線１１６を介して接続されている。この電力線１１６は、幹線ケーブル１０８の主電力線１１６の分岐線である。この追加の電力線１１６により、電子デバイス１０１のさらなるＰＤ部品１０４に電力を供給することができる。したがって、分割ユニット１１４は、ＰｏＤＬ技術の規格である１つのノードに電力を供給するだけでなく、第２の出力接続要素１１３に別個の電力線をさらに設けるときに、複数のノードにも電力を供給するため、有利である。

【0046】

図２は、分割ユニット１１４の様々なモードを示す。電力およびデータを、（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線に分配することができ、または、組み合わせた電力およびデータ線の他に、追加の電力線を設け、または、分割ユニットのみが、ノードに接続することなく信号をリフレッシュする。

【0047】

分割ユニット１１４の差込口１１１、１１３、１１５に供給される信号に応じて、コネクタ１１２は異なる数のピンを含む。この図では、例示的に、データおよび電力が別個の線を介して伝送される、差込口１１１、１１５に取り付けられたコネクタ１１２は、４本のピンを含む。２本のピンはデータ伝送用、２本のピンは電力伝送用であり、（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線のみがスパーケーブル１１０に沿って設けられているか、またはさらに１本の追加の電力線が設けられているかに応じて、差込口１１３に取り付けられたコネクタ１１２は異なる数のピンを含む。後者の場合、コネクタ１１２は４本のピンを含み、これは４本のワイヤがスパーケーブル１１０に沿って進むことを意味し、そうでない場合には、コネクタ１１２は２本のピンのみを含んで、２本のワイヤがスパーケーブル１１０に沿って進むようになっている。

【0048】

図示のように、ＰｏＤＬ技術は、外部デバイス１０１をネットワークに接続するスパーケーブル１１０のみに使用され、幹線ケーブル１０８には使用されない。これにより、より長い幹線ケーブルに沿ってより多くの電力を伝送することができ、分割ユニット１１４の様々なモードを接続されたアプリケーションに適応させる能力を確立する。電力線からデータ線上に電力を引き出さないこと、したがって第２の電子デバイス１０１をＰｏＤＬにより接続するのではなく、別個の電力およびデータ線（図示せず）により接続することも可能である。分割ユニット１１４の接続モードに応じて、分割された線は、デバイス１０１に接続されるか、または単に第２の出力接続要素１１３で終端される。

【0049】

第２の電子デバイス１０１が分割ユニット１１４に接続されないときはいつでも、最後の分割ユニットで信号がフィールド終端ユニット１２２により終端されるまで、信号は単に幹線を通って送られる。この終端ユニットは任意のタイプのものであってよく、ここでは、１００オームのデータ線および０．１μＦの電力線を終端するものとして例示的に選択されている。

【0050】

図３に、ＰＳＥ１０３を有する分割ユニット１１４の例示的な回路設計が示されている。この例示的な回路図は、電力１１６とデータ１１８とが別個の線を介して供給される１つの入力接続要素１１１および第１の出力接続要素１１５と、１本の線であるＰｏＤＬ１２０を介して電力およびデータが供給される第２の出力接続要素１１３とを有する分割ユニット１１４に対応する。

【0051】

第１の入力接続要素１１１から第１の出力接続要素１１５へ進む電力線が引き出され、第２の出力接続要素１１３につながる分岐された電力線は、１ポートＰＳＥコントローラ１３８を通ることができる。このコントローラは、データ線１１８への電力線１１６の投入を制御するように動作可能である。したがって、分割ユニットは、第２の出力接続要素１１３に（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線のみを設ける。

【0052】

データ線１１８は、入力接続要素１１１を通って幹線ケーブルに沿って第１の出力接続要素１１５まで進む。分割ユニット１１４のある点で、このデータ線は引き出され、データ線の分岐線が第２の出力接続要素１１３まで進む。データ線が分割ユニット１１４から出る前に、分岐された電力線は、ＰＳＥコントローラ１３８によってデータ線上に引き出される（ｔａｐｐｅｄ）。

【0053】

さらに、分割ユニット１１４は、電源ユニット（ＰＳＵ）１３４によって電力が供給されるホスト中央処理装置（ＣＰＵ）１３２も含む。電源ユニット１３４は、電力線１１６の電力を、分割ユニット１１４の部品用のより低い電力に変換する。変換されたより低い電力は、ＰＳＥコントローラ１３８にも供給される。ホストＣＰＵ１３２は、管理データ入力／出力（ＭＤＩＯ）１４３のインターフェースを介してＰＳＥコントローラ１３８に双方向に接続されて、ＰＳＥコントローラ１３８の制御および状態を読み書きする。ＭＤＩＯは、ＩＥＥＥ８０２．３規格のイーサネットファミリについて定義されたシリアルバスである。

【0054】

図４に、ポイントツーポイント（Ｐ２Ｐ）トポロジのネットワークを有する本開示の別のさらなる有利な例が、概略的に示されている。

【0055】

この例では、第１の電子デバイス２０９が、電力を供給するための外部（非ＰｏＤＬ）ＰＳＥ２０２と、ＰＨＹとして例示的に選択された、データを処理するための集積回路２０６ａとを含む。分割ユニット２１４の入力接続要素２１１および第１の出力接続要素２１５に沿って進む幹線ケーブル２０８は、電力線２１６とデータ線２１８とを含む。

【0056】

分割ユニット２１４は、電力線を分割し、一方の分岐線が、第１の出力接続要素２１５を通って第２の分割ユニット２１４まで進み、他方の分岐線が、第２の出力接続要素２１３を通って第２の電子デバイス２０１まで進む。入力接続要素２１１を通って受けられるデータ線２１８は、アクティブユニット２０７に、次いで第２の出力接続要素２１３に導かれる。

【0057】

第２の出力接続要素２１３を通る分岐線において、分割ユニット２１４は、ＰＳＥ２０３であるアクティブユニット２０７を備える。ＰＳＥ２０３は、入力接続要素２１１および第２の出力接続要素２１３に接続されている。ＰＳＥ２０３は、分岐された電力線からデータ線上に電力を供給し、したがって、分割ユニット２１４は、（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線２２０を第２の出力接続要素２１３に設ける。この線２２０は、スパーケーブル２１０を通って第２の電子デバイス２０１まで進む。この第２の電子デバイスにおいて、第１の集積回路２０６ａがデータを処理し、ＰＤ２０５に電力が供給される。加えて、第２の電子デバイス２０１は、スパーケーブル２１０に沿って分割ユニット２１４の第２の出力接続要素２１３まで進むデータ線２１８を介してネットワークに接続されている第２の集積回路２０６ａを含む。２つの集積回路によって得られるデータが交換され、リフレッシュされる。

【0058】

このデータ線２１８は、分割ユニット２１４の第１の出力接続要素２１５を通って、電力線２１６に隣接する幹線ケーブル２０８に沿って進む。図示の例では、幹線ケーブル２０８は、これらの線をさらなる幹線ケーブルに接続するインラインコネクタ２１７によって接続されている。

【0059】

図示の第２の分割ユニット２１４は、左側の第１の分割ユニット２１４と同じ部品を含む。しかしながら、この分割ユニット２１４は、その第２の出力接続要素２１３において異なるタイプの第２の電子デバイス２０１に接続されている。分割ユニット２１４と第２の電子デバイス２０１とを接続するスパーケーブル２１０は、（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線２２０、１本の電力線２１６、ならびに１本のデータ線２１８を含む。（ＰｏＤＬによる）電力およびデータ線２２０は、第２の電子デバイス２０１に電力およびデータを供給し、第２の集積回路８０６ａは、データ線２１８のみを介してネットワークに接続される。（ＰｏＤＬによる）電力およびデータ線２２０の他に、追加の電力線２１６が、デバイス２０１のさらなる部品２０４に電力供給することができ、したがって、１つの分割ユニット２１４を介して複数のノードに電力供給することもできる。

【0060】

この図では、例示的に、分割ユニット２１４（図４の左側の分割ユニットおよび右側の分割ユニット）の差込口２１１、２１５に取り付けられたコネクタ２１２は、例示的に４本のピンを含む。２本のピンはデータ伝送用に設けられ、２本のピンは電力伝送用に設けられている。差込口２１３に取り付けられたコネクタ２１２は、図の右側の分割ユニットと比較して、図の左側に示す分割ユニットについて異なる数のピンを含む。図４の左側の分割ユニットの差込口２１３のコネクタ２１２は、４本のピンを含む。言い換えると、４本のワイヤがスパーケーブル２１０に沿って進む。しかしながら、右側の分割ユニットの差込口２１３のコネクタ２１２は、（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線２２０ならびに追加の電力線２１６の他に、追加のデータ線２１８もスパーケーブル２１０に沿って引かれるため、６本のピンを含む。

【0061】

ネットワークを介してデータを送受信する２つの第２の電子デバイス２０１間の、スパーケーブルおよび幹線ケーブルを含む例示的なケーブル長さａ_２は、例示的な伝送速度１Ｇｂｉｔ／ｓで４０ｍである。

【0062】

マルチドロップまたはＰ２Ｐトポロジでネットワークを構成する選択は、その適用が支持することができ、かつ支持すべきである長さおよび速度のみに依存する。

【0063】

本実施形態についての回路図はここでは省略するが、この構成は、図３において差込口１１３を通って差込口１１５まで進む１本のデータ線を追加することによって、図３に示す例から明確に推測することができる。

【0064】

図５に、Ｐ２Ｐトポロジのネットワークを有する本開示の別のさらなる有利な例が、概略的に示されている。

【0065】

この例では、第１の電子デバイス３０９が、電力を供給するための外部（非ＰｏＤＬ）ＰＳＥ３０２と、ＰＨＹとして例示的に選択された、データを処理するための集積回路３０６ａとを含む。分割ユニット３１４の入力接続要素３１１および第１の出力接続要素３１５に沿って進む幹線ケーブル３０８は、電力線３１６とデータ線３１８とを含む。

【0066】

分割ユニット３１４は、電力線を分割し、一方の分岐線が、第１の出力接続要素３１５を通って第２の分割ユニット３１４まで進み、他方の分岐線が、第２の出力接続要素３１３を通って第２の電子デバイス３０１まで進む。入力接続要素３１１を通って受けられるデータ線３１８は、アクティブユニット３０７に、次いで第２の出力接続要素３１３に導かれる。

【0067】

第２の出力接続要素３１３を通る分岐線において、分割ユニット３１４は、ＰＳＥ３０３であるアクティブユニット３０７を備える。ＰＳＥ３０３は、入力接続要素３１１および出力接続要素３１３、３１５に接続されている。ＰＳＥ３０３は、分岐された電力線からデータ線上に電力を供給し、したがって、分割ユニット３１４は、（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線３２０を第２の出力接続要素３１３に設ける。この（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線３２０は、スパーケーブル３１０を通って第２の電子デバイス３０１まで進む。この第２の電子デバイスにおいて、第１の集積回路３０６ａがデータを処理し、第１のＰＤ３０５に電力が供給される。加えて、第２の電子デバイス３０１は、第２の集積回路３０６ａおよび第２のＰＤ３０５も含む。これらの部品は、（ＰｏＤＬによる）第２の電力およびデータ線３２０により、スパーケーブル３１０を介して分割ユニット３１４の第２の出力接続要素３１３に接続される。（ＰｏＤＬによる）第２の電力およびデータ線３２０は、アクティブユニットを通り、次いで第１の出力接続要素３１５を通って幹線ケーブル３０８まで進む。

【0068】

第２の電子デバイス３０１において集積回路３０６ａにより受信されるデータ信号は、交換されネットワークに送られる。図に見られるように、幹線ケーブル３０８に沿って進む電力線とデータと線は、別個の線である。分割ユニットは、スパーケーブル３１０を介して外部デバイスを接続するための（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線のみを設ける。加えて、先の例と同様に、分割ユニット３１４は、さらなるノードを接続するための１つの別個の電力線３１６を、第２の出力接続要素３１３に設けることもできる。

【0069】

この図では、例示的に、分割ユニット３１４（図５の左側の分割ユニットおよび右側の分割ユニット）の差込口３１１、３１５に取り付けられたコネクタ３１２は、４本のピンを含む。差込口３１３に取り付けられたコネクタ３１２は、図の右側の分割ユニットと比較して、図の左側に示す分割ユニットについて異なる数のピンを含む。左側の分割ユニットの差込口３１３のコネクタ３１２は、４本のピンを含み、これは４本のワイヤがスパーケーブル３１０に沿って進むことを意味する。しかしながら、右側の分割ユニットの差込口３１３のコネクタ３１２は、（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線３２０ならびに追加の電力線３１６の他に、（ＰｏＤＬによる）さらなる電力およびデータ線３２０もスパーケーブル３１０に沿って引かれるため、６本のピンを含む。

【0070】

ネットワークを介してデータを送受信する２つの第２の電子デバイス３０１間の、スパーケーブルおよび幹線ケーブルを含む例示的なケーブル長さａ_３は、例示的な伝送速度１Ｇｂｉｔ／ｓで４０ｍである。

【0071】

本実施形態についての回路図はここでは省略するが、この構成は、図３において差込口１１５を通って差込口１１３まで進むデータ線を追加することによって、図３に示す例から明確に推測することができる。このデータ線が差込口１１３で分割ユニットから出る前に、電力線は、ＰｏＤＬコントローラによってこの追加のデータ線に引き出され、図３の例とは対照的に、（ＰｏＤＬによる）第２の電力およびデータ線が差込口１１３に設けられるようになっている。

【0072】

図６に、本開示によるＰ２Ｐ構成のネットワークおよび分割ユニットの別のさらなる有利な例が、概略的に示されている。幹線ケーブル４０８は、電力およびデータを電力線４１６およびデータ線４１８のそれぞれにおいて伝送する。電力は、外部（非ＰｏＤＬ）ＰＳＥ４０２を介して第１の電子デバイス４０９に供給される。データ信号は、第１の電子デバイス４０９の集積回路４０６ａによって供給される。

【0073】

さらに、本開示の有利な例によれば、分割ユニット４１４は、２つのアクティブユニット４０７と、ＳＰＥ切替ユニット４０６と、ＰＳＥ４０３とを備える。ＳＰＥ切替ユニット４０６は、入力接続要素４１１および出力接続要素４１５、４１３に接続されている。ＰＳＥ４０３は、入力接続要素４１１および第２の出力接続要素４１３に接続されている。分割ユニットは、データおよび電力信号を２本のケーブル、すなわち幹線ケーブルにおいて水平方向に延びる１本のケーブルと、スパーケーブルにおいて垂直方向に延びる１本のケーブルとに分割する。分割された分岐線は、スパーケーブル４１０を介して第２の電子デバイス４０１に接続されている。さらに、ＳＰＥ切替ユニット４０６は、２つの分割されたデータ線の間で切替えを行うことができ、したがって、データを出力接続要素４１３、４１５間で割り当てる。第２の電子デバイスは、データを処理するための集積回路４０６ａと、供給される電力によって電力供給される１つのＰＤ４０５とを含む。

【0074】

幹線ケーブル４０８に沿って分割ユニット４１４を通って進む電力信号も、スパーケーブル４１０に沿って電力を送ることができるように分岐される。ＰＳＥ４０３は、分岐された電力線４１６からデータ線４１８上に電力を供給する。

【0075】

電力がデータ線上に引き出されると、第２の電子デバイス４０１は、第２の電子デバイス４０１の集積回路４０６ａにデータを供給することができるＰｏＤＬケーブルを介して、第２の出力接続要素４１３において分割ユニット４１４に接続される。この集積回路４０６ａはＳＰＥトランシーバであってよい。さらに、ＰｏＤＬケーブル４２０は、第２の電子デバイス４０１の対応する電力要素４０５のための電力も供給する。

【0076】

第１の出力接続要素４１５において、分割ユニット４１４は、幹線ケーブル４０８を介して別のさらなる分割ユニット４１４（図６の中央）に例示的に接続されている。これらの分割ユニット４１４間で、データおよび電力が伝送される。第１の分割ユニット４１４を通って進むデータは、ＳＰＥ切替ユニット４０６によってリフレッシュされ、次の分割ユニット４１４に送られる。この機構により、２つのデバイス間の距離を増加させることができ、同時に、高い伝送速度でデータを伝送することができるため、有利である。第１の例で提示された分割ユニット４１４によれば、２つの分割ユニット４１４間または第１の電子デバイス４０９と１つの分割ユニット４１４との間の幹線の距離ａ_４は、例示的な伝送速度１Ｇｂｉｔ／ｓで、例示的に最大４０ｍであってよい。この構成により、大きいネットワークであっても部品数を減らすことができる。加えて、アクティブユニット４０７を組み込むことにより、スパーケーブル４１０の例示的な長さａ_４は、例示的な伝送速度１Ｇｂｉｔ／ｓで最大４０ｍまで増加する。これによっても、大きいケーブル長さにわたるＰｏＤＬ技術の使用が可能になる。幹線ケーブルおよびスパーケーブルの到達するケーブル長さおよび伝送速度は、ＩＥＥＥ８０２．３ｂｐ規格１０００ＢＡＳＥ－Ｔ１の要件に対応する。ＳＰＥ切替ユニットは、ＳＰＥトランシーバまたは相当する部品などの少なくとも１つの集積回路を含むことができる。システムの機能について、異なる分割ユニット４１４のＳＰＥ切替ユニット４０６が同じタイプおよび／または数の部品を含む必要はない。

【0077】

図６に見られるように、左側の第１の分割ユニットと同じアクティブユニットの部品を有して例示的に示す第２の分割ユニット４１４は、第２の出力接続要素４１３において第２の電子デバイス４０１に接続されていない。この場合にも、アクティブユニット４０７は、電力線からデータ線上に電力を引き出す。しかしながら、第２の出力接続要素４１３に設けられた（ＰｏＤＬによる）電力およびデータ線４２０は、さらに使用されることはない。ここでは、主にデータ線４１８のデータ信号がリフレッシュされ、第３の分割ユニット４１４（図６の右側）に伝送される。

【0078】

図６の右側に示す別の構成で、分割ユニット４１４は、第２の出力接続要素４１３において、（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線４２０と１本の追加の電力線４１６とを出力することもできる。この電力線４１６は、幹線ケーブル４０８の主電力線４１６の分岐線である。この追加の電力線４１６により、電子デバイス４０１のさらなるＰＤ部品４０４に電力を供給することができる。したがって、分割ユニット４１４は、ＰｏＤＬ技術の規格である１つのノードに電力を供給するだけでなく、第２の出力接続要素４１３に別個の電力線をさらに設けるときに、複数のノードにも電力を供給するため、有利である。

【0079】

図６は、分割ユニット４１４の様々なモードを示す。電力およびデータを、１本のＰｏＤＬに分配することができ、または、ＰｏＤＬの他に、追加の電力線を設け、または、分割ユニットのみが、ノードに接続することなく信号をリフレッシュする。

【0080】

この図では、例示的に、分割ユニット４１４（３つすべてが図示される）の差込口４１１、４１５に取り付けられたコネクタ４１２は、４本のピンを含む。差込口４１３に取り付けられたコネクタ４１２は、図の右側の分割ユニットと比較して、図の左側に示す分割ユニットについて異なる数のピンを含む。左側の分割ユニットの差込口４１３のコネクタ４１２は、２本のピンを含み、これは２本のワイヤがスパーケーブル４１０に沿って進むことを意味する。右側の分割ユニットの差込口４１３のコネクタ４１２は、（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線４２０の他に、１本の追加の電力線４１６がスパーケーブル４１０に沿って引かれるため、４本のピンを含む。

【0081】

図７に、アクティブユニットを有する分割ユニット４１４の例示的な回路設計が、第１の構成で示されている。この例示的な回路図は、電力４１６とデータ４１８とが別個の線を介して供給される１つの入力接続要素４１１および第１の出力接続要素４１５と、１本の線であるＰｏＤＬ４２０を介して電力およびデータが供給される第２の出力接続要素４１３とを有する分割ユニット４１４に対応する。

【0082】

分割ユニット４１４は、１つのＳＰＥ切替ユニット４０６と１つのＰＳＥ４０３とを含む。第１の入力接続要素４１１から第１の出力接続要素４１５まで進む電力線は引き出され、第２の出力接続要素４１３につながる分岐された電力線は、１ポートＰＳＥコントローラ４３８に供給することができる。このコントローラは、データ線４１８への電力線４１６の投入を制御するように動作可能である。したがって、分割ユニットは、第２の出力接続要素４１３に（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線４２０のみを設ける。

【0083】

以下で、データ線の分割および切替えについて説明する。ＳＰＥ切替ユニット４０６は、１つのイーサネット３ポートスイッチ４３０と、３つのＳＰＥトランシーバ（ＰＨＹ）４３６ａ、４３６ｂ、４３６ｃとを例示的に含む。すべてのＰＨＹ４３６ａ、４３６ｂ、４３６ｃは、媒体独立インターフェース（ＭＩＩ）４４４または低減された媒体独立インターフェース（ＲＭＩＩ）を介して、スイッチ４３０のイーサネットポートのうちの１つに双方向に接続されている。ＰＨＹ４３６ａ、４３６ｃは、入力接続要素４１１から第１の出力接続要素４１５まで進む主データ線に配置されている。ＰＨＹ４３６ｂは、第２の出力接続要素４１３に接続される主線の分岐線に配置されている。スイッチ４３０により、主線の分割が可能になり、分割された線を選択的に切り替えることができる。この例では、１つのＳＰＥ切替ユニットおよび１つのＰＳＥである２つのアクティブユニットが示されているが、３つ以上のアクティブユニット、したがって複数のＰＳＥおよび／または複数のＳＰＥ切替ユニットを分割ユニットに組み入れてもよいことが明らかである。さらに、ＳＰＥトランシーバ４３６ａ、４３６ｂ、４３６ｃは、任意の他のタイプの集積回路であってもよく、ＰＨＹに限定されないことが明らかである。

【0084】

入力接続要素４１１を通って幹線ケーブルに沿って進むデータ線４１８は、変圧器ユニット４４１に接続されている。この変圧器ユニット４４１は、変圧器と、干渉周波数を抑制するコモンモードチョークと、静電放電（ＥＳＤ）などの有害な電圧過渡変化から電子を保護するための過渡電圧サプレッサ（ＴＶＳ）ダイオードとを含む。変圧器ユニット４４１は、媒体依存インターフェース（ＭＤＩ）４４２を介してＰＨＹ４３６ａに接続されている。第１の出力接続要素４１５において、ＰＨＹ４３６ｃも、第１の出力接続要素４１５に接続される前に、ＭＤＩ接続４４２を介して、フィルタ要素を有する変圧器４４０に接続されている。同様に、ＰＨＹ４３６ｂは、フィルタ要素を有する変圧器４４０に接続され、次いで第２の出力接続要素４１３に接続されている。データ線４１８が第２の出力接続要素４１３において分割ユニット４１４から出る前に、電力線４１６がデータ線４１８上に引き出される。

【0085】

さらに、分割ユニット４１４は、ＰＳＵ４３４によって電力が供給されるホストＣＰＵ４３２も含む。電源ユニット４３４は、電力線４１６の電力を、分割ユニット４１４の部品用のより低い電力に変換する。ＣＰＵ４３２の他に、ＰＳＵ４３４は、ＰＨＹ４３６ａ、イーサネットスイッチ４３０、およびＰＳＥコントローラ４３８に接続され、電力４４５をこれらの部品に供給する。ホストＣＰＵ４３２は、ＭＤＩＯ４４３インターフェースを介してＰＨＹ４３６ａ、４３６ｃおよびイーサネットスイッチ４３０に双方向に接続されて、ＰＨＹの制御レジスタおよび状態レジスタを読み書きする。

【0086】

図８にも分割ユニット４１４が示されているが、追加の電力線４１６が第２の出力接続要素４１３に設けられている。この電力線は、ＰＳＥコントローラ４３８を通らず、第２の出力接続要素４１３に直接接続されている。この図は、図６にも示す分割ユニット４１４の有利な例に対応する。

【0087】

図９に、マルチドロップトポロジのネットワークを有する本開示の別のさらなる有利な例が、概略的に示されている。

【0088】

分割ユニット５１４も、２つのアクティブユニット５０７を含むが、異なる構成を有する。見て取れるように、ＳＰＥ切替ユニット５０６が、ＰＳＥ５０３と並列に配置されている。また、ＳＰＥ切替ユニットは、分割ユニット５１４を通る幹線に配置されるのではなく、第２の電子デバイス５０１に向かう分岐された線に配置される。ＳＰＥ切替ユニット５０６は、入力接続要素５１１および第２の出力接続要素５１３に接続されている。ＰＳＥ５０３は、入力接続要素５１１および第２の出力接続要素５１３に接続されている。

【0089】

この例では、第１の電子デバイス５０９は、１つの集積回路５０６ａと、電力をネットワークに供給する１つの外部（非ＰｏＤＬ）ＰＳＥ５０２とを含む。第２の電子デバイス５０１は、集積回路５０６ａと、ネットワークによって電力供給される１つの受電デバイス５０５とを含む。加えて、第２の電子デバイス５０１は、追加の電力線によって電力供給され得る第２のＰＳＥ５０４を含むこともできる。

【0090】

この構成において、分割ユニット５１４のＰＳＥ５０３も、電力線からデータ線上に電力を引き出すことを可能にし、したがって、スパーケーブル５１０を介して第２の電子デバイス５０１にＰｏＤＬ信号５２０を確立する。しかしながら、ＳＰＥ切替ユニット５０６の位置が異なることにより、電力線５１６およびデータ線５１８から構成される幹線が、データ信号をリフレッシュすることなく分割ユニット５１４を通って送られる。したがって、この構成により実現可能な例示的な幹線ケーブルの全長ｂ_５は、例示的な伝送速度１０Ｍｂｉｔ／ｓで２５ｍである。

【0091】

分割ユニット５１４において、電力線５１６およびデータ線５１８が分岐され、データ線５１８の垂直分岐線に、ＳＰＥ切替ユニットが位置する。したがって、データ信号は、この垂直方向においてのみリフレッシュされる。したがって、電力をデータ線上に引き出した後、第２の電子デバイス５０１を接続する（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線５２０を有する例示的なスパーケーブル５１０は、例示的な伝送速度１０Ｍｂｉｔ／ｓで最大１ｋｍの長さｃ_５に到達する。

【0092】

分割ユニット５１４をこのマルチドロップトポロジに含めることより、幹線ケーブルの１０ＢＡＳＥ－Ｔ１Ｓと、スパーケーブルの１０ＢＡＳＥ－Ｔ１Ｌとを使用することができる。したがって、この分割ユニット５１４の構成は、幹線ケーブルと外部デバイスとの距離が非常に大きいネットワークに適用可能である。

【0093】

ここでも、分割ユニット５１４により、第２の出力接続要素５１３に電力およびデータを供給する様々なモードが可能になる。または、（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線５２０は、スパーケーブル５１０を通って第２の電子デバイス５０１まで進む、またはスパーケーブル、したがって第２の電子デバイスが、第２の出力接続要素５１３に接続されず、電力およびデータ信号は単に分割ユニット５１４を通って送られる。あるいは、第２の電子デバイス５０１は、（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線５２０だけでなく、追加の電力線５１６にも接続される。したがって、ここでも、分割ユニット５１４を介して複数のノードに電力供給することができる。この最後のモードについてのスパーケーブル５１０の到達可能な長さｃ_５は、前述したものと同じである。分割ユニット５１４の接続モードに応じて、分割された線は、デバイス５０１に接続されるか、または単に第２の出力接続要素５１３で終端される。

【0094】

この図では、例示的に、分割ユニット５１４（３つすべてが図示される）の差込口５１１、５１５に取り付けられたコネクタ５１２は、４本のピンを含む。差込口５１３に取り付けられたコネクタ５１２は、図の右側の分割ユニットと比較して、図の左側に示す分割ユニットについて異なる数のピンを含む。左側の分割ユニットの差込口５１３のコネクタ５１２は、２本のピンを含み、これは２本のワイヤがスパーケーブル５１０に沿って進むことを意味する。右側の分割ユニットの差込口５１３のコネクタ５１２は、（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線５２０の他に、１本の追加の電力線５１６がスパーケーブル５１０に沿って引かれるため、４本のピンを含む。

【0095】

このマルチドロップイーサネット構成５００において、最後の分割ユニット（右側）５１４は、第１の出力接続要素５１５においてフィールド終端ユニット５２２により終端されている。この終端ユニットは、任意のタイプのものであってよく、ここでは、１００オームのデータ線および０．１μＦの電力線を終端するものとして例示的に選択されている。

【0096】

図１０に、分割ユニット５１４の例示的な回路設計が示されている。この例示的な回路図は、電力５１６とデータ５１８とが別個の線を介して供給される１つの入力接続要素５１１および第１の出力接続要素５１５と、１本の線であるＰｏＤＬ５２０を介して電力およびデータが供給される第２の出力接続要素５１３とを有する分割ユニット５１４に対応する。

【0097】

分割ユニット５０４は、１つのＰＳＥ５０３と１つのＳＰＥ切替ユニット５０６とを含む。第１の入力接続要素５１１から第１の出力接続要素５１５まで進む電力線５４６は引き出され、第２の出力接続要素５１３につながる分岐された電力線は、１ポートＰＳＥコントローラ５３８を通ることができる。このコントローラは、データ線５１８への電力線５１６の投入を制御するように動作可能である。したがって、分割ユニットは、第２の出力接続要素５１３に（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線のみを設ける。

【0098】

本実施形態において、ＳＰＥ切替ユニット５０６は、２つのＳＰＥトランシーバ（ＰＨＹ）５３６ａ、５３６ｂと１つのイーサネット２ポートスイッチ５３０とを含む。図に見られるように、データ線５１８は、幹線に沿って分割ユニット５１４を通って入力接続要素５１１から第１の出力接続要素５１５まで進む。このデータ線５１８は引き出され、分岐された線が変圧器ユニット５４１に接続されている。この変圧器ユニット５４１は、変圧器と、干渉周波数を抑制するコモンモードチョークと、静電放電などの有害な電圧過渡変化から電子を保護するための過渡電圧サプレッサダイオードとを含む。変圧器ユニット５４１は、ＭＤＩ５４２を介してＰＨＹ５３６ａに接続されている。このＰＨＹはイーサネットスイッチ５３０と双方向に通信し、イーサネットスイッチ５３０は第２のＰＨＹ５３６ｂとも双方向に通信する。このＰＨＹ５３６ｂは、ＭＤＩ５４２を介して、フィルタ要素を有する変圧器５４０に接続されている。変圧器から出るデータ線は、第２の出力接続要素５１３に向けられる。このデータ線５１８が分割ユニット５１４から出る前に、電力線５１６は、データ線５１８上に引き出されて、第２の出力接続要素５１３に（ＰｏＤＬによる）１本の電力およびデータ線５２０を設ける。

【0099】

分割ユニット５１４にイーサネットスイッチ５３０を含めることにより、非常に短いスパーケーブルを有する幹線ケーブルに存在する１０ＢＡＳＥ－Ｔ１Ｓの欠点をなくし、実現可能なスパーケーブル長さを最大１０００ｍまで増加させるため、有利である。

【0100】

さらに、分割ユニット５１４は、電源ユニット５３４によって電力が供給されるホスト中央処理ユニット５３２も含む。電源ユニット５３４は、電力線５１６の電力を、分割ユニット５１４の部品用のより低い電力に変換する。ＣＰＵ５３２の他に、ＰＳＵ５３４は、ＰＨＹ５３６ａ、イーサネットスイッチ５３０、およびＰＳＥコントローラ５３８に接続され、電力５４５をこれらの部品に供給する。ホストＣＰＵ５３２は、ＭＤＩＯ５４３のインターフェースを介してＰＨＹ５３６ａおよびイーサネットスイッチ５３０に双方向に接続されて、ＰＨＹの制御レジスタおよび状態レジスタを読み書きする。

【0101】

また、本実施形態において、主電力線５１８（図示せず）から引き出された追加の電力線を第２の出力接続要素５１３に設けることもできる。

【符号の説明】

【0102】

９０、１００、２００、３００、４００、５００ ハイブリッドイーサネット電力システム
９、１０９、２０９、３０９、４０９、５０９ 第１の電子デバイス
１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１ 第２の電子デバイス
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２ 電子デバイスのＰＳＥ（非ＰｏＤＬ）
３、１０３、２０３、３０３、４０３、５０３ アクティブユニットのＰＳＥ（ＰｏＤＬ）
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４ 電子デバイスのＰＤ（非ＰｏＤＬ）
５、１０５、２０５、３０５、４０５、５０５ 電子デバイスのＰＤ（ＰｏＤＬ）
１０６、２０６、３０６、４０６、５０６ ＳＰＥ切替ユニット
１０６ａ、２０６ａ、３０６ａ、４０６ａ、５０６ａ 電子デバイスの集積回路
７、１０７、２０７、３０７、４０７、５０７ アクティブユニット
８、１０８、２０８、３０８、４０８、５０８ 幹線ケーブル
１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０ スパーケーブル
１１、１１１、２１１、３１１、４１１、５１１ 入力接続要素
１２、１１２、２１２、３１２、４１２、５１２ コネクタ
１３、１１３、２１３、３１３、４１３、５１３ 第２の出力接続要素
１４、１１４、２１４、３１４、４１４、５１４ 分割ユニット
１５、１１５、２１５、３１６、４１５、５１５ 第１の出力接続要素
１６、１１６、２１６、３１６、４１６、５１６ 電力線
２１７、３１７ インラインコネクタ
１８、１１８、２１８、３１８、４１８、５１８ データ線
２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０ （ＰｏＤＬによる）データおよび電力線
１２２、５２２ 終端装置
４３０、５３０ イーサネットスイッチ
１３２、４３２、５３２ ホストＣＰＵ
１３４、４３４、５３４ 電源ユニット
４３６ａ、４３６ｂ、４３６ｃ、５３６ａ、５３６ｂ ＳＰＥトランシーバ（ＰＨＹ）
１３８、４３８、５３８ ＰＳＥコントローラ（ＰｏＤＬ）
４４０、５４０ フィルタ要素を有する変圧器
４４１、５４１ 変圧器ユニット
４４２、５４２ 媒体依存インターフェース
１４３、４４３、５４３ 管理データ入力／出力
４４４、５４４ 媒体独立インターフェース（ＭＩＩ）
１４５、４４５、５４５ 電力
ａ_２、ａ_３、ａ_４ ケーブル長さ
ｂ_１、ｂ_５ ケーブル長さ
ｃ_５ ケーブル長さ
ｄ_１ ケーブル長さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【外国語明細書】