用於用戶供電的網元的系統和方法

2023-07-29 13:33:36 1

專利名稱：用於用戶供電的網元的系統和方法
技術領域：
本發明大體涉及光纖通信網絡，更具體地講，涉及光接入網絡、廣域網、寬帶通信或電信系統的供電結構。
背景技術：
由於發射和接收日益增多的信息的客戶或用戶需求逐漸增大，促使電信和寬帶電纜通信公司升級自己的廣域網(WAN)或寬帶接入通信網絡基礎結構。為了以較高速率提供更多視頻、音頻和電話形式的信息，需要進行較高帶寬通信網絡升級或新部署。雙絞線電纜，例如用於普通老式電話服務中的雙絞線電纜，不支持長距離上的高帶寬；儘管同軸電纜，例如用於電纜電視服務中的同軸電纜，性能更佳，但也具有到達和帶寬限制。光纖可提供幾乎不受限的帶寬，從而實現寬帶和多媒體服務。現代電話廣域網接入基礎結構，例如環狀網絡中的光纖(FITL)，使用光纖和雙絞線的組合來發送數據通信到用戶以及從用戶接收數據通信。而現代電纜廣域網接入基礎結構，例如混合光纖同軸網絡(HFC)，使用光纖和同軸電纜的組合來發送數據通信到用戶以及從用戶接收數據通信。通常，用戶在電信網絡的大約最後一英裡內由雙絞線提供服務，或在電纜網絡的大約最後兩到三英裡內由同軸電纜提供服務。為了在用戶位置處獲得較大帶寬速率，光纖網絡必須更接近用戶，以使銅阻電壓降(例如，雙絞線或同軸電纜)的距離足夠短，且將能夠支持增大的數據傳送速率。將光纖電纜置於用戶位置的短距離內的一個主要問題是對銅阻電壓降點維持大量光纖的額外負擔。這些降點(drop site)是在電信網絡中稱作光網絡單元(ONU)或光網絡終端(ONT)的網元以及在混合光纖電纜網絡中的光節點(或簡稱為節點)，並且通常用於在光纖的光域與絞合對或同軸電纜的電域之間轉換信息。服務提供商或他們的分支機構(例如，寬帶接入服務提供商、應用服務提供商、網際網路服務提供商、管理服務提供商、主管理服務提供商、管理網際網路服務提供商、電信服務提供商、校園服務提供商、電纜服務提供商)提供和維護這些降點的重要部分是提供所需的電力。光纖本身不能攜載電力以向這些降點供電。這就產生了設計、分布以及部署電力以滿足降點能量需要的挑戰。此外，如果對降點的主電力供應失敗，則必須還提供備用電力，且該備用電力具有能夠在數小時或者甚至數天內滿足網絡的性能和可靠性要求的足夠備用供電量。這通常是普通老式電話服務網絡中所需的生命線電話服務的情況。生命線電話意指用戶電話必須在AC供電中斷或用戶駐地斷電期間保持能量供應並且運行。降點通常由服務提供商或分支機構的分散銅設備或位於降點群集附近的電力節點集中供電，或者由附近的商業或公用事業電源局部供電，或者通過太陽能光伏能量供電。在集中供電的情況下，電力通常從中心局(CO)經由新的或現有銅設備提供。電力也可以在單獨的雙絞線或同軸電纜上提供，該雙絞線或共軸電纜粘結到光纖電纜束外部、編織在光纖電纜束內，或者在從中心局安裝光纖期間與光纖分開部署。但是，集中化電力是一種策略，它需要部署與信息網分開的單獨電力網。由於中心局或頭端到遠程降點之間的距離逐漸增大，電力網上所需的電壓也逐漸增大以饋送降點能量需要。電壓增大將引起工藝安全問題。或者，電力網可隨位於降點集群附近的電力節點擴大，但額外的金屬外殼將增 加對因閃電和電力線感應而引起的電湧的敏感性。此外，存在向電力網供應電力的24小時每天的成本，以及電力網本身的定期維護和支持，包括定期為生命線服務更換電池，這些電池通常位於CO或頭端處。在局部供電降點的情況下，電力源自降點附近，且備用電力通過降點處的電池提供。這種結構的主要能源是直接從電力公用事業的設備中抽出的商業AC電力。電源置於可與降點位於同一位置的小型環境硬化外殼中；但是，電池通常與降點在相同外殼中。這樣產生了大量的電池點和電力接入點。通常，這種類型系統的成本高昂，主要是由於將降點連接到商業電源的成本。區域性電力公用事業公司可能堅持使用計量連接到他們的電網，因而產生一次性ac電錶安裝以及需要收取接線費。此外，無論使用與否，都可能收取最低每月儀表費用。這就在降點的每月能量消耗遠遠低於最低費用時產生嚴重的問題。在用太陽能來局部地為通信網絡基礎結構供電的情況下，這種策略可最小化集中和局部供電的一些缺點，例如易受閃電損壞以及有限的電池儲備，從而讓光纖成為專用分配設備。太陽能電池板和大型電池共同位於降點處，在不連接到任何電網的情況下連續地向降點供電。但是，它的使用僅限於直接接受太陽光的地區，因為太陽能電池板的輸出隨入射太陽能的減少而減少。因此，該策略無法在每個地方使用。此外，太陽能需要安裝大容量(Wh)的電池。因此，需要對將接入光纖置於用戶駐地或客戶位置的短距離內的光纖通信網元進行供電。供電策略或光纖廣域網的結構必須能夠以成本有效和可維護的方式支持並操作大量降點或網元。

發明內容
根據本發明，提供一種技術，涉及由用戶終端、適配器、路由器、伺服器、網關或客戶駐地設備(CPE)對廣域接入網絡的網元或降點進行本地供電，其將可得自用戶主電源(例如，AC電力)的電力信號或電力與電氣數據通信作為組合式電氣WAN信號組合到相同通信媒體上，該通信媒體將網元或降點與用戶終端、適配器、路由器、伺服器、網關或CPE相連。某些優勢和/或益處可使用本發明的實施方案來獲得。例如，本發明的實施方案具有無需額外安裝儀表或繳納儀表接線費的優勢。此外，本發明的實施方案具有減小勞工安裝時間和成本，並且實現用戶自行安裝的優勢。此外，本發明的實施方案不會形成單獨的電力網。信息網和電力網是相同的網絡，因為它們共享相同的傳輸線(例如，絞合銅線對或雙絞線、同軸電纜或乙太網電纜)，因此通信網絡能夠以成本有效和可維護的方式供電。通常,一方面,本發明的實施方案包括一種向光纖廣域網的網兀供電的系統，該光纖廣域網例如環狀網絡中的光纖，其在中心局(CO)與用戶終端或客戶駐地設備之間傳輸通信數據。除了其他功能以外，具有至少一個光埠和至少一個電氣埠的該網元，例如降點，用於在來自中心局的光纖與通向用戶終端的雙絞線之間轉換攜載信息的光到電(O-E)和電到光(E-O)信號。用戶終端或遠程用戶裝置還包括DC電源；通信裝置，例如高速客戶端數據機；以及電氣耦合裝置，例如，用戶線接口電路(SLIC)裝置，其包括用於將客戶端數據機的通信和DC電源的DC電力輸出耦合到相同物理通信媒體上的裝置。網元還包括通信裝置，例如高速CO數據機；DC到DC功率變換器；以及電氣耦合裝置，例如數據存取安排(DAA)裝置，其包括的裝置用於耦合CO數據機的電通信，並且將DC電力從 用戶終端遞送到網元的DC到DC電力供應轉換器。在用戶終端與網元之間電通信的雙絞線用作將DC電力傳送到網元並進行數據機通信的媒體。這樣，網元經由雙絞線電纜由用戶駐地供電，且數據機經由相同雙絞線電纜進行通信。本發明的實施方案的各方面可包括一個或多個以下特徵。光纖廣域網是環狀網絡中的光纖，例如，光纖到路邊(FTTC)網絡、光纖到駐地(FTTP)網絡、光纖到節點(FTTN)網絡、光纖到底層(FTTB)網絡、光纖到基地臺網絡或它們的某些組合。此外，環狀網絡中的光纖可以是點到點網絡或點到多點網絡，例如無源光網絡(PON)。例如，環狀網絡中的光纖可以是點到點光纖到路邊網絡(FTTC-P2P)，或無源光纖到路邊網絡(FTTC-PON)實施形式。根據本發明的實施方案，通信裝置或數據機可以是數字用戶線(xDSL)類型的數據機，例如非對稱數字用戶線(ADSL)數據機，甚高比特率數字用戶線(VDSL)數據機，或甚高比特率數字用戶線2(VDSL2)數據機。這些通信裝置或數據機還可以是電力線，也稱為電力線通信或電力線載波(PLC)數據機。此外，這些通信裝置或數據機可以是ITU-T G. hn數據機。SLIC和DAA裝置等電氣耦合裝置可包括耦合電容器、耦合變壓器、阻塞電感器，或者執行電感耦合。此外，SLIC和DAA裝置可包括用於低通濾波、帶通濾波，和/或高通濾波的元件。SLIC裝置將針對無防護人類接觸的可能，將所傳輸DC電力的電流限制到無危險水平。雙絞線是雙絞線線，例如22、24或26規格的雙絞線，但還可以是3類電纜的單對，或者5類電纜的單對。由用戶供電的網元可以是光網絡單元(ONU)或光網絡終端(ONT)。用戶終端、客戶駐地設備或遠程用戶裝置還可包括一個或多個以下用於遠程用戶使用的特徵乙太網區域網(LAN)、WiFi網絡、IP承載語音(VoIP)服務、IPTV服務、交互式寬帶通信服務或它們的組合。用戶終端、客戶駐地設備或遠程用戶裝置還可提供普通老式電話服務(POTS)或電話轉接器(ATA)功能，並且包括在用戶主電源丟失時使用的備用電池，以提供生命線支持。電池可由用戶、客戶或用戶進行更換。該電池還可位於網元處。用戶或客戶駐地處的DC電源可以是DC到DC電源，或AC到DC電源，並且電力可通過DC到DC或AC到DC電源得自用戶主電源。通常，另一方面，本發明的實施方案包括一種向光纖廣域網的網元供電的系統，該光纖廣域網例如光纖到駐地(FTTP)網絡，其實現CO與用戶或客戶之間的寬帶通信。ONU或ONT等通常處於高電平的網元用於將從CO到該網元的光纖的光域的信息轉換成雙絞線或在網元與用戶終端或客戶駐地設備之間延伸的線上的電信號。該ONU或ONT位於用戶或客戶駐地處，尤其是邊界或網絡接口裝置(NID)的點處。或者，當本地規範允許時，該ONT可以位於用戶或客戶駐地內(即，在NID的用戶側)。儘管未顯示在本發明的以下實施方案中，可存在和隱含ONT在用戶駐地內的替代實施方案。用戶終端或遠程用戶裝置還包括乙太網供電(PoE)供電設備(PSE)等電氣耦合裝置以及乙太網PHY裝置等通信裝置。該PSE連接到兩個或四個線對，例如5類電纜中的線對，進而在NID處連接到ONU或ONT。ONU或ONT還包括電氣耦合裝置，例如PoE受電裝置(PD)，該裝置從PSE接收電力並向ONU或ONT供電。此外，該ONU或ONT包括第二通信裝置，例如，乙太網PHY裝置，用於實現用戶終端或遠程用戶裝置與NID處的OUN或ONT之間的乙太網通信。這樣，網元從用戶或客戶駐地通過乙太網供電而獲取電力，並且能夠經由相同線對與用戶終端通信。用戶終端、客戶駐地設備或遠程用戶裝置還可包括一個或多個以下用於遠程用戶使用的特徵乙太網區域網(LAN) ,WiFi網絡、IP承載語音(VoiP)服務、IPTV服務或交互式寬帶通信服務，或它們的組
入
口 ο通常，一方面，本發明的實施方案包括一種向光纖廣域網的第一網兀供電的系統，該光纖廣域網例如混合光纖同軸網絡，其在頭端與用戶終端或客戶駐地設備之間傳輸通信數據。該第一網元，例如降點，用於在來自頭端的光纖與通向用戶終端的同軸電纜之間轉換光到電(O-E)和電到光(E-O)信號。用戶終端或遠程用戶裝置還包括DC電源；通信裝置，例如高速客戶端數據機或客戶端網絡裝置；以及第一電氣耦合裝置，其包括用於將客戶端數據機或客戶端網絡裝置的通信耦合到DC電源的DC電力輸出的裝置。網元還包括通信裝置，例如高速頭端數據機或接入網絡控制器裝置，DC到DC功率變換器，以及第二電氣耦合裝置，該裝置包括的裝置用於耦合頭端數據機或網絡接入控制裝置的通信並且將DC電力遞送到DC到DC功率變換器，連接在用戶終端與網元之間的同軸電纜用作將DC電力傳送到網元並且進行網絡通信的媒體。這樣，第一網元經由同軸電纜由用戶終端供電，並且數據機或網絡裝置經由相同同軸電纜通信。本發明的實施方案的各方面可包括一個或多個以下特徵。根據本發明的實施方案，通信裝置或數據機可以是電纜數據服務接口規範(DOCSIS)數據機。這些通信裝置或數據機可以是電力線，也稱為電力線通信或電力線載波(PLC)數據機。這些通信裝置或網絡裝置還可以是家庭網絡(HomePNA)、同軸電纜多媒體聯盟(MoCA)或ITU-T G. hn功能裝置。第一和第二電氣耦合裝置可包括耦合電容器、耦合變壓器、隔離變壓器、中心抽頭變壓器、阻塞電感器、共式扼流圈，或者執行電感耦合。此外，第一和第二電氣耦合裝置可包括用於低通濾波、帶通濾波，和/或高通濾波的元件。第一電氣耦合裝置將傳送到網元的DC電力的電流限制到無危險水平。由用戶終端供電的第一網元可能是光節點、網絡節點，或僅僅是節點。用戶終端、客戶駐地設備或遠程用戶裝置還可包括一個或多個以下用於遠程用戶使用的特徵乙太網區域網(LAN)、WiFi網絡、IP承載語音(VoiP)服務，或IPTV服務。用戶終端、客戶駐地設備或遠程用戶裝置還可提供普通老式電話服務(POTS)，並且包括在用戶主電力丟失時使用的備用電池，以提供生命線支持。該電池可由用戶、客戶或用戶在用戶終端或CPE處或附近更換。該電池還可位於網元處。用戶或客戶駐地處的DC電源可以是DC到DC電源或AC到DC電源。第二網元，例如抽頭，還可含有將ー個或多個同軸電纜的電カ和通信從其他用戶或客戶駐地組合到第一網元或節點的裝置。第一網元可能通過從單個用戶或客戶駐地接收的電力供電。


圖Ia是根據本發明實施方案的光纖到路邊(FTTC)或光纖到節點(FTTN)點到多點無源光網絡(PON)的方框示，該網絡具有使用單個雙絞線、由用戶的客戶駐地設備(CPE)或用戶終端(ST)供電的ONU網元。圖Ib是根據本發明實施方案的光纖到路邊(FTTC)或光纖到節點(FTTN)點到多點無源光網絡(PON)的方框示，該網絡具有使用單個雙絞線、由用戶終端或CPE供電的ONU網元。圖2是用於通過雙絞線電纜向網元供電的本發明實施方案的方法的流程示。 圖3是根據本發明實施方案的FTTC或FTTN點到多點(PtP)廣域光網絡的方框示，該網絡具有使用單個雙絞線線、由用戶的CPE或ST供電的ONU網元。圖4是根據本發明實施方案的FTTC或FTTN點到多點PON的方框示，該網絡具有使用單個雙絞線、由用戶的CPE或ST供電的ONU網元，而CO通過相同雙絞線、提供生命線供電。圖5是根據本發明實施方案的光纖到駐地(FTTP)點到多點PON的方框示，該網絡具有使用單個雙絞線線、由用戶的CPE或ST供電的ONT網元。圖6是根據本發明實施方案的FTTP點到多點PON的方框示，該網絡具有使用單個雙絞線、由用戶的CPE或ST供電的ONT網元，其中CO使用第二雙絞線線、為普通老式電話服務(POTS)提供生命線供電。圖7a是根據本發明實施方案的FTTP點到多點PON的方框示，該網絡具有經由單個乙太網電纜、使用乙太網供電(PoE)、由用戶的CPE或ST供電的ONT網元。圖7b是根據本發明實施方案的FTTP點到多點PON的方框示，該網絡具有ONT網元以及經由單個乙太網電纜、使用乙太網供電(PoE)、由另一 CPE/ST供電的CPE/ST。圖7c是根據本發明實施方案的FTTP點到多點PON的方框示，該網絡具有經由單個乙太網電纜、使用乙太網供電(PoE)、由CPE/ST供電的ONT網元。圖8是用於使用乙太網供電(PoE)向網元供電的本發明實施方案的方法的流程示。圖9a是根據本發明實施方案的FTTP點到點光網絡的方框示，該網絡具有經由單個乙太網電纜、使用乙太網供電(PoE)、由用戶的CPE或ST供電的ONT網元。圖9b是根據本發明實施方案的FTTP點到點光網絡的方框示，該網絡具有經由單個乙太網電纜、使用乙太網供電(PoE)、由用戶的CPE或ST供電的ONU網元。圖10是根據本發明實施方案的FTTC或FTTN點到多點PON的方框示，該網絡具有使用同軸電纜、由用戶的CPE或ST供電的ONU網元。圖11是用於使用同軸電纜供電向網元供電的本發明實施方案的方法的流程
/Jn o圖12是根據本發明實施方案的FTTP點到點光網絡的方框示，該網絡具有使用同軸電纜供電、由用戶的CPE或ST供電的ONT網元。圖13a是根據本發明實施方案的FTTP點到多點PON的方框示，該網絡具有使用同軸電纜、由用戶的CPE或ST供電的ONT網元。圖13b是根據本發明實施方案的FTTP點到多點PON的方框示，該網絡具有使用同軸電纜、由用戶的CPE或ST供電的ONT網元。圖14a是根據本發明實施方案的FTTC或FTTN點到多點PON的方框示，該網絡具有使用同軸電纜、由用戶的CPE或ST供電的ONU網元。圖14b是根據本發明實施方案的FTTC或FTTN點到多點PON的方框示，該網絡具有使用同軸電纜、由用戶的CPE或ST供電的ONU網元。圖15a是用於組合數據通信和電カ的電氣耦合裝置的示例性電路模型的圖示。
圖15b是鑑於圖la，用於組合數據通信和DC電カ的電氣耦合裝置的示例性電路模型的圖示。圖15c是鑑於圖la，用於組合數據通信和AC電カ的電氣耦合裝置的示例性電路模型的圖示。圖16a是用於組合乙太網通信和DC電カ的電氣耦合裝置的示例性電路模型的圖
/Jn o圖16b是鑑於圖7a，用於組合乙太網通信和DC電カ的電氣耦合裝置的示例性電路模型的圖示。圖17a是用於組合數據通信和DC電カ的電氣耦合裝置的示例性電路模型的圖示。圖17b是鑑於圖10，用於組合數據通信和DC電カ的電氣耦合裝置的示例性電路模型的圖示。圖18是描繪多種通信協議的頻譜的圖表的圖示。
具體實施例方式現在將詳細參考本發明的多個實施方案，這些實施方案的實例在附圖中圖示。雖然將結合這些實施方案來描述本發明，但是將會理解的是，它們並不g在將本發明限制於這些實施方案。相反，本發明g在覆蓋所有替代方案、修改、和等效物，它們都可包括在如通過隨附權利要求書所限定的本發明的精神和範圍之內。此外，在以下本發明的說明中，多個具體細節的目的在於提供本發明的透徹理解。在其他情況下，熟知的方法、過程、部件和電路未詳細說明，以免不必要地模糊本發明的各方面。現在參見圖Ia,其中類似的參考標號表不若干圖和實施方案中的相同或對應部分；並且其中某個部分下的級聯方框表示多個此類部分，光纖廣域網的電力結構的示例性實施方案被圖示為包括根據本發明的用戶供電的網元。使用PON的FTTC或FTTN (例如，B-PON ITU-T G. 983、G-PON ITU-T G. 984、XG-PON ITU-T G. 987、E-PON IEEE 802. 3ah、10G-EP0N IEEE 802. 3av、WDM_P0N，或 RFoG SCTE IPS910)將無源光分配結構(ODF) 102 的頭端處的中心局(CO) 100連接到用戶駐地104。用戶駐地104可以是住宅、多住戶單元(MDU)、商業建築，或基地臺。無源ODF 102由多個無源分光器106和連接器(未圖示)構成。光線路終端(OLT) 108通常位於CO 100處，但可位於遠程或外部設備(OSP)箱內，用作網絡的中心傳輸點和總控制裝置。OLT 108通過ODF 102與多個光網絡單元(ONU) 110通信，這些光網絡單元110位於FTTC網絡112中的相鄰終端(也稱為基座)中或FTTN網絡114中的箱中。OLT 108通過ODF 102以已知波長的經調製的光信號的形式向ONU 110發射數據和從ONU 110接收數據。經由ODF 102發送的數據的傳輸模式可以是連續、突發，或者突發和連續模式。傳輸可以根據時分多路復用(TDM)方案或類似的協議進行。使用的頻繁地雙向波分多路復用(WDM)，且儘管圖Ia所示的FTTC/FTTN網絡包括使用多個光纖與多個ONU通信的OLT 108，但是此類網絡的其他實施形式可以僅使用0NT，或ONU 110和ONT 110的某組合。在某些實施形式中，ONU和ONT是大體類似的。在其他實施形式中，ONU和ONT可以在ー個或多個方面不同。如上所述，ONU和ONT是通常處於高電平的降點網元，用於在光纖的光域與雙絞線或可能地同軸電纜的電域之間轉換信息。ONT是單個集成電子單元，其終止PON並且呈現本地服務接ロ給用戶或用戶。ONU是終止P0N，並且可向用戶呈現一個或多個聚集接ロ，例如xDSL或乙太網。ONU通常需要單獨的用戶單元來提供本地用戶服務，例如電話、乙太網數據或視頻。在實踐中，ONT與ONU之間的差異通常被忽略，並且一般使用任一術語來指兩種設備。儘管在混合光纖同軸網絡情況下，0NU/0NT稱為節點，但光節點或者甚至抽頭取決於光纖網絡終止以及同軸電纜網絡開始的位置。再次參見圖la，ONU 110的示例性實施方案由以下功能塊構成P0N收發器116 ；PON客戶端傳輸會聚層(TC層)単元118 ;C0數據機集成和適應層単元120 ;多個數字用戶線(xDSL，S卩，ADSL、VDSL或VDSL2)C0數據機122 ;多個數字存取安排(DAA)單元124 ;多個DC到DC功率變換器126 ；以及電源128。客戶端PON收發器116包括用以轉換來自OLT 108的光到電(0/E)信號通信，並且轉換電到光(E/0)信號通信，並將它們傳輸到OLT 108的必要部件。PON收發器116可插入或包括光端ロ或插座，光端ロ用作連接到光纖並且執行0/E和E/0轉換的站點。網元的某些實施方案可以在不使用光收發器，但具有用於後續安裝光收發器的光端ロ的情況下實施。在用光收發器製成的網元的實施方案中，光埠和光收發器基本上相同。PON收發器116的某些形狀因數包括，但不限於，SFF、SFP、SFP+以及XFP。PON收發器116與TC層118電通信。TC層118包括以下功能將數據捆綁並發送到包或幀中；將數據解除捆綁並接收到包或幀中；通過媒體接入和帶寬分配協議來管理網絡上的包或幀傳輸；提供必要的消息傳遞和端點行為，並且針對可檢測錯誤而進行檢查、報告並且可更正。TC層118與PON收發 器116，以及可選地I :N集成和CO數據機適應層120通信。I :N集成和CO數據機適應層120具有若干功能。經由雙絞線傳輸線的數據機通信的帶寬速率低於經由光纖的通信。因此，為了有效地使用光纖的較高帶寬速率，可以將來自多個數據機的通信集中在一起。出於本發明的目的，可將ー個到約N個的數據機通信集成在一起。在示例性實施方案中，可將約96個數據機集成在一起。
I:N集成和CO數據機適應層120電連接到N個數據機。每個數據機用於經由唯一雙絞線130而實現往返於唯一用戶駐地104的通信。此外，在一些實施方案中，多個數據機通信可綁定在一起往返於唯一用戶駐地，以獲得超出單個數據機能力的數據速率，這些通信還可以通過I :N集成和CO數據機適應層120集成。xDSL功能數據機122等通信裝置被選為優選數據機類型，但是可以預見到，許多類型的數據機可用於經由雙絞線線或者甚至同軸電纜傳輸線而與用戶駐地104通信。xDSL功能數據機122是中心局(CO)或頭端類型的數據機。每個數據機與DAA 124等電氣耦合裝置電通信，且DAA 124連接到電氣端ロ或插座(例如，RJ-I I)，該電氣端ロ或插座又連接到雙絞線130。DAA 124是強制接ロ，用以保護連接到電信網絡的電子器件免受本地迴路幹擾的影響，反之亦然。DAA通常可意指許多物件，因為DAA必須執行不同和複雜功能，包括但不限於線路端接、隔離、混合功能、來電顯示和鈴聲檢測。DAA還必須提供迴路開關，以使DAA傾向幹與迴路在鉤或離鉤；檢測線路和來電振鈴信號的狀態，並且包括支持全雙エ操作。針對傳輸系統和媒體、數字系統和網絡的國際電信聯盟電信標準化部門(ITU-T)G系列規範包括關於DAA以及用戶線接ロ電路(SLIC) 132的許多文件、建議和規範，尤其是以引用方式併入本文中的ITU-T G. 100-109規範。出於本發明實施方案的目的和需要，電氣耦合裝置DAA 124是這樣的裝置滿足隨國家或地區而變的本地管理要求；提供ONU 110等網元以及雙絞線130傳輸線等本地回 路的保護措施；向和從數據機，例如xDSL CO數據機122，傳遞基於AC和/或DC的信號信息，以及將DC電カ(DC電流和DC電壓)從雙絞線130傳輸線去耦或傳遞至DC到DC功率變換器126。此外，DAA 124向數據機提供隔離保護，以免受到雙絞線130上潛在地破壞性高壓(例如，起因於雷擊或設備故障)的影響。DAA 124裝置的設計可以基於變壓器、基於光學、基於電容稱合、基於娃/集成電路，或者它們的某組合，以具有大小、成本和性能方面的優點。如上文所提及或指示，ONU 110可經由雙絞線傳輸線向多個用戶駐地104提供寬帶服務。位於每個用戶駐地104中的是客戶駐地設備(CPE)或用戶終端(ST)裝置134，其連接到雙絞線130。雙絞線130通過邊界點或網絡接ロ邊界(NID) 136到CPE或ST 134。CPE/ST 134裝置和不可中斷電源(UPS) 150由用戶的住宅或商業電源插座供電，其可得自用戶主電源(未圖示)。示例性CPE/ST 134由以下功能塊構成DC電源138 ;xDSL客戶端數據機140 ;電氣耦合裝置，例如用戶線接ロ電路(SLIC) 132 ;—個或多個乙太網LAN端ロ 142，其具有合適的媒體接入(MAC)和PHY，用於操作用戶的區域網(LAN);可選地ー個或多個網際網路協議電視(IPTV)編碼解碼器和驅動器144 ;可選地ー個或多個IP承載語音(VoIP)編碼解碼器和驅動器146 (包括FXS電路)；以及可選地ー個或多個IEEE802. Ilx(WiFi)收發器 148。DC電源138可以源自DC到DC電源或AC到DC電源，或可以是DC到DC電源或AC到DC電源的一部分。DC電源138在ー個或多個電源軌道中向電氣耦合裝置SLIC 132提供DC電カ(DC電流和DC電壓)，該DC電カ可源自用戶主電源(例如，AC電力)。通常，SLIC為普通老式電話系統(POTS)線提供必要的信號、定時和控制功能。SLIC和DAA執行具有一些重疊的互補功能。這些裝置的必要功能儘管第一眼看去類似，但差異足夠大，因而實施這些技術需要不同的技能。例如，當SLIC沿線路發送振鈴信號，並且將通常來自電池的線路功率供應到雙絞線傳輸線上，到達線路遠端吋，SLIC用作線路功率驅動器。另ー方面，DAA更類似於接收器，並且使用所供應的線路或迴路功率。出於本發明實施方案的目的和需要，電氣耦合裝置SLIC 132是這樣的裝置滿足隨國家或地區而變的本地管理要求；提供ONU 110等網元以及CPE/ST104的保護措施；向和從數據機，例如xDSL客戶端數據機140，傳遞基於AC和/或DC的信息信號；從138等DC電源接受DC電カ(DC電流和DC電壓)，並且用作線路功率驅動器，以通過WAN端ロ 129並沿著130等雙絞線，將所接受的DC電カ和信息信號作為組合式電氣WAN信號而進行驅動。SLIC 132裝置的設計可以基於變壓器、基於光學、基於電容耦合、基於矽/集成電路，或者它們的某組合，以具有大小、成本和性能方面的優點。xDSL客戶端數據機140等通信裝置是xDSL CO數據機122的互補數據機，且如上文所指示，與SLIC 132電信號通信。藉助於與CO 100以及可選的IPTV 144、VoIP 146和WiFi 148部件建立的寬帶通信，CPE/ST 134能夠提供寬帶網際網路接入服務、電視訂閱或按次付費服務、VoIP服務以及無線LAN服務和能力。VoIP服務可用作用戶的主電話線服務。主線意指電話服務將一直可用，並且甚至可在發生重大停電事件期間可用。根據本發明的實施方案，在用戶遭遇停電的情況下，CPE/ST 134將請求電池或不可中斷電源150來滿足生命線服務要求。
參見圖lb，示出了圖Ia的替代實施方案，其中CPE/ST 135包括SLIC 133和DC電源138。SLIC 133的運作方式類似於SLIC 132，將來自DC電源138、到絞合銅線對130上的DC電カ與來自xDSL客戶端數據機140、經由雙絞線131、到用戶供電的雙絞線130上的電信號通信進行耦合。SLIC 133還將雙絞線130上的、來自xDSL CO數據機122的電信號通信去耦到雙絞線131上。CPE/ST 135允許電數據機信號通信在網元的CO數據機122與CPE/ST 137客戶端數據機140之間交換，同時將電力耦合到雙絞線130上供網元ONU 110使用。根據本發明的實施方案，在用戶遭遇停電的情況下，CPE/ST 137和CPE/ST 135將請求電池或不可中斷電源150來滿足生命線服務要求。鑑於圖Ia參見圖2，圖示了本發明實施方案的方法的流程圖。從用戶駐地104處的用戶終端134供電給光纖廣域網的網元，例如，在圖Ia中的ONU 110上，需要將DC電カ(例如，來自DC電源138)提供或供應到雙絞線130上，如方框200所描述。在方框202處，來自客戶端數據機140等通信裝置或數據機的電氣數據通信與DC電カー起耦合到相同的雙絞線130。在方框204處，DC電カ和電氣數據通信作為組合式電氣WAN信號通過WAN端ロ 129穿過雙絞線130從用戶終端134傳輸、驅動或發送到網元，例如ONU 110。在方框206處，經驅動的DC電カ和電氣數據通信經由相同的雙絞線130在網元處接受或接收。在方框208處，網元用DAA裝置124，將電氣數據通信從DC電カ中去稱，反之亦然。在方框210處，網元向DC到DC功率變換器126提供DC電力，以進行轉換並且在網元的電源128中供網元使用。在上述方法中，電カ網和信息網成為或者是相同的網絡。假定在用戶駐地104處提供或供應以饋送網元的電カ需要的DC電カ具有遞送到網元所需的足夠DC電流和DC電壓。在本發明的許多實施方案中，這需要DC電流和DC電壓具有高電平(例如，-48伏、-24伏)，因而網元必須使用DC轉換器來將所遞送的DC電カ轉換成可用電平(例如，5伏、3. 3伏)，以根據電源128 (例如，3. 3伏、I. 8伏或0. 9伏)的分配供網元的部件子系統使用。在本發明的替代實施方案中，例如在不使用傳統POTS線的情況下提供主電話線服務的實施方案中，可能需要不可中斷電源或備用電池150裝置，以繼續滿足生命線電話
管理義務。應了解，根據上述本發明的實施方案的方法，隨著活躍用戶的數量逐漸増大，ONU110等網元的電カ需要也増加，並且每個活躍用戶的DC電カ供應量也増大。該方法提供一種解決方案，其以漸進方式通過從每個活躍用戶遠程供應額外的電カ來滿足逐漸增加的電力需要。鑑於圖Ia參見圖3，所示為FTTC或FTTN網絡，其中網絡的實施形式是點到點(PtP)光纖廣域網。ODF 300缺乏無源分裂器，並且圖示了終端112和箱114與CO 100之間的一対一直接連接根據針對網絡實施形式(例如，乙太網)選擇的任何具體協議，此類PtP網絡可以通過具有光收發器302和數據鏈路層304等互補部件的點到點千兆位或10千兆位乙太網(例如，有源乙太網通信網絡)來實施。光收發器302可以插入或包括光端ロ或插座，光端ロ用作連接到光纖並且執行0/E和E/0轉換的站點。網元的某些實施方案可以在不使用光收發器，但具有用於後續安裝光收發器的光端ロ的情況下實施。在用光收發器製成的網元的實施方案中，光埠和光收發器基本上相同。光收發器302的某些形狀因數包括，但不限於，SFF、SFP、SFP+以及XFP。此外，某些實施方案可使用雙光纖來與CO、頭端或OLT通信。圖3用於顯示，上述的本發明實施方案的方法，如圖2所示，是環狀網絡中的光纖的ー種令人缺乏興趣甚至樸素的設計選擇或實施形式。該方法對PtP網絡和PON的效 果同樣好。鑑於圖Ia參見圖4，圖示了根據本發明的替代實施方案，其中主電話線服務400由舊式POTS從CO或遠程數字迴路載波(DLC)網絡402提供服務。傳統上，CO或DLC 402是用於舊式POTS線的唯一電源；但在該實施方案中，SLIC 132向雙絞線130b、130c和130d傳輸線提供DC電力。雙絞線傳輸線130a連接到CO或DLC 402，進而連接到網元，例如ONU404。ONU 404額外地包括通過電氣端ロ或插座(例如，RJ-I I)在相同雙絞線130b上將POTS服務與電CO數據機122通信組合在一起的分裂器406。相對於xDSL數據機通信，分裂器406將POTS服務置於更低或更窄頻帶(稱為窄帶NB)處，該xDSL數據機通信使用較高頻率來獲得用於數據通信的較大帶寬(稱為寬帶BB)。在該實施方案中，雙絞線130b傳輸線的一部分攜載POTS (NB)信號、xDSL數據機電通信(BB)以及DC電カ(DC電流和DC電壓)。雙絞線130b的該部分位於ONU 404與用戶駐地104的NID 136之間，並通過第二電氣端ロ或插座(例如，RJ-11)將兩者連接起來。在NID 136處，另一分裂器408過濾或分離POTS NB信號與xDSL數據機電通信BB，從而提供NB信號以連接用戶的主電話線服務400並將BB信號提供給SLIC 132。應了解，在本發明的該實施方案中，不可中斷電源(UPS)或備用電池是不需要的。如果用戶遭遇停電，則CPE/ST 134將斷電，因此寬帶通信也將中斷。這是可以忍受的，因為停電也將造成電視等受電設備和用戶的LAN斷電。CPE/ST 134將無法向雙絞線提供DC電力。CO或DLC 402定期地監視雙絞線傳輸線上的情況，並且感測該線上的電カ損耗可提供必要的DC電力，以繼續提供主電話線服務400等POTS服務。鑑於圖Ia參見圖5，圖示了根據本發明的另ー替代性實施方案，其中環狀網絡中的光纖是FTTP或光纖到住宅(FTTH)網絡，並且用戶供電的網元是NID 136處或附近的ONT500。ONT 500不支持多個用戶駐地，因此集成方法在TC層和CO數據機適應裝置502中不是必要的，並且只需要單個DAA124、xDSL CO數據機122和DC到DC轉換器126來執行本發明的實施方案的方法。圖5中圖示的FTTP和FTTH網絡是無源光網絡(PON)。如果主電話線將由FTTP或FTTH網絡提供，則可能需要用於CPE/ST 134的UPS/備用電池源150，以用於生命線管理義務。鑑於圖5參見圖6，圖示了根據本發明的又另ー替代實施方案，其中FTTP或FTTH不提供主電話服務線。在該實施方案中，由CO或DLC 402提供的POTS服務以無分裂方式並且在與雙絞線130分開的雙絞線600上穿過NID 136，如上文所描述和指示，該雙絞線130將寬帶服務提供給用戶駐地104，並將用戶電カ提供給ONT 500。鑑於圖Ia參見圖7a，圖示了根據本發明的替代實施方案，其中所示FTTP或FTTH網絡具有用戶供電的ONT 700，該用戶供電的ONT 700通過乙太網供電(PoE)進行供電。所示FTTP或FTTH網絡為無源光網絡(PON)實施形式。PoE由IEEE 802. af規範(以引用方式併入本文)定義，並且定義了ー種在區域網(LAN)中建立乙太網電源設備和受電裝置終端的方法。該規範涉及經由LAN中的無防護絞合對布線來遞送48伏的DC電力。它無需修改即可用於現有LAN電纜線路，包括3類、5類、5e類或6類電纜；水平和插塞式電纜；接插板；插座；以及連接硬體。
包括乙太網MAC和PHY 704裝置等通信裝置的CPE/ST 702與第一乙太網供電(PoE)功能裝置706電通信。PoE功能裝置706在內部包括電氣耦合裝置，例如根據802. 3af標準的供電設備(PSE)裝置。PSE電氣耦合裝置耦合電乙太網信號和DC電源138提供的DC電力，該DC電カ可得自用戶主電源。第一 PoE功能裝置706通過WAN端ロ 129將電乙太網信號以及DC電力作為組合式電氣WAN信號經由乙太網電纜708傳遞到ONT 700中的第ニ PoE功能裝置710處的電氣端ロ或插座(例如，RJ-45)。ONT 700在NID 136處或附近。第二 PoE功能裝置710包括電氣耦合裝置，例如根據802. 3af標準的受電裝置(PD)。第二PoE功能裝置710能夠對來自組合式電氣WAN信號，並隨後提供給乙太網PHY 712等通信裝置的電乙太網信號去耦，並且對隨後提供給ONT 700電源128的DC電カ去耦。第二 PoE功能裝置710可含有DC到DC轉換器(未圖示)，用於提供ONT 700的適當DC電流和DC電壓需要。通信裝置乙太網PHY 712與TC層和乙太網MAC適應裝置714電通信，以完成寬帶通信流，並且指示ONT 700相對於前述ONT 500的差異。在用戶斷電期間，CPE/ST 702由UPS/備用電池150供電，以滿足生命線供電要求。參見圖7b，所示為圖7a的替代實施方案，其中CPE/ST 705包括PoE功能裝置706和DC電源138。CPE/ST 705分別經由乙太網電纜707和708在CPE/ST703a與ONT 700之間傳遞電乙太網信號，並且通過WAN端ロ 129將來自DC電源138的DC電力作為組合式電氣WAN信號耦合到708上。在用戶斷電期間，CPE/ST 705由UPS/備用電池150供電，以滿足生命線供電要求。參見圖7c，所示為圖7b的替代實施方案，其中舊式CPE/ST 703b不具有PoE功能。PoE功能裝置706將來自乙太網MAC和PHY 704、經由乙太網電纜709的電乙太網信號，以及由DC電源138提供的DC電力，作為組合式電氣WAN信號，通過WAN端ロ 129經由乙太網電纜708而傳遞到ONT 700中的第二 PoE功能裝置710。在用戶斷電期間，CPE/ST 703b和CPE/ST 705由UPS/備用電池150供電，以滿足生命線供電要求。鑑於圖7a參見圖8，圖示了使用PoE的本發明實施方案的方法的流程圖。從用戶駐地104處的用戶終端702或705供電給FTTP或FTTH網絡的網元，例如，圖7a中的ONT700，需要將從DC電源138到PSE 706的DC電力，從用戶終端提供或供應到雙絞線或乙太網電纜708上，如方框800所示。在方框802中，來自乙太網MAC和PHY裝置704的電乙太網通信或信號與DC電カ耦合到相同乙太網電纜708傳輸線。在方框804處，DC電カ和電乙太網信號作為組合式電氣WAN信號通過WAN端ロ 129穿過乙太網電纜708傳輸線從用戶終端702或705傳輸、驅動或發送到網元，例如ONT 700。在方框806處，經驅動的DC電カ和電乙太網信號經由相同的乙太網電纜708在網元處接受或接收。在方框808處，網元用第二 PoE功能裝置710，將電乙太網信號從DC電カ中去耦，反之亦然。在方框810處，網元執行DC到DC電カ轉換，以供網元使用。鑑於圖7a參見圖9a和圖9b，所示為FTTP或FTTH網絡，其中網絡的實施形式是點到點(PtP)光纖廣域網。ODF 300缺乏無源分裂器，並且圖示了終端112、箱114、NID 136與CO 100之間的一対一直接連接。根據針對網絡實施形式(例如，有源乙太網)選擇的任何具體協議，此類PtP網絡可以通過具有光收發器302和數據鏈路層304等互補部件的點到點千兆位或10千兆位乙太網(例如，有源乙太網通信網絡)來實施。光收發器302可插入或包括光端ロ或插座，光端ロ用作連接到光纖並且執行0/E和E/0轉換的站點。網元的某些實施方案可以在不使用光收發器，但具有用於後續安裝光收發器的光端ロ的情況下實 施。在用光收發器製成的網兀的實施方案中，光埠和光收發器基本上相同。光收發器302的某些形狀因數包括，但不限於，SFF、SFP、SFP+以及XFP。此外，某些實施方案可使用雙光纖來與CO、頭端或OLT通信。圖9a和圖9b用於顯示，上述的本發明的PoE示例性實施方案，如圖8所示，是環狀網絡中的光纖的ー種令人缺乏興趣甚至樸素的設計選擇或實施形式。該方法對PtP網絡和PON的效果同樣好。鑑於圖Ia參見圖10，圖示了根據本發明的替代實施方案，其中所示FTTC或FTTN網絡具有用戶供電的ONU 1000，該用戶供電的ONU 1000使用同軸電纜多媒體聯盟(MoCA)裝置1004/1012等通信裝置經由同軸電纜1008傳輸線與用戶終端或CPE 1010通信。所示FTTC或FTTN網絡為無源光網絡(PON)實施形式。MoCA是行業驅動的規範，用於通過住宅中現有或新的同軸電纜遞送聯網、高速數據、數字視頻以及娛樂服務。包括MoCA網絡客戶端1012等通信裝置的CPE/ST 1010，與第一偏壓T型裝置1005等電氣耦合裝置電通信。偏壓T型裝置是在無論何時DC電源連接到同軸電纜時使用的同軸部件。偏壓T型裝置不影響經由電纜的AC或射頻傳輸。第一偏壓T型裝置1005通過WAN端ロ 129將來自MoCA網絡客戶端1012的MoCA電氣通信信號與來自DC電源138的DC電カ耦合成組合式電氣WAN信號，並通過電氣端ロ(例如，F型或N型連接器)經由同軸電纜1008傳輸到網元ONU 1000中的另ー電氣耦合裝置，例如第二偏壓T型裝置1006，0NU 1000位於遠離NID 136處，且可為多個用戶服務。第二偏壓T型裝置1006能夠將提供給MoCA接入網絡控制器裝置1004等第二通信裝置的MoCA電氣通信信號去耦，並且在同軸電纜1008上將DC電カ從組合式電氣WAN信號中去耦到ONU 1000 DC到DC轉換器126。提供適當的DC電流和DC電壓調整並且提供給電源128的DC到DC轉換器126，將多種電壓電源軌道(例如，3. 3伏、I. 8伏或0.9伏)分配給ONU 1000的子系統裝置。MoCA接入網絡控制器裝置1004與具有MoCA適應層裝置1002的I :N集成進行電通信，該集成在CO與用戶之間集成或多路復用寬帶通信和服務流。在用戶斷電期間，CPE/ST 1010由UPS/備用電池150供電，以滿足生命線供電要求。這樣，偏壓T型裝置用於注入並提取DC電カ以提供ONU 1000的電カ需要，同時在相同用戶供電的同軸電纜1008上組合MoCA信號。鑑於圖10參見圖11，圖示了使用同軸電纜供電的本發明實施方案的方法的流程圖。從用戶駐地104處的用戶終端1010供電給FTTC或FTTN網絡的網元，例如，圖10中的ONU 1000,需要將從DC電源138到偏壓T型裝置1005的DC電力，從用戶終端提供或供應到同軸電纜1008上，如方框1100所示。在方框1102處，來自MoCA網絡客戶端裝置1012的電MoCA通信或信號與DC電カ耦合到相同同軸電纜1008。在方框1104處，DC電カ和電MoCA信號作為組合式電氣WAN信號通過WAN端ロ 129穿過同軸電纜1008從用戶終端1010傳輸、驅動或發送到網元，例如ONU 1000。在方框1106處，經驅動的DC電カ和電MoCA信號經由相同的同軸電纜1008在網元處接受或接收。在方框1108處，網元用第二偏壓T型裝置1006，將電MoCA信號從DC電カ中去耦，反之亦然。在方框1110處，網元對所供應和經去耦的DC電カ執行DC到DC電カ轉換，以供網元使用。鑑於圖10參見圖12,圖示了根據本發明的替代實施方案，其中所示為FTTP或FTTH網絡，其中網絡的實施形式是點到點(PtP)光纖廣域網。ODF 300缺乏無源分裂器，並圖示了終端112、箱114、NID 136與CO 100之間的一対一直接連接。根據針對網絡實施形式選擇的任何具體協議，此類PtP網絡可通過具有光收發器302和數據鏈路層304等互補部件的點到點千兆位或10千兆位乙太網(例如，有源乙太網通信網絡)來實施。光收發器302可插入或包括光端ロ或插座，光端ロ用作連接到光纖並且執行0/E和E/0轉換的站點。 網元的某些實施方案可以在不使用光收發器，但具有用於後續安裝光收發器的光端ロ的情況下實施。在用光收發器製成的網兀的實施方案中，光埠和光收發器基本上相同。光收發器302的某些形狀因數包括，但不限於，SFF, SFP, SFP+以及XFP。此外，某些實施方案可使用雙光纖來與CO、頭端或OLT通信。圖12用於顯示，上述的本發明的同軸電纜供電示例性實施方案，如圖10所示，是環狀網絡中的光纖的ー種令人缺乏興趣甚至樸素的設計選擇或實施形式。該方法對PtP網絡和PON的效果同樣好。圖12還用於圖示具有ONT 1200的同軸電纜供電方法，以及顯示與其他MoCA功能CPE裝置1210的兼容性，這些裝置在相同同軸電纜1008上與MoCA接入網絡控制器1004共享網絡通信，儘管此類兼容性也可用於0NU。圖12還用於圖示，根據針對網絡實施形式選擇的任何具體協議，對光收發器302和數據鏈路層304的使用，其無需執行多個MoCA連接的I :N集成或多路復用。DC塊1207用於隔離DC電力，同時允許數據信號不受影響地通過，以允許使用不向同軸電纜1008提供DC電カ的其他CPE 1210。DC塊1207可以在CPE 1210的內部或外部(未圖示)。在用戶斷電期間，CPE/ST1010由UPS/備用電池150供電，以滿足生命線供電要求。鑑於圖12參見圖13a，所示為使用FTTP或FTTH網絡的本發明的替代實施方案，其中廣域網的實施形式是PON 102。在該實施方案中，所示為包括偏壓T型裝置1005和DC電源138的CPE/ST 1302。CPE/ST 1302的偏壓T型裝置1005通過WAN端ロ 129將來自同軸電纜1308到同軸電纜1008傳輸線上的MoCA或射頻通信與來自DC電源138的DC電カ組合成組合式電氣WAN信號。偏壓T型裝置1006能夠將MoCA或射頻通信信號去耦，然後提供給MoCA或射頻接入網絡控制器裝置1004，並且從同軸電纜1008將DC電カ信號去耦至DC到DC轉換器126。DC到DC轉換器126將適當的DC電流和DC電壓調整提供給電源128，以將不同電壓軌道上的電カ(例如，3. 3伏、I. 8伏或0.9伏)分配給所有ONT 1200的子系統裝置。這允許簡化並使用舊式(即，非用戶供電的)CPE/ST裝置1300/1310，同時經由用於通信的相同同軸電纜1008從CPE/ST 1302向網元ONT 1200提供用戶電力。鑑於圖13a參見圖13b，所示為使用FTTP或FTTH網絡的本發明的替代實施方案，其中廣域網的實施形式是PON 102。在該實施方案中，所示為包括偏壓T型裝置1305和DC電源138的CPE/ST 1304，並且提供了 DC電源138的UPS/備用電池源150，這可能是管理義務所需的。CPE/ST 1304的偏壓T型裝置1305將來自用戶側同軸電纜1308和來自網元側同軸電纜1008的MoCA或射頻通信與來自DC電源138的DC電カ進行組合，並作為組合電信號在同軸電纜1008和1308上傳輸。CPE/ST 1301具有偏壓T型裝置1306，該偏壓T型裝置1306將MoCA或射頻通信和DC電力，從同軸電纜1308去耦。偏壓T型裝置1306將DC電カ提供給CPE/ST 1301的電源1307，以將合適的電壓供應軌道分配給所有CPE/ST 1301電子系統。該實施方案使得CPE/ST 1301等CPE/ST以及ONT 1200等網元能夠經由用於網絡通信的相同同軸電纜傳輸線，例如同軸電纜1008和1308，在客戶駐地內由CPE/ST 1304等第二 CPE/ST供電。鑑於圖10參見圖14a，所示為使用FTTC或FTTN網絡的本發明的替代實施方案，其中廣域網的實施形式是PON 102。在該實施方案中，偏壓T型裝置1005和DC電源138在CPE/ST 1300外部，且位於NID 136處或附近。偏壓T型裝置1005將從用戶側同軸電纜1308到網元側同軸電纜1008上的MoCA或射頻通信與來自DC電源138的DC電カ組合成組合電信號。這實現CPE/ST裝置1300/1310的簡化和用戶安裝的簡化。通常，電カ在NID 136處不可用；但是，NID處的電力可能在未來緑地(S卩，相對於棕色地帯的未開發土地)安裝中可用，並且該實施方案允許經由用於網絡通信的相同同軸電纜傳輸線，例如同軸電纜1008和1308，用得自用戶主電源的電カ從NID向ONU 1000等網元供電。鑑於圖14a參見圖14b，所示為使用FTTC或FTTN網絡的本發明的替代實施方案，其中廣域網的實施形式是PON 102。在該實施方案中，偏壓T型裝置1305、DC電源138和UPS/備用電池源150在CPE/ST 1301外部，且位於NID 136處或附近。偏壓T型裝置1305將來自用戶側同軸電纜1308和網元側同軸電纜1008的MoCA或射頻通信與來自DC電源138的DC電カ組合成組合電信號。這實現用戶安裝的簡化，以及允許接近以維護UPS/備用電池源150，其在停電期間供電以實現生命線服務。此外，該實施方案使得CPE/ST 1301等CPE/ST以及ONU 1000等網元能夠經由用於網絡通信的相同同軸電纜傳輸線，例如同軸電纜1008和1308，用得自用戶主電源的電カ從NID供電。在根據本發明的又另ー替代實施方案中，家庭網絡用作0NU/0NT與多個用戶終端/CPE之間的通信方法。家庭網絡是用於家庭聯網解決方案的行業標準，其基於可內部識另IJ、開放且可相互操作的標準，該標準使用現有電話線(雙絞線)或同軸電纜傳輸線來允許全球範圍內分布的三網合一服務，例如IPTV、語音和網際網路數據。因此，在圖I到圖6的替代實施方法中，可以用家庭網絡功能裝置來替代xDSL裝置，以便用戶經由雙絞線向網元供電，以及在圖10到圖14b中，可以用家庭網絡功能的裝置來替代MoCA裝置，以便用戶經由同軸電纜向網元供電。在根據本發明的又另ー替代實施方案中，ITU’s G. hn用作0NU/0NT與多個用戶終端/CPE之間的通信方法。G. hn是用於家庭聯網解決方案的又另一行業標準，其基於可內部識別、開放且可相互操作的標準，該標準使用現有電話線(雙絞線)或同軸電纜傳輸線來允許全球範圍內分布的三網合一服務，例如IPTV、語音和網際網路數據。因此，在圖I到圖6的替代實施方法中，可以用G. hn功能裝置來替代xDSL裝置，以便用戶經由雙絞線向網元供電，以及在圖10到圖14b中，可以用G. hn功能的裝置來替代MoCA裝置，以便用戶經由同軸電纜向網元供電。多個G.hn裝置可連接到相同用戶供電的雙絞線130或用戶供電的同軸電纜1008。儘管DC電カ是將電カ從用戶駐地遞送到網元的優選方法，但也可使用AC電カ。圖I到圖6以及圖10到圖14b的替代實施方案可以用AC電カ來替代DC電力。也可能存在出於AC電カ考慮而對DC電源138、1307、DC到DC轉換器126、DC塊1207、備用UPS 150等元件，以及SLIC 132、DAA 124、125和偏壓T型裝置1005、1006、1305、1306等電氣耦合裝置，進行適當地替代或設計的替代實施方案。儘管本發明的多個實施方案中的UPS/備用電池150所示為外部裝置。但也可能存在UPS/備用電池150在CPE、通信和/或電カ耦合裝置內部的替代實施方案(未圖示)。具有UPS/備用電池150的替代實施方案可與DC電源138相結合。所屬領域的技術人員將認識到，在生命線供電事件期間，ONU和ONT等網元以及CPE/ST設備可關閉非必要裝置，以延長可提供生命線服務的時間。這種關閉事件還可包括降低通信的線 路速率。將認識到，在本發明的多個實施方案中，ONU或ONT等網元可具有測量它們的電力使用情況的電路(未圖示)。此外，具有電カ測量或計量電路的ONU和ONT的替代實施方案可經由OLT的管理或控制信道，將它們的電カ使用情況報告回0LT，或者將它們的電錶或電力測量電路復位。服務提供商可使用該信息來就網元的電カ使用情況來償付用戶，並且可就相關的稅務規則來償付政府實體。在本發明的又另ー替代實施方案中，CPE或用戶終端的實施方案可測量經由用戶終端與網元之間的傳輸線而供應或注入的電量。CPE或用戶終端可報告經由TR-069或類似協議而供應給服務提供商或分支機構的電力。將認識到，儘管未圖示，但用戶終端或CPE(例如，圖la、lb、3-7c、9、10、13a_14b中所示的CPE/ST)可以是機頂盒，或者可併入電視機(例如，HDTV顯示器)中。例如，包括本發明實施方案的機頂盒或電視機可向服務提供商網元供電，該網元提供諸如電話、網際網路接入、廣播視頻、交互式視頻通信，以及點播視頻等服務。機頂盒、HDMI適配器或高畫質電視(HDTV)可使用G. hn通信,並且可以是從屬G. hn裝置,該從屬G. hn裝置由作為主G. hn裝置的服務提供商的網元提供服務，該主G. hn裝置控制ー個或多個基於從屬G. hn的機頂盒、HDMI適配器或HDTV裝置。還將認識到，本發明的多個實施方案具有減少安裝勞動時間和成本的優勢。將用戶連接到服務提供商的網絡所用的大部分時間是涉及以下方面所用的時間和勞動向網元(例如，0NU, 0NT)供電，以及在網元的位置需要部署新電カ網連接和供電設備時，獲得政府或管理允許。由於本發明的多個實施方案所使用的通信媒體用於提供服務(例如，網際網路接入、IP承載語音、廣播電視、視頻會議)也提供電カ給網元，因此可節省向網元供電的額外時間和勞動。此外，假定服務提供商已與駐地建立服務接入(例如，光纖連接或來自光纖的銅阻電壓降)，則用戶可自行安裝。用戶的自行安裝可如此簡單，只需將電カ插入服務提供商提供或用戶購買的用戶終端(例如，CPE、機頂盒、HDTV)的壁裝插座中，並且將用戶終端連接到壁裝聽筒塞孔或者同軸電纜插座即可。減少的安裝勞動時間和成本可明顯大於網元(例如，0NT)和用戶終端的成本。此外，用戶和服務提供商因再使用現有駐地布線而受益幹與本發明的多個實施方案相關的安裝簡便性，現有駐地布線可能阻礙部署新的用戶駐地疊加布線，這可能在安裝過程中損害用戶駐地熱絕緣性、天然氣管路、汙水管路以及主電源線路的完整性。
圖15a是用於在用戶終端與網元之間耦合數據通信和電カ的電氣耦合裝置的電路模型的示例性圖示。該電路模型使用混合變壓器1510n、1510s來將四線式傳輸線連接到兩線式傳輸線，用於全雙エ通信，其中發射和接收通信信號各自包括一對導體(例如，總共四線)，傳輸線1512也如此(即，兩個導體)，並且通信信號以損失最小通過變壓器。混合變壓器15010n、1510s阻止或取消發射信號出現在接收端ロ處，並且阻止或取消接收信號出現在發射端ロ處，從而實現全雙エ通信。平衡網絡1514是包括電容器、電阻器且有時還包括電感器的電路，從而形成復阻抗網絡，因為傳輸線不純粹具有電阻，而是使振幅和相位都隨信號頻率的變化而變化的復阻杭。電カ信號也注入1516上，並且經由中心抽頭的變壓器從傳輸線1512恢復1518，並且ZL代表網元的負載。如上文所提及，可產生等效電路，該電路基於變壓器、基於光學、基於電容耦合、基於有源矽/集成電路(例如，電晶體、運算放大器)，或者它們的某組合。本發明的多個實施方案中也可包括用於電防護和絕緣(例如，隔離變壓器、低頻阻塞電容器、共式扼流圈)、AC到DC轉換(例如，橋式整流器、儲存電容器)、發射和接收信號過濾(例如，電容的、電感的和電阻元件)的額外電路或它們的等效物，以及用於確定何時將網元附接到傳輸線或從傳輸線移除(例如，使用低電平電流的方法)的裝置檢測電路。此外，調製器或混頻器、低噪聲放大器以及額外的信號過濾器可以用於多個實施方案中，以調整通信信號(例如，xDSL、乙太網、MoCA、G. hn)的頻率，以及電力信號的頻 率的電壓和電流特性。現在鑑於圖15a和圖Ia參見圖15b，所示為用於在圖Ia中的用戶終端104與網元ONU 110之間耦合數據通信和DC電カ的電路模型的示例性圖示。xDSL客戶端數據機140連接到包括發射信號過濾器1520、接收信號過濾器1522和傳輸線混合耦合電路1510s的SLIC 132。DC電源138連接到SLIC 132，並且SLIC 132還連接到雙絞線130。xDSL CO或頭端數據機122連接到包括發射信號過濾器1524、接收過濾器1526和傳輸線混合耦合電路1510n的DAA124。DAA 124將攜載於雙絞線130上的電カ信號去耦，並且將經去耦的電力提供給DC到DC轉換器126。現在參見圖15c，所示為類似於圖15b，但包括AC電力的實施方案。可從用戶主電源獲取電カ的AC電源1550連接到SLIC 134以及橋式整流器和儲存電容器1555，以將AC電カ信號調整並且轉換成DC電カ信號，然後提供給DC到DC轉換器126。現在參見圖16a，所示為用於耦合乙太網通信和DC電カ的電氣耦合裝置的電路模型的示例性圖示。乙太網供電設備裝置(PSE) 1610和乙太網受電裝置(PD) 1612在兩對導體1614(例如，兩個雙絞線)上使用中心抽頭變壓器，以均勻地將電カ從PSE 1610傳送到PD 1612。替代實施方案可使用備用雙絞線1616來替代雙絞線1614。現在參見圖16b，所示為鑑於圖16a和圖7a用於在用戶終端702與網元(例如，0NU) 700之間耦合乙太網通信和DC電カ的電路模型的示例性圖示。兩對導體708用於支持PSE 706與710之間的快速乙太網通信(即，100Mbit)和電カ傳送。替代實施方案可使用四對導體來經由CAT5電纜支持千兆位乙太網，或者經由CAT3電纜支持快速乙太網。將認識到，儘管使用乙太網的本發明的多個實施方案所示和參考成使用兩對或四對導體，因為乙太網通常理解為如此部署，因此這樣參考可有助於教示本發明，但是，本發明的實施方案可使用僅使用單個雙絞線導體的乙太網變體(即，可使用一、ニ或四對或多達4個雙絞線)。但是，xDSL(例如，VDSL2)和G. hn技術在使用單個雙絞線的實施方案中是優選的，因為xDSL和G. hn技術在單個雙絞線的媒體上具有成熟性和穩健性。現在參見圖17a，所示為用於耦合數據通信和DC電カ的電氣耦合裝置的電路模型的示例性圖示。在相同傳輸媒體，優選地在同軸電纜上組合數據通信(例如，DOCSIS、DOCSIS 2. O、DOCSIS 3. O、MoCA、MoCA 2. 0或G. hn數據機)與電カ的替代方法使用偏壓T型裝置。同軸電纜1708的偏壓T型裝置包括饋送電感器1710，該饋送電感器能夠阻塞高頻信號(例如，通信信號)，以及阻塞電容器1712，該截斷電容器能夠阻塞低頻信號(例如，DC電力、低頻AC電力)。數據通信信號通過入1714和出1716端ロ，在此串聯電路中只有該阻塞電容器。電感器1710防止通信信號通過電カ1718端ロ，並且電容器1712防止DC電カ離開入1714端ロ。出1716端ロ包括來自入1714端ロ的通信信號以及來自電カ1718端ロ的DC電力。可包括額外的電路或它們的等效物，以減小信號損失(例如，使用波導或微帶、額外電感器和電容器的偏壓T型設計以形成共振頻率電路，以及並聯電容器)，並且防止受施加的反向電壓(例如，內部阻塞ニ極管)的影響。現在參見圖17b，所示為鑑於圖17a和圖10用於在用戶終端1010與網元(例如，光節點、0NU) 1000之間耦合數據通信和DC電カ的電氣耦合裝置的電路模型的示例性圖示。 同軸電纜1008用於支持偏壓T型裝置1005與偏壓T型裝置1006之間的數據通信和電カ傳送。阻塞電容器允許數據通信在MoCA客戶端1012與MoCA控制器1004之間流動，而阻塞電力。並且阻塞電感器允許電カ在DC電源138與DC到DC轉換器126之間流動，而阻塞數據通信。用於將四線式傳輸線轉換成兩線式傳輸線以進行全雙エ通信的額外電路未圖示，但假定是通信裝置或數據機子系統的一部分(例如，MoCA客戶端1012、MoCA控制器1004)。將認識到，圖13b和圖14b的偏壓T型裝置1305不包括阻塞電容器，例如1712，以允許DC或AC電カ流到同軸電纜1008和1308上。如上文所提及，本發明的多個實施方案中也可包括用於確定何時將網元附接到傳輸線以及何時將網元從傳輸線移除的裝置檢測電路。一種示例性檢測電路和方法包括置於傳輸線的多個受電導體之間的網元處的電阻元件或電阻負載(例如，10_35kQ電阻器)。在替代性實施方案中，電阻負載可隨電壓或電流的相位或頻率而變。用戶終端在施加額外電壓和電流之前，通過所施加的低電平電流來感測多個受電導體之間的電阻。此外，一種網元可以預定方式改變呈現給用戶終端的電阻，從而向用戶終端指示網元的電カ要求。此外，用戶終端可以預定間隔(例如，50ms)監視所施加的電力，以檢測指示網元已斷開連接，或者傳輸線出現問題的電カ下降。持續時間超過第二預定間隔的電力下降(例如，400ms)將觸發用戶終端停止向(各)傳輸線施加電力，直到用戶終端再次感測到(例如，再次通過低電平電流)網元的預定電阻元件。在多個用戶終端共享到網元的通信傳輸線的替代實施方案中，在第一用戶終端已感測到網元並向該網元提供電カ之後，連接到通信傳輸線的多個後續用戶終端可感測已存在於該傳輸線上的電力，並且不提供額外的電力。在又另ー替代實施方案中，用戶終端可經由共享通信傳輸線從另ー用戶終端進行供電。將認識到，用戶終端或網元的多個實施方案可包括大電容器或小電池，其可以向用戶終端或網元供電，以支持發送斷電報警消息。斷電報警消息或信號由用戶終端或網元發送到頭端或CO，讓該頭端或CO(例如，0LT)知道用戶終端(由網元為用戶終端中繼的斷電報警消息)或網元已失去電力，並且即將離線。這通過警告服務提供商引起連接故障的原因來節省他們的時間。將認識到，大電容器或小電池可以是用戶終端或網元的電源的一部分，或者電源的電容器(即，備用電源)可用於支持發送斷電報警消息。將認識到，某些實施方案中的大電容器、小電池或備用電源可以向用戶終端或網元供電，以在50ms內發送斷電報警消息，或者多次發送斷電報警消息。此外，用戶終端或網元的多個部分或子部件可以在感測到電カ丟失時關閉，支持發送斷電報警消息的最小數量的子部件和網絡接ロ由來自大電容器、小電池或備用電源的電カ維持。此外，斷電報警消息可以是用於網絡通信的消息幀的開銷部分中的位指示器。此外，斷電報警消息或信號也可在用戶終端與網元之間發送。將認識到，用戶終端或網元的多個實施方案可包括電カ狀態指示器(例如，閃爍或改變顏色的LED電カ狀態指示器)。例如，用戶終端處的狀態指示器可指示用戶終端是否準備好向網元供電，或者用戶終端是否正在向網元供電，或者用戶終端是否已從網元接收到斷電報警消息。網元狀態指示器可指示網元是否正在從用戶終端接收電力，或者網元是否正在用備用電池運行，或者網元是否已從用戶終端接收到斷電報警消息(網絡終端正在用備用電池運行)。將認識到，用戶終端或網元的實施方案處還可具有通信狀態指示器，用以指示在用戶終端與網元之間是否已建立或正在發生(例如，閃爍)通信。將認識到，CO可通過網絡管理或者管理消息或者網絡系統警告來監視網元和用戶終端的電カ狀態(例如， 備用電池上的電カ準備、穩定狀態)。現在參見圖18，所示為多種通信協議所使用的頻譜的示例性圖示。儘管不包括所有可能的通信協議也未按比例繪製，但圖18用於圖示，多種通信協議已確定了頻率分布，並且用於在相同通信媒體上將電カ信號或電カ以及電氣數據通信信號組合成組合電信號的本發明的多個實施方案的方法是用在網元與用戶之間的數據通信信號的令人不感興趣甚至樸素的設計選擇或實施形式的方法。與多種通信協議兼容或者符合這些通信協議的通信裝置，與本發明的方法和實施方案一致，並且這些說明以引用方式併入本文中，這些通信協議例如但不限於ADSL ANSI Tl. 413、ITU-T G. 992. I (G. DMT)、ITU-T G. 992. 2 (G. lite)；ADSL2 ITU-T G.992. 3/4 ；ADLS2+ITU-T G.992. 5 ；VDSL ITU-T G.993. I ；VDSL2 ITU-TG. 993. 2 ；D0CSIS 1.0、ITU_T J. 112(1998) ；D0CSIS I. UITU-T J. 112(2001) ；D0CSIS 2.0、ITU-T J. 122 ；D0CSIS 3. 0, ITU-T J. 222、ITU-T J. 222. 0, ITU-T J. 220. I、ITU-T J. 222. 2、ITU-T J. 222. 3 ;家庭 PNA (HPNA) 2. 0、ITU-T G. 9951, ITU-T G. 9952, ITU-T G. 9953 ;家庭 PNA(HPNA)3. 0、ITU-T G. 9954 (02/05)；家庭 PNA (HPNA) 3. I、ITU-T G. 9954 (01/07)；家庭插頭1.0、TIA-1113 ;家庭插頭AV、家庭插頭AV2、IEEE P1901 ;同軸電纜多媒體聯盟(MoCA) I. O、MoCA I. I、MoCA 2. O、www. mocalliance. org ；G. hn、ITU-T G. 9960、ITU-TG. 9961 ;以及 G. hnta、ITU-T G. 9970。本發明的優選實施方案在相同通信媒體上，以獨立於用於網元與用戶駐地之間的網絡通信信號的頻率的頻率(優先地處於較低頻率)，從用戶駐地向網元供應電力。例如，使用VDSL2經由雙絞線傳輸線在網元(例如，0NT/0NU)與用戶駐地之間傳輸數據，同時從用戶駐地向網元遠程供電可這樣實現傳輸DC電カ(即，基本上以零頻率)、60Hz的AC電力，或者DC電カ信號或集中於某頻率的AC電カ信號，該頻率不同於VDSL2所使用的頻率，因為VDSL2佔據25. 8KHz與30MHz之間的頻率。在另ー實例中，使用MoCA經由同軸電纜在網元與用戶駐地之間通信，同時向網元遠程供電可這樣實現傳輸DC電力、60Hz的AC電力，或者DC電カ信號或集中於某頻率的AC電カ信號，該頻率不同於MoCA所使用的頻率，因為MoCA佔據860MHz與I. 55GHz之間的頻率。在又另ー實例中，使用ITU-T G. hn經由雙絞線或同軸電纜傳輸線在網元與用戶駐地之間通信，同時向網元遠程供電可這樣實現傳輸DC電力、60Hz的AC電力，或者DC電カ信號或集中於某頻率的AC電カ信號，該頻率不同於ITU-T G. hn所使用的頻率，因為ITU-T G. hn佔據25. 8KHz與100MHz_150MHz範圍或帶之間的頻率(取決於G. hn網絡的速度模式)。或者，儘管不是優選的，但可預見本發明的以下實施方案也是可能的以至少部分被用於在網元與用戶駐地之間通信的通信信號所佔據的ー個頻率從用戶駐地向網元遠程輸送電力。所傳輸的電カ將増大通信協議頻譜中的噪聲功率，但只要通信信號以大於經增大的噪聲功率的功率電平進行傳輸，網元與用戶駐地之間的通信就仍然有可能實現。例如，現代xDSL(例如，adsl、adsl2、vdsl、vdsl2)數據機或G. hn數據機動態地或恆定地測量在它們的傳輸線上遇到的噪聲功率譜。該信息用於確定它們的通信信號傳輸的功率電平。因此，以與通信頻率重疊的頻率、從用戶駐地遠程傳輸電力以供應網元所引起的噪聲功率増大可通過提高xDSL數據機的通信信號傳輸電平而進行補償。但是，可能需要的數據機具有的通信信號功率電平要超出常規的信號功率電平。此外，用戶駐地xDSL或G. hn數據機應在任何傳輸之前觀察雙絞線傳輸線的功率譜密度或者對其進行譜密度估計，這隨後可用於確定將電カ和數據信號供應給網元的功率電平。將認識到，儘管本發明的實施方案所示為或者參考為採用不同方法來將電カ注入不同位置處的網元，但可使用注入方法與位置的任何方法或組合，並且注入電カ以從用戶主電源向網元供電可發生在沿用戶終端與網元之間的通信傳輸線的任何位置。將認識到，用戶終端和網元的實施方案可使用省電模式，並且上文在本發明的多個實施方案中所述的經由用於通信的相同媒體從用戶主電源向網元供電並不禁止使用省電模式。將認識到，儘管之前已討論了逐漸向網元供電(例如，0NU)，但網元的實施方案可使用在多個向網元供電的用戶終端之間平衡的電カ負載。此外，在替代實施方案中，網絡管理或管理消息可以在用戶終端與網元之間交換，其中用戶終端響應於從網元或從CO接收的網絡消息，對它們向網元供應的電カ信號的電壓或電流進行調整。儘管已就特定實施形式或實施方案描述了本發明，但所屬領域的普通技術人員可根據該教示在不脫離提出權利要求的本發明的精神或超出其範圍的情況下得出額外的實施形式、實施方案和修改。它們並不_在詳盡說明或將本發明限制到所掲示的準確形式，並且顯然根據上述教示可能有許多修改和改變。選擇並描述這些實施方案的目的在於最好地解釋本發明的原理及其實踐應用，從而使得所屬領域的其他技術人員能夠用適合預期的特定用途的多種修改方案來最好地使用本發明和多種實施方案。因此，應理解，本文中的附圖和說明書以實例的方式提供以有助於理解本發明，並且不應構成對本發明範圍的限制。
權利要求
1.廣域網的ー種網元，該網元具有分別連接到至少ー個光纖以與服務提供商通信的至少ー個光端ロ，並且具有分別連接到至少ー個電線對或電纜以與用戶通信的至少ー個電氣端ロ，並且該網元具有至少ー個電氣耦合裝置，該至少ー個電氣耦合裝置連接到一個電氣端ロ，以將電力信號以及電氣數據通信信號從組合式電氣WAN信號中分離，並且該網元具有至少ー個通信裝置，該至少ー個通信裝置分別連接到ー個電氣耦合裝置，以接收和發射電氣數據通信信號，並且該網元具有至少ー個功率變換器，該至少一個功率變換器分別連接到ー個電氣耦合裝置，以接受該電カ信號並且轉換該電力信號以供該網元使用，ー種用於向該網元供電的方法包括以下步驟 (a)通過至少ー個電線對或電纜接受包括該電カ信號和該電氣數據通信信號的該組合式電氣WAN信號； (b)通過該電氣耦合裝置將該電カ信號和該電氣數據通信信號從該組合式電氣WAN信號中去耦； (c)將經去耦的電氣數據通信信號提供給該通信裝置；(d)將經去耦的電力信號提供給該功率變換器； (e)通過該功率變換器將該電力信號轉換成用於該網元的電カ；以及 (f)響應於丟失該電カ信號，發送ー個斷電報警消息，因此 該網元能夠經由該光纖與該服務提供商通信，並且由用戶經由該電線對或電纜能夠對該網元進行供電，並且該網元能夠經由相同電線對或電纜與該用戶通信。
2.如權利要求I所述的方法，其中該電線對或電纜選自基本上由以下各項組成的群組 ー個22規格的雙絞線； ー個24規格的雙絞線； ー個26規格的雙絞線； 一個來自3類電纜的單線對； 一個來自5類電纜的單線對； 一個來自5e類電纜的單線對； 一個來自6類電纜的單線對；以及 一個同軸電纜。
3.如權利要求I所述的方法，其中該電線對或電纜選自基本上由以下各項組成的群組 一個來自3類電纜的雙線對； 一個來自5類電纜的雙線對； 一個來自5e類電纜的雙線對； 一個來自6類電纜的雙線對； ー個3類電纜； ー個5類電纜； ー個5e類電纜；以及 ー個6類電纜。
4.如權利要求I所述的方法，其中該電氣耦合裝置包括選自基本上由以下各項組成的群組的ー個或多個裝置 一個基於變壓器的電路； 一個基於光學的電路； ー個電容耦合的電路； ー個基於矽/集成電路的電路； ー個耦合電容器； 一個耦合變壓器； ー個中心抽頭的變壓器； 一個隔離變壓器； 一個橋式整流器； 一個阻塞電感器； 一個共式扼流圈； 一個電感耦合器； 一個低通濾波器； ー個帶通濾波器；以及 ー個高通濾波器。
5.如權利要求I所述的方法，進ー步包括以下步驟 (aO)提供穿過該電線對或電纜的ー個預定電阻負載。
6.如權利要求I所述的方法，其中該通信裝置選自基本上由以下各項組成的群組 ー個數字用戶線(xDSL)數據機； 一個非對稱數字用戶線(ADSL)數據機； 一個非對稱數字用戶線(ADSL2)數據機； 一個非對稱數字用戶線(ADSL2+)數據機； 一個甚高比特率數字用戶線(VDSL)數據機； 一個甚高比特率數字用戶線(VDSL2)數據機； ー個電カ線載波數據機； ー個電カ線通信數據機； 一個電纜數據服務接ロ規範(DOCSIS)數據機； 一個電纜數據服務接ロ規範2. O (DOCSIS 2. O)數據機； 一個電纜數據服務接ロ規範3. O (DOCSIS 3. O)數據機； ー個乙太網物理層(PHY)裝置； ー個乙太網媒體接入控制(MAC)裝置； 一個同軸電纜多媒體聯盟(MoCA)功能裝置； 一個同軸電纜多媒體聯盟2. 0(MOCA 2. O)功能裝置；以及 ー個ITU. T G.hn功能裝置。
7.如權利要求I所述的方法，其中該通信網絡選自基本上由以下各項組成的群組 一個點到點有源乙太網通信網絡； 一個點到多點通信網絡； 一個無源光網絡(PON)；一個光纖到路邊(FTTC)網絡； 一個光纖到駐地(FTTP)網絡； 一個光纖到住宅(FTTH)網絡； 一個光纖到節點(FTTN)網絡；以及 一個光纖到底層(FTTB)網絡； ー個混合光纖同軸(HFC)網絡；以及 其中該網元選自基本上由以下各項組成的群組 ー個HFC網絡的光節點； 一個光網絡單元(ONU);以及 一個光網絡終端(ONT)。
8.如權利要求I所述的方法，進ー步包括以下步驟 (g)在該網元處聚合來自ー個或多個用戶駐地的電氣通信信號，以經由該光纖與該服務提供商通信。
9.如權利要求I所述的方法，進ー步包括以下步驟 (g)隨著連接到該網元的每個活躍用戶的添加而逐漸向該網元供電。
10.如權利要求I所述的方法，進ー步包括以下步驟 (g)測量該網元的電カ消耗。
11.如權利要求10所述的方法，進ー步包括以下步驟 (h)就該網元消耗的電的成本償付該用戶。
12.如權利要求I所述的方法，進ー步包括以下步驟 (g)通過關閉非必要裝置或降低通信的線速率來減少該網元的電カ消耗。
13.廣域網的一種用戶終端，該廣域網具有ー個網元，該網元具有分別連接到至少ー個光纖以與服務提供商通信的至少ー個光端ロ，以及分別連接到至少ー個電線對或電纜以與該用戶終端通信的至少ー個電氣端ロ，該用戶終端具有ー個電源，用於產生ー個具有電流和電壓的電カ信號，並且該用戶終端具有ー個通信裝置，用於發射和接收電氣數據通信信號，並且該用戶終端具有ー個電氣耦合裝置，用於連接到該電線對或電纜，並且用於連接到該電源，並且用於連接到該通信裝置，並且用於將該電カ信號與該電氣數據通信信號作為ー個組合式電氣WAN信號而組合到該電線對或電纜上以傳輸到該網元，一種用於將電カ和數據通信信號從用戶駐地處的用戶終端傳輸到廣域網的網元的方法包括以下步驟 (a)提供具有電流和電壓的該電カ信號，該電流和電壓得自該用戶駐地處的用戶駐地主電源； (b)通過該用戶駐地處的該電氣耦合裝置將該電力信號與來自該通信裝置的該電氣數據通信信號稱合成該組合式電氣WAN信號； (c)通過連接在該用戶終端與該網元之間的至少ー個電線對或電纜將該組合式電氣WAN信號傳輸到該網元；以及 (d)響應於丟失用戶駐地主電源而傳輸ー個斷電報警消息，因此 該用戶終端能夠經由該電線對或電纜將得自該用戶駐地主電源的電カ提供給該網元，並且該用戶終端能夠經由相同的電線對或電纜與該網元進行電氣數據通信。
14.如權利要求13所述的方法，其中該電線對或電纜選自基本上由以下各項組成的群組 ー個22規格的雙絞線； ー個24規格的雙絞線； ー個26規格的雙絞線； 一個來自3類電纜的單線對； 一個來自5類電纜的單線對； 一個來自5e類電纜的單線對； 一個來自6類電纜的單線對；以及一個同軸電纜。
15.如權利要求13所述的方法，其中該電線對或電纜選自基本上由以下各項組成的群組 一個來自3類電纜的雙線對； 一個來自5類電纜的雙線對； 一個來自5e類電纜的雙線對； 一個來自6類電纜的雙線對； ー個3類電纜； ー個5類電纜； ー個5e類電纜；以及 ー個6類電纜。
16.如權利要求13所述的方法，其中該電氣耦合裝置包括選自基本上由以下各項組成的群組的ー個或多個裝置 一個基於變壓器的電路； 一個基於光學的電路； ー個電容耦合的電路； ー個基於矽/集成電路的電路； ー個耦合電容器； 一個耦合變壓器； ー個中心抽頭的變壓器； 一個隔離變壓器； 一個橋式整流器； 一個阻塞電感器； 一個共式扼流圈； 一個電感耦合器； 一個低通濾波器； ー個帶通濾波器；以及 ー個高通濾波器。
17.如權利要求13所述的方法，進ー步包括以下步驟 (al)傳輸足以感測穿過該電線對或電纜的預定電阻負載的ー個低電平電流。
18.如權利要求13所述的方法，其中該通信裝置選自基本上由以下各項組成的群組ー個數字用戶線(xDSL)數據機； 一個非對稱數字用戶線(ADSL)數據機； 一個非對稱數字用戶線(ADSL2)數據機； 一個非對稱數字用戶線(ADSL2+)數據機； 一個甚高比特率數字用戶線(VDSL)數據機； 一個甚高比特率數字用戶線(VDSL2)數據機； ー個電カ線載波數據機； ー個電カ線通信數據機； 一個電纜數據服務接ロ規範(DOCSIS)數據機； 一個電纜數據服務接ロ規範2. O (DOCSIS 2. O)數據機； 一個電纜數據服務接ロ規範3. O (DOCSIS 3. O)數據機； ー個乙太網物理層(PHY)裝置； ー個乙太網媒體接入控制(MAC)裝置； 一個同軸電纜多媒體聯盟(MoCA)功能裝置； 一個同軸電纜多媒體聯盟2. 0(MOCA 2. O)功能裝置；以及 ー個ITU. T G.hn功能裝置。
19.如權利要求13所述的方法，其中該通信網絡選自基本上由以下各項組成的群組 一個點到點有源乙太網通信網絡； 一個點到多點通信網絡； 一個無源光網絡(PON)； 一個光纖到路邊(FTTC)網絡； 一個光纖到駐地(FTTP)網絡； 一個光纖到住宅(FTTH)網絡； 一個光纖到節點(FTTN)網絡；以及 一個光纖到底層(FTTB)網絡； ー個混合光纖同軸(HFC)網絡；以及 其中該網元選自基本上由以下各項組成的群組 ー個HFC網絡的一個光節點； 一個光網絡單元(ONU);以及 一個光網絡終端(ONT)。
20.廣域網的ー種網元，該網元具有分別連接到至少ー個光纖以與服務提供商通信的至少ー個光端ロ，並且具有分別連接到至少ー個電線對或電纜以與用戶駐地處的用戶終端通信的至少ー個電氣端ロ，並且在該用戶駐地處包括該用戶終端，該用戶終端具有ー個電源，用於產生具有電流和電壓的一個電カ信號，並且該用戶終端具有ー個第一通信裝置，用於發射和接收電氣數據通信信號，並且該用戶終端具有ー個第一電氣耦合裝置，用於連接到該電線對或電纜，並且用於連接到該電源，並且用於連接到該第一通信裝置，並且用於將該電源的該電カ信號與該第一通信裝置的多個該電氣數據通信信號作為ー個組合式電氣WAN信號而組合到該電線對或電纜上以傳輸到該網元，並且在該網元處包括ー個第二電氣耦合裝置，用於連接到該電線對或電纜，並且用於將該電カ信號和該電氣數據通信信號從該組合式電氣WAN信號中分離，並且在該網元處包括ー個第二通信裝置，該第二通信裝置連接到該第二電氣耦合裝置，並且用於接收和發射電氣數據通信信號，並且在該網元處包括ー個功率變換器，該功率變換器連接到該第二電氣耦合裝置，並且用於接受該電カ信號，並且用於提供用於該網元的電力，並且其中該網元能夠經由光纖與該服務提供商通信，一種用於向該網元供電的方法包括以下步驟 (a)在該用戶終端處提供具有電流和電壓的該電カ信號，該電流和電壓得自用戶駐地主電源； (b)在該用戶終端處將該電力信號與來自該第一通信裝置的該電氣數據通信信號耦合成該組合式電氣WAN信號； (c)通過連接在該用戶終端與該網元之間的至少ー個電線對或電纜將該組合式電氣WAN信號傳送到該網元， (d)通過連接在該用戶終端與該網元之間的至少ー個電線對或電纜在該網路元件處接受該組合式電氣WAN信號； (e)在該網元處將該電カ信號和該電氣數據通信信號從該組合式電氣WAN信號中去率禹; (f)在該網元處將經去耦的電氣數據通信信號提供給該第二通信裝置； (g)在該網元處將經去耦的電力信號提供給該功率變換器； (h)在該網元處通過該功率變換器將該電力信號轉換成用於該網元的電カ；以及 (i)響應於丟失該電カ信號而傳輸ー個斷電報警消息，因此 該網元能夠經由該光纖與該服務提供商通信，並且從該用戶終端經由該電線對或電纜能夠對該網元進行供電，並且該網元能夠經由相同電線對或電纜與該用戶終端通信。
21.廣域網的ー種網元,該網元包括 至少ー個光端ロ，該至少ー個光端ロ分別連接到至少ー個光纖，以與服務提供商通信， 至少ー個電氣端ロ，該至少一個電氣端ロ分別連接到至少ー個電線對或電纜，以與用戶通信， 至少ー個電氣耦合裝置，該至少ー個電氣耦合裝置連接到一個電氣端ロ，以將電力信號以及電氣數據通信信號從ー個組合式電氣WAN信號中分離， 至少ー個通信裝置，該至少ー個通信裝置分別連接到ー個電氣耦合裝置以接收和發射電氣數據通信信號，並且分別連接到ー個光端ロ以接收和發射與該服務提供商的通信，並且響應於該電力信號的丟失而向該服務提供商傳輸ー個斷電報警消息，以及 至少ー個功率變換器，該至少一個功率變換器分別連接到ー個電氣耦合裝置，以接受該電カ信號，並且轉換該電力信號以由該網元使用。
22.廣域網的一種用戶終端，該廣域網具有ー個網元，該網元具有分別連接到至少ー個光纖以與服務提供商通信的至少ー個光端ロ，以及分別連接到至少ー個電線對或電纜以與該用戶終端通信的至少ー個電氣端ロ，該用戶終端包括 ー個電源，用於產生ー個具有電流和電壓的電カ信號， ー個通信裝置，用於發射和接收電氣數據通信信號以與該網元通信，並且用於響應於丟失產生該電カ信號的能力而將ー個斷電報警消息作為電氣數據通信信號傳輸到該網元，以及ー個電氣耦合裝置，用於連接到該電線對或電纜，並且用於連接到該電源，並且用於連接到該通信裝置，並且用於將該電カ信 號與該電氣數據通信信號作為ー個組合式電氣WAN信號組合到該電線對或電纜上，以傳輸到該網元。
全文摘要
在此披露了一種用於向光纖廣域網的網元供電的系統。當在來自中心局(CO)的光纖與來自用戶終端的雙絞線、同軸電纜或乙太網電纜傳輸線之間使用網元來轉換光到電(O-E)和電到光(E-O)信號從而在中心局與用戶終端之間傳送通信數據時，提供了一些與通過該用戶終端或用戶駐地遠程供電裝置向網元或降點進行本地供電有關的技術。使用本發明可以獲得某些優勢和/或益處，例如無需安裝額外的儀表或繳納儀表接線費，並且不需要單獨的電力網。
文檔編號H04B10/80GK102859909SQ201180020896
公開日2013年1月2日 申請日期2011年2月28日 優先權日2010年2月28日
發明者亞歷山大·索託, 沃爾特·索託 申請人:亞歷山大·索託, 沃爾特·索託