用於插入式計算裝置的牆壁安裝的外殼的製作方法

2023-10-22 15:32:47 1

專利名稱：用於插入式計算裝置的牆壁安裝的外殼的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及模塊化牆壁安裝或地板安裝計算裝置，其在其它功能方面代替標準桌面PC並使計算機用戶能夠訪問和使用本地及
遠程應用程式。更具體地，本發明涉及內建或連同LAN和電源插座建立的瘦客戶機型計算裝置，其一側連接到建築LAN系統基礎設施或現有的電力線網絡，另一側連接到用戶相互作用或外圍設備。
背景技術：
目前，桌面個人計算機(PC)對於許多專業人員是必需的工作工具。桌面PC能存取信息並提高生產率，但也存在許多內在問題。這些問題包括高成本、低可靠性問題、較差的信息和物理安全性、高功耗及產生熱量、噪聲、電磁輻射、消耗空間及較差的中央管理。對於這些及其它原因，許多組織正尋求桌面PC之外的更經濟的選擇。
近些年，痩客戶機計算裝置成為盛行的、桌面PC之外的選擇。
由於瘦客戶機基於遠程處理和遠程管理的概念建立，因而運行這些設備需要非常少的本地維護和相互作用。瘦客戶機一定程度上能夠像PC那樣運行本機應用程式。
典型的現有瘦客戶機建立為桌面設備，其用電源線和區域網(LAN)線纜連接到牆壁基礎設施並通過另外成纜連接到不同的桌面外圍設備如顯示器、鍵盤和滑鼠。瘦客戶機經LAN或通過寬域網(WAN)連接到遠程伺服器，應用程式在遠程伺服器上運行且數據保存在遠程伺服器上。這種類型的瘦客戶機設備佔用桌面空間並依賴於各種線纜連接。這種類型的瘦客戶機設備的安裝較複雜、耗時及麻煩，這是因為必需連接所有線纜。通常，所述設備還需要用另外的實線固定線纜和鎖物理地固定到桌子上以防止調整和竊賊。目前，有一些簡單的功能設計來安裝在LAN或電源插座如網絡開關和無線接入點內。本領域已知的另外的選擇是將瘦客戶機集成在顯示裝置內。在這種選擇節省了視頻線纜連接並減少桌面空間的同時，其也遭受將兩個功能連在一起引起的內在維護問題。這種類型的集成導致維護複雜並增加解決方案成本。將這兩個功能分開有利於運行靈活、維護容易及適當資產管理。
本領域已知的另一選擇是將瘦客戶機功能集成在鍵盤外殼內。這種安裝節省一根線纜一鍵盤連接。由於鍵盤易受機械故障及液體損害，這種解決方案不合乎需要，因此這種組合引起的維護問題也是不可避免的。
本領域已知的另 一選擇是將計算機/瘦客戶機集成在觸控板或滑鼠內。這種方法也由於其技術和運行問題而不合乎需要，包括妨礙滑鼠功能的過重和高溫及需要連接許多線纜。
因此，需要克服這些問題並為簡單的痩客戶機計算裝置提供組織和安裝場所的計算裝置，所述痩客戶機計算裝置具有最小連接的配線及佔用最小的桌面空間。所述計算裝置可容易地部署在現有或新的網絡基礎設施上，且僅要求最少和簡單的安裝。
通常，計算裝置被構造為一個"母板"，必需或可選的板或組件使用連接器或線纜插在其上面。
題為"用於在數據線上同時傳輸數據和功率的功率傳遞裝置"的
美國專利6， 710， 704 (Fisher等2004年3月23日)公開了足以供電遠程網絡設備的電源電流在傳輸線上與網絡數據信號同時傳輸。
題為"由多個電子元件確定的模塊化插座"的美國專利6， 547， 602(Price等2003年4月15日)公開了集成的模塊化插座組件，其中一個或多個模塊化插座或插口通過使兩個或多個PC卡可操作連通而確定，如在便攜計算機的卡槽空腔內。除了PC卡之外，不同的電子設備元件也可能已形成在其表面上，模塊化插口部分使它們能操作上連接到類似裝備的元件，從而還確定模塊化連接器。
6題為"用於高速網絡的、具有集成微波傳輸線的信號調節的RJ-45
模塊化連接器"的美國專利5， 971， 813 (K認等1999年10月26日)公開了一種模塊化連接器，其包括在正面接受RJ-45類型插口及在背面接受模製插件的絕緣外殼。所述模製插件包括信號調節電路，其在物理接口設備或編碼器/解碼器及到高速計算機網絡的未屏蔽雙扭線電纜之間提供適當的電耦合。
題為"在終端上顯示窗口應用程式的方法和裝置"的美國專利5,918,039 (Buswell等1999年6月29日)公開了能夠與圖形用戶界面如窗口一起運行的視頻顯示終端，從而允許使用駐留在伺服器上的通用應用程式，而無需自伺服器傳輸應用程式數據之外的東西，且無需將鍵盤和滑鼠信息從終端傳輸到伺服器。此外，還公開了在通信鏈路上從主機更新終端運行特徵的方法。
其它一般背景信息可在下述專利中找到
美國專利6，885，674 (Hunt等2005年4月26日)使用中壓電源系統提供寬帶通信的通信系統。
美國專利6， 888， 790 (Kilani， 2005年5月3日)用於基於OFDM的調製方案的幀同步技術。
美國專利6, 373， 377 (Sacca等2002年4月16日)用於電力線連網的具有數字數據耦合的電源。
美國專利6，074，086 (Yongein， 2000年6月13日)具有改進的開窗口的OFDM信號同歩。
美國專利6， 040， 759 (Sanderson, 2000年3月21日)使用高壓電源系統提供寬帶數據服務的通信系統。
題為"用於在數據線上同時傳輸數據和功率的功率傳遞裝置"的美國專利申請20040174251 (Fisher， David A.等2004年9月9日)公開了在傳輸線上與網絡數據信號同時傳輸足以供電遠程網絡設備的電流的方法。
瘦客戶機概念的實施在2003年4月的題為"在IBM x系列伺服器上實現視窗終端伺服器及Citrix元幀"的IBM文檔中描述。另外的信息可在下述文獻中找到
2000年11月、哥倫比亞大學、網絡計算實驗室"瘦客戶機計 算體系結構的比較"。
重要的工業相關標準的描述可在下述參考文獻中找到
IEEE 802. 3af乙太網供電標準
IEEE乙太網上的高功率，提議的標準草稿
HomePlug 1. 0工業標準
IEEE 802. 3u快速乙太網標準
ANSI NEMA-WD6-2002接線裝置-尺寸說明書
ANSI/TIA/EIA-568商業建築的電信成纜標準
ANSI/TIA/EIA-569商業建築電信路徑和空間
3Com Intellijack 開關NJ225產品小冊子
技術論文-3Com NJ205 Intellijack 開關管理特徵位置映
射

發明內容
需要為簡單的瘦客戶機計算裝置提供組織和安裝場所的計算裝 置，所述瘦客戶機計算裝置具有最小連接的配線及佔用最小甚或不佔 用桌面空間。所述計算裝置可容易地部署在現有或新的網絡基礎設施 上，且僅要求最少和簡單的安裝。
本發明總體上涉及牆壁安裝或地板安裝的計算裝置，其代替標準 桌面PC並使計算機用戶能夠訪問和使用本地及遠程應用程式。更具 體地，本發明涉及內建或連同LAN或電源插座建立的瘦客戶機型計算 裝置，其一側連接到建築LAN系統基礎設施或電力線網絡，另一側連 接到用戶相互作用及外圍設備。
本發明致力於提供鄰近於或嵌入在LAN或電源插座內的、安裝在 牆壁或地板上的有用計算裝置，其背面通過乙太網或電力線連接到建 築LAN，正面通過線纜或無線連接到顯示器、鍵盤、滑鼠或其它外圍 設備。在本發明的典型實施例中，給計算裝置的功率通過LAN線纜供應。在本發明的另一典型實施例中，計算裝置的LAN連通性在現有電 力線上提供。本發明的另一實施例使用包括集成的LAN或電源連接器 的、牆壁或地板安裝的外殼部分。該共用外殼使能容易安裝所述計算 裝置模塊及多個其它兼容的、可被插入所述同一外殼內的插入式裝 置。
在一實施例中，提供了牆壁或地板安裝的計算裝置，所述計算裝 置包括處理所需程序的處理器；用於永久保存隨後由所述處理器處理 的程序和數據的非易失性存儲器；用於暫時保存所述處理器需要的數 據的易失性存儲器；用於從所述處理器、所述非易失性存儲器或所述
易失性存儲器控制的數據在連接的視頻顯示器上產生可見視頻圖象
的視頻顯示控制器；用於將所述裝置連接到外部數據網絡因而在外部 數據網絡和裝置之間接收和傳輸數據的網絡接口裝置；用於與多個外 部外圍設備接口連接的裝置，以使用戶能通過與所述外圍設備不同形 式的數據交換而與所述計算裝置相互作用，所述外圍設備如鍵盤和鼠 標或任何其它連接的裝置，其中所述計算裝置建立為安裝在網絡插座 內或機械上連到網絡插座。
在本發明的另 一實施例中，提供了牆壁或地板安裝的計算裝置， 所述計算裝置包括處理所需程序的處理器；用於永久保存隨後由所 述處理器處理的程序和數據的非易失性存儲器；用於暫時保存所述處 理器需要的數據的易失性存儲器；用於從所述處理器、所述非易失性 存儲器或所述易失性存儲器控制的數據在連接的視頻顯示器上產生 可見視頻圖象的視頻顯示控制器；用於將所述計算裝置通過基於光纖 的裝置連接到外部數據網絡因而在外部數據網絡和計算裝置之間接 收和傳輸數據的網絡接口裝置；用於與多個外部外圍設備接口連接的 裝置，以使用戶能通過與所述外圍設備不同形式的數據交換而與所述 計算裝置相互作用，所述外圍設備如鍵盤和滑鼠或任何其它連接的裝 置。
在本發明的另一實施例中，提供了用於插入式計算裝置的外殼， 所述外殼包括盒，大小適於安裝在標準牆壁切口內，其由導熱材料製成，且固定到牆壁或地板；連接到LAN系統的電連接器，其構造成 與插入式計算裝置配合；及連接到所述電連接器的非易失性位置存儲 器，其將所述外殼的身份信息提供給LAN系統和插入式計算裝置。所 述電連接器不僅可用於提供網絡連通性，而且可用於使用乙太網供電 在同一線路上提供功率，或者插入式計算裝置可被連接到電系統及以 太網連通性可共享電力線。
在本發明的另一實施例中，提供了安全的數據系統，所述系統包 括位於受限入口區的伺服器；連接到所述伺服器及多個乙太網線路 的LAN開關，其中至少一所述乙太網線路連到用於插入式計算裝置的 外殼，所述外殼包括盒，大小適於安裝在標準牆壁切口內，其由導 熱材料製成，且固定到牆壁或地板；連接到LAN系統的電連接器，其 構造成與插入式計算裝置配合；及連接到所述電連接器的非易失性位 置存儲器，其將所述外殼的身份信息提供給LAN系統和插入式計算裝 置。
在本發明的另一實施例中，提供了牆壁或地板安裝的LAN開關或 集線器，所述開關或集線器包括用於連接到牆壁LAN系統的配合連 接器；連接到配合連接器的LAN開關；連接到LAN開關或集線器的多 個LAN連接器，其中所述LAN開關或集線器構造為適於安裝在網絡插 座內或機械上連到網絡插座。
在本發明的另一實施例中，在用於插入式計算裝置的外殼內配置 非易失性位置存儲器的方法包括步驟將編程及測試插件插入所述外 殼並編程非易失性位置存儲器。
在另一實施例中，公開了分層的計算裝置，包括包含至少三個 實質上平行的印刷電路板的導熱框，其中第一印刷電路板層至少包
含處理器、存儲器控制器、易失性存儲器、非易失性存儲器、及使其
與第二層對接的互連組件；第二印刷電路板層連接到第一和第三層並 至少包含I/O控制器、LAN收發器、電源和連接到第三層的互連裝置；
及第三層印刷電路板連接到第二層並至少包含前面板連接器。和優點可從在此包含的附圖及描述明顯 看出。


本發明的示例性實施例在下面結合附圖進行描述。相同的附圖標 記用於指不同附圖上的相同或相關特徵。附圖 一般非按比例繪製。
為了獲得本發明的上述及其它優點和特徵，上面簡單描述的本發 明的更具體描述將通過結合其具體實施例進行，所述實施例在附圖中 圖示。應當理解，這些附圖僅描繪本發明的典型實施例，因此不應被 視為限制本發明的範圍，本發明將通過使用附圖用另外的特性和細節 進行描述和闡釋，其中
圖1為本發明實施例的截面圖，其示出牆壁或地板安裝的插件-外殼安裝具有基於乙太網LAN的網絡接口。
圖la為本發明另一實施例的截面圖，其示出了牆壁或地板安裝 的插件-外殼安裝導熱裝飾框及調整檢測器選件。
圖2為本發明實施例的截面圖，其示出牆壁或地板安裝的插件-外殼安裝具有基於光纖的網絡接口 。
圖3為本發明實施例的截面圖，其示出牆壁或地板安裝的插件-外殼安裝具有基於電力線上的乙太網的網絡接口。
圖4為高級系統圖，其具有一個或多個遠程伺服器、多個網絡開 關或集線器、及多個連接的LAN插座安裝的本發明計算機裝置。這表 示本發明用於商業及企業系統的典型實施。
圖4a為高級系統圖，其具有一個或多個住宅網關/伺服器/寬帶 路由器或PC，在標準電力線上連接到多個電源插座安裝的本發明計 算機裝置。該系統表示本發明用於家庭及小辦公室/家庭辦公室 (S0H0)目的時實施的典型例子。
圖5為空面板模塊插件的正視圖，其可用於覆蓋不用的、已安裝 的本發明插座。
ii圖5a可用於覆蓋不用的、已安裝的本發明插座的空面板模塊插
件的側視圖。
圖6為根據本發明實施例的典型計算裝置。
圖6a為與圖6相同的計算裝置，但沒有裝飾框架連到其前面板。
圖7為根據圖6的實施例的計算裝置的典型使用及其連接到共用 桌面外圍設備如鍵盤、滑鼠、揚聲器和顯示器。
圖8為根據本發明的、具有有線LAN接口及乙太網供電的計算裝 置的實施例的框圖，
圖8a為與圖8的計算裝置相似的實施例，但具有電力線電路上 的網絡，而不是LAN成纜接口。
圖8b所示為根據本發明的計算裝置的實施例的框圖，其具有硬 連線LAN接口及帶有多個視頻控制器的乙太網供電選件。
圖9為示出多個內部印刷電路板和互連的本發明典型實施例的 截面圖。
圖9a為示出多個內部印刷電路板和互連的本發明的另外的實施 例的截面圖。
圖10為根據本發明實施例的另一模塊插件，其具有LAN埠以
使其它設備能直接連接到LAN基礎設施。
圖ll為另一模塊化插件，其包括四個LAN埠網絡開關。
圖lla為根據本發明實施例的典型LAN開關插件的框圖。
圖12為本發明計算裝置的另一實施例，其具有可從前面板接近
的另外的第二LAN埠。
圖12a為根據本發明實施例，計算裝置與另外的LAN埠一起用
於安全的數據系統。
圖12b為根據本發明實施例的圖lla的系統中的示例性數據流。 圖12c為根據本發明的計算裝置的另一實施例，其在前面板僅具
有LAN插口和指示燈。圖12d為根據本發明實施例的典型計算裝置插件的框圖，其具有
連接到計算機的作為第二 LAN埠的另外的LAN埠及乙太網PD電 路供電。
圖12e為根據本發明實施例的另一典型計算裝置插件的框圖，其 具有另外的帶內部LAN開關的LAN埠及乙太網供電PD電路。
圖13為計算裝置的另一實施例，其具有連接外部數字視頻顯示 器的數字視頻交互(DVI)埠。
圖14為安裝測試儀和程序編制器系統的典型實施例，用於測試 插座和LAN安裝及將不同的數據編程到位置存儲器晶片內。 圖15為另一模塊化插件，其包括無線LAN接入點。 圖15a為包括無線LAN接入點的模塊化插件的框圖。 圖16為根據本發明實施例的典型插件模塊乙太網供電的設備實施。
圖17為根據本發明實施例的典型插件模塊的電力線網絡實施。 圖18為另一模塊化插件，其包括電源插座及在連接的電力線上 提供乙太網連通性的LAN插座。
圖19為圖18中所示模塊化插件的框圖。
圖20為電連接在建築配線及本發明模塊化插件之間的外殼連接 器塊的截面圖。
具體實施例方式
下面的詳細描述是實現本發明的最佳模式。該描述不應視為限 制，而是僅用於說明根據本發明的一般原理的目的。本發明的範圍由 所附權利要求確定。
現在將進一步參考附圖，其中示出了本發明的示例性實施例。 首先參考圖l，其示出了本發明典型實施例的截面圖，其中牆壁 或地板安裝的插件-外殼100a具有基於乙太網LAN的網絡接口。牆壁或地板安裝的插件-外殼100a安裝在牆壁或地板安裝的盒 中的標準LAN插座洞(挖口)中。插件-外殼100a通常由薄片金屬或 鑿孔塑料盒製成，以機械上固定插件並有效導熱。
插件-外殼100a可改型為適於標準LAN連接點的切塊。該外殼包 括盒3，最好由金屬製成以有效散熱。盒3通過安裝螺釘5或類似的 基於摩擦的緊固件固定到牆壁4上。盒3可安裝到牆壁或地板平面。 或者，盒3可安裝到家具中或安裝到任何其它扁平物體的裝飾盒中。 在一側優選在盒3的頂部或底部為至少一外殼連接器塊2。
可選地，盒3提供針對從所述盒發射的或進入所述盒的RF輻射 的EMI屏蔽。可選地，塊2包括針對從所述盒發射的或進入所述盒的 RF輻射的EMI屏蔽及RF濾波器。
乙太網線纜l向設備提供LAN連通性。在該實施例中，設備功率 可使用乙太網供電的設備電路從LAN信號得到或可由外部牆壁安裝 的DC電源提供。如圖4中所示，LAN線纜通常在另一 (遠)側連接 到網絡開關或集線器。如圖20中詳細所示，所述乙太網線纜1通常 壓褶或焊接到連接器塊2。
外殼連接器塊2可選地包括位置存儲器晶片2c。另外，外殼連 接器2還可包括用於保護裝置免遭高壓瞬變如閃電的裝置，並可提供 絕緣、屏蔽和接地。外殼連接器塊2還包含一些形式的配合表面或接 觸件2b以與模塊化插件7中的配合連接器的插件-外殼接觸件7a形 成低電阻電導。所述配合連接器7可以有幾種構造以與外殼連接器塊 2的幾種構造相配合。
可選的位置存儲器晶片2c可以是可編程裝置，如電可編程只讀 存儲器(EPROM)裝置或預設的只讀裝置。或者，可使用一組跳接器 或微型開關。位置存儲器晶片2c可由遠程應用伺服器或遠程管理服 務器(如圖4中所示)用以創建"位置映射"並將每一可插入裝置與 其被插入的插件-外殼位置相關聯。另外，插入的裝置可訪問位置存 儲器晶片2c中的信息，從而將其功能用在當前位置。這些功能性在 用戶可能頻繁改變其位置、連接的裝備可能改變和移動的動態環境中
14很有用。在這種情況下，使用上述位置映射將用戶與裝置及裝置與實 際(物理)位置相關聯非常有價值。這使能
i、 在萬一裝置或網絡故障從而需要物理或邏輯上發現並修理故 障時，定位實際裝置。
ii、 幫助在所述插座中初始安裝多種裝置。
iii、 基於裝置位置定義連接的網絡資源一這對印表機、掃描儀
及其它網絡外設有用。所安裝的計算裝置的準確位置可自動分配最近 或最舒適的印表機位置或掃描儀。
iv、 通過易於定位機構部署的資產而使審計更容易。
v、 限制訪問高度保密材料的能力，不僅可限制具體用戶，而且 可限制具體的房間/建築位置。
類似的結果可通過適當地將機構網絡分為子網絡並管理所管理 的LAN開關中的埠而獲得，儘管這種類型的管理相比於使用本發明 的位置映射的方法不太靈活和不太可靠，所述方法可獨立於任何網絡 結構或資源運行。
可互換的模塊化插件600構造為安裝在盒3內。如果空間允許， 可安裝可選的裝飾框602。通常，對於較小的安裝空間，不應安裝裝 飾框602。模塊化插件600的多種變異可安裝在所述盒3內。其中幾 個變異將在附圖中示出。例如，模塊化插件600可以是計算裝置如痩 客戶機型計算裝置。圖1中所示的模塊化插件600包括配合連接器7， 其背面與外殼連接器2配合以與模塊化插件600交換所有必要的信 號。
安裝和運行過程可使用相應附圖闡述。在優選實施例中，標準的 地板或牆壁安裝的LAN插座或可轉換為優選實施例結構或在建造建 築的同時預置以使能快速安裝計算裝置。LAN線纜1通常為類別5或 更高的雙絞線屏蔽類型。牆壁或地板表面4中的洞(挖口)通常按 NE區-WD6標準挖口或其它相關標準進行鑽取丄AN線纜1通常被剝皮、 壓接及壓入端部塊，所述端部塊是外殼連接器塊2的一部分。在LAN 線纜和安裝的外殼連接器之間實現電連接的另一選擇是在現有RJ-45LAN插座和外殼連接器塊2的連接器塊之間連接短的跨接線， 從而避免人工剝皮和壓接，這在已經安裝插座的情況下特別有用。在 現有LAN系統正從常規LAN插座更新到本發明的LAN插座時這種方法 特別有用。
之後，外殼連接器固定到外殼盒3以使能通過其配合連接器7和 其彈簧接觸件7與插入的模塊600電連接。組裝後的外殼100a插入 LAN插座挖口並通過螺釘5或任何其它類型的摩擦緊固件固定到牆壁 或地板表面4。
儘管這種基於銅LAN的安裝方法應與大多數機構有關，但仍然需 要在整個LAN或其部分基於光纖的情況下提供類似的解決方案。
因此，本發明的另一類似的實施例如圖2中所示，其示出了特別 適於光纖la而不是上述基於銅線的LAN的插件-外殼100b。
圖la所示為本發明另一實施例的截面圖，其示出了牆壁或地板 安裝的插件-外殼安裝導熱裝飾框及調整檢測器選件。
在示例性的實施例中，導熱裝飾框602a可選地包括足夠厚度的 導熱材料如金屬，最好為鋁或銅。裝飾框最好與外殼、插入式裝置或 二者熱接觸並幫助散發計算插件產生的熱量。
在示例性實施例中，裝飾框602a可選地包括能夠與外殼3相互 作用以發出所述框適當安裝或去除的信號的鑰匙2g。例如，安全檢 測器2f可檢測鑰匙2g的插入。例如，鑰匙2g的移除可導致電阻載 入網絡線纜1。所述線纜中的電流例如可由乙太網供電電源檢測並設 置警報。
在本發明的一些實施例中，裝飾框由物理鎖定裝置鎖定到外殼 上，從而防止不使用特殊工具即可去除所述框。優選地，在該實施例 中，所述框構造為將插件保持在適當位置並防止在沒有先去除框的情 況下將其去除。
現在參考圖2，其示出了本發明實施例的截面圖，其中牆壁或地 板安裝的插件-外殼安裝具有基於光纖的網絡接口。該圖示出了插件-外殼100b及模塊化插件裝置603安裝在牆壁或地板上，其類似於圖 1所示但用於連接到光纖網絡。
牆壁或地板安裝的插件-外殼100b安裝在牆壁或地板安裝的盒 中的標準洞中。插件-外殼100b包括盒3，其具有外殼連接器2b並 使能插入模塊化插件603。如果空間允許，為了美觀可安裝裝飾框 602。
光纜la提供到裝置的數據連通性。光纜通常在另一 (遠)端連 接到網絡開關或具有光埠的集線器。光纜可包括按雙工運行的單根 光纖，或兩根單模或多模類型的光纖。在盒3背面的外殼光耦合器 2a包含一個或多個光耦合器以使能在模塊化插件603的光收發器及 光纜la之間具有良好的光接口 。外殼光耦合器2a還可包括位置存儲 器晶片2c。外殼連接器塊2a通常還包含一些電接觸件2b以與插件-外殼接觸件7a配合從而提供可選的功率及位置存儲器2c連通性。
連到模塊化插件603側面的配合光纖收發器7b與外殼光耦合器 2a配合以將所有必要的信號傳送給模塊化插件603及從其接收信號。
優選地，電力電纜lb向插件-外殼100b提供電力。優選地，電 力電纜lb連接到外殼連接器2a。或者，給模塊化插件603的電力由 外部提供，可選地，經模塊化插件上的連接器。
可選地，外殼光耦合器2a包括用於光電轉換的光纖收發器，因 而使能使用電接口的可互換模塊化插件600，代替光接口的可互換模 塊化插件603。
在該圖中，螺釘5用於將盒3固定到牆壁上。
圖3示出了本發明實施例的另一截面圖，其中牆壁或地板安裝的 插件-外殼裝置具有基於網絡接口的電力線網絡。該圖示出了牆壁或 地板安裝的、主電源插件-外殼100c及主電源模塊化插件裝置604， 其類似於圖1和圖2中所示，但用於連接到主電源出口。
牆壁或地板安裝的插件-外殼100c安裝在牆壁或地板安裝的盒 中的標準洞中。插件-外殼100c包括盒3，其具有外殼連接器2b並使能插入模塊化插件604。如果空間允許，為了美觀可安裝裝飾框 602。
連接到建築物電力基礎設施的幹線電線壓接或連接到主電源外 殼連接器2d，其與主電源配合連接器7c配合。電線通常包括帶電 線lc、中性線ld和地線le。在該區域的電壓將達到110或230伏特 且對用戶而言具有危險。因此，需要在該區域採取適當的屏蔽、絕緣 和安全措施以保護高壓AC線路。
圖4為高級圖，其具有一個或多個遠程伺服器、多個網絡開關或 集線器、及多個通過連接的L認插座安裝的計算機裝置。
系統300包括至少一伺服器8，其可位於區域網(LAN)現場或 位於寬域網(WAN)的遠程位置。在實施的系統使用瘦客戶機插件的 情況下，伺服器8可以是應用程式伺服器、呈現伺服器、繼承主機、 或全球資訊網伺服器。如果使用多個伺服器8，在伺服器8基於不同的實 時和靜態參數如當前伺服器負載及每一伺服器的容量發送新連接之 前添加負載均衡功能。應用程式伺服器不僅運行瘦客戶機的程序，而 且還可使瘦客戶機能夠訪問連接到應用程式伺服器的網絡上的所冇 可用資源。應用程式伺服器8傳送給瘦客戶機的數據包括但不限於由 瘦客戶機解碼和顯示的圖形、編碼的音頻、及視頻。瘦客戶機可將包 括但不限於鍵盤和控制信號、指針、及編碼的音頻和視頻的數據傳送 給應用程式伺服器8。
網絡連接9使所述伺服器8與至少一網絡開關或集線器10連接。 網絡開關或集線器10經網際網路線纜1連接到多個牆壁或地板安裝的 插件-外殼100a。網絡開關或集線器可具有集成的乙太網供電端跨電 路或安裝有外部的乙太網供電中跨功率注入器裝置11，其連接到下 遊。或者或另外，所有或部分插件-外殼100a可用光接口的插件-外 殼100b代替，用光纜la連接到網絡開關或集線器10，及可選地， 還連接到與電源lla連接的電力電纜lb並從集線器10獲取電源功通常，LAN線纜通過安裝場所的地板、牆壁或天花板連到安裝網
絡開關或集線器的集中位置。
插件600至少插件-外殼100a (100b)之一中。插件可從可用插 件如計算裝置650、 610等的列表選擇。優選地，未使用的外殼由空 白罩605覆蓋。
應注意，多個標準LAN插座可連接到同一網絡基礎設施，而不會 幹擾其運行。在典型安裝中，幾個或所有安裝的或現有的LAN用插件 -外殼100a或100b替換。
圖4a示出了另一高級系統圖310，其具有寬帶路由器、 一個或 多個本地或遠程伺服器、及多個通過連接的電源插座安裝的計算機裝 置。
系統310包括將系統場所連接到網際網路312的寬帶數據機/ 路由器/防火牆/住宅網關/機頂盒205、可以是標準PC或專用設備的 至少一遠程伺服器8或本地伺服器8a。伺服器8/8a可以是應用程式 伺服器、多媒體流伺服器、呈現伺服器、繼承主機、或全球資訊網伺服器、 或任何其它類型的伺服器。應用程式伺服器不僅為痩客戶機運行程 序，而且還可使瘦客戶機能訪問連接到應用程式伺服器的網絡上的所 有可用資源。
如果裝備有電力線網絡接口，寬帶數據機/路由器/防火牆/ 住宅網關/機頂盒205直接連接到場所電系統，或者通過外部的電力 線網絡接口盒208進行連接。這使多個插件-外殼100c通常能夠替代 現有的牆壁或地板安裝的電源插座，同時通過在此描述為一條線纜的 家庭主電源線lc、 d、 e連接。
插件604至少插件-外殼100c之一中。插件可從可用插件如計算 裝置720等的列表選擇。為了安全，未使用的外殼由空白罩覆蓋。應 注意，多個標準主電源出口可連接到同一電源基礎設施，而不會干擾 其運行。實際上，在典型的安裝中，只有很少幾個安裝的或現有的電 源出口用插件-外殼100c替代。
19在此圖示的系統為本發明用於家庭及S0H0用途的典型實施例， 因為其允許使用本發明的元件進行簡單的網絡實施，而不需安裝特殊 的網絡線纜。
應當理解，可構建包括系統300和310的元件組合的混合系統， 其具有多個選自100a、 100b和100c的外殼盒。
圖5所示為空面板模塊化插件605的正視圖。該面板可用於覆蓋 未使用的已安裝插座，從而進行裝飾和保護。
空面板模塊化插件605包括空白前面板187，其具有可選的接近 孔43，用於插件鎖定-解鎖特殊移除工具。如果安裝空間允許，可安 裝裝飾框602。可選地，建立所有模塊化插件類型，使得它們可容易 地插入盒3中，最好通過簡單地將它們推入到位而無需工具。然而， 一旦在合適的位置，模塊化插件最好在不使用特殊移除工具的情況下 不能被移去。在本發明的實施例中，移除工具是鑰匙狀裝置，其插入 模塊化插件的前面板中的孔內以從盒3釋放前面板。
或者，空面板模塊化插件605無需使用特殊移除工具即可移除。 可選地，空面板模塊化插件605還包含用於在移除面板時向遠程管理 系統發信號的電子電路。這可通過用檢測及負載電阻接通電子電路實 現，所述電阻影響該網絡的乙太網供電特徵。移除面板605將觸發連 接的乙太網供電開關檢測斷開事件並向該事件的遠程管理系統發信 號。該特徵特別用於保護對未使用網絡埠的接近從而使其免遭未經 許可的實際接近。
在能夠連接到網絡連接器之前需要使用特殊工具移走空白插件 給予網絡一定保護，使其免遭未經許可的使用。
圖5a所示為空面板模塊化插件605的側視圖。該面板可用於覆 蓋未使用的已安裝插座，從而進行裝飾和保護。
可選地，空面板模塊化插件605包括安全配合連接器7d。在一 些實施例中，安全配合連接器7d包括無源安全器件7e如電阻器，其 由開關10或中跨功率注入器11檢測從而發出存在空白插件覆蓋未使 用盒3情形的信號。移除空面板模塊化插件605導致可選的安全配合連接器7d斷開連接，這可由系統檢測並發出可能企圖網絡濫用的警 報警告。
另外或者作為備選，安全配合連接器7d可包括或連接到無源或
有源電路，其構造為向系統提供表明其適當接合在盒3內的確認信
號
本領域技術人員應清楚的是，空面板605和連接器7d可構造成 與系統100a、 100b和100c連接以提供適當的信令。空白罩605提供 物理保護從而免遭灰塵及不相干元素的進入，並提供保護以防止通過 插入未經許可的裝置而未經許可的侵入數據系統。
通常，家庭主電源系統不提供高數據安全性及與外殼盒100c --起使用的空白罩中的安全元件可省略。作為代替，可使用安裝以簡單 的功率出口的空白罩插件，所述功率出口提供到線路lc、 ld及可選 的le的電連接。
圖6所示為根據本發明實施例的典型計算裝置插件模塊610。
計算裝置插件模塊610根據其接口類型具有7、 7b或7c形式的 配合連接器7，並被構造為安裝在插件-外殼100a、 100b或100c的 盒3中，使得其配合連接器分別與相應的外殼連接器塊2、 2a或2d 接合。
連接器2 (2a、 2d)提供用於計算裝置插件610內不同電路運行 的功率，及向遠程伺服器或伺服器8提供網絡服務。盒3最好由高導 熱材料製成以幫助因計算裝置插件610運行產生的熱量的散發。
計算裝置插件模塊610包括前面板41，其具有用於特殊移除工 具的可選接近孔43。如果空間允許，可在面板41周圍安裝可選的裝 飾框602。
構建插件模塊610，使得其可容易地插入盒3中，最好通過簡單 地將其推入到位而無需工具。然而， 一旦在合適的位置，模塊化插件 610最好鎖定並在不使用特殊移除工具的情況下不能被移去。在本發 明的實施例中，移除工具是鑰匙狀裝置，其插入模塊化插件的前面板 41中的一個或多個孔內以從盒3釋放前面板。在圖6所示的示例性實施例中，插件模塊610是通過其配合連接
器連接到伺服器8的瘦客戶機裝置，並在其前面板41上包括至少幾
個接口連接。
在示例性實施例中，4個通用串行(USB)埠42使能將插件模 塊610連接到多個外部USB外設如鍵盤、滑鼠、印表機等。可選的音 頻輸出連接器44使能連接外部的揚聲器或頭戴式耳機。可選的音頻 輸入連接器51使能將外部的傳聲器或其它音頻信號源連接到裝置。 模擬視頻輸出連接器48使能連接標準計算機顯示器。可選的紅外數 據協會(IrDA)收發器50使計算裝置能與行動電話、個人數字助理 (PDA)、膝上型電腦等無線連接。可選的復位開關49使能人工復位 裝置。可選的功率及自測指示器53指示裝置功率為綠燈、自測故障 為紅燈。另外的指示燈52可安裝在面板41上以指示LAN活動及連接 狀態。
可選的輔助電源插座47可安裝在面板41上以使能直接從牆壁安 裝的DC電源饋送功率。
應注意，圖6的示例性結構描述了瘦客戶機計算裝置插件模塊的 典型實施例。例如，USB埠的數量可變化。或者，鍵盤和滑鼠可使 用其它鍵盤和滑鼠連接器如PS/2型連接器進行連接，而不是USB連 接器。例如，IrDA收發器可被省略，音頻輸入或音頻輸出或音頻連 接器或復位開關均可省略，及可添加其它連接器。模擬監視器連接可 用其它標準可視信號連接如DVI、 RGB、視頻連接、S視頻連接等代替。 此外，有源或無源延伸電纜可被連接以使連接的外設在距離所述裝置 較遠距離時能位於舒適的位置。所述計算裝置插件或電纜中的LVDS 電路可用於進一步使視頻輸出延伸到遠處的監視器。
此外，可安裝內部或外部用戶鑑別外設如智慧卡讀卡機、生物測 定裝置。
圖6a所示為與圖6相同的計算裝置610，但沒有裝配裝飾框602。 這種類型的安裝通常用於空間有限的應用如安裝在地板安裝的盒中 或安裝在家具中。圖7所示為根據圖6的實施例的計算裝置610的典型應用，其連
接到普通桌面外設如鍵盤、滑鼠、揚聲器和監視器。
為清楚起見，圖6和圖6a中標記的元件41、 42、 43、 44、 47、 48、 49、 50、 51、 52和53在該圖中均不標記。為使用所安裝的計算 裝置610，用戶或技術人員連接計算機外設如監視器、鍵盤、滑鼠， 及可選的印表機、外部大容量存儲裝置、音頻設備等。
在該示例性實施例中，計算裝置插件模塊610使用連接到第一 USB插座的第一 USB軟線80連接到鍵盤81。滑鼠83經第二 USB軟線 82連接到計算裝置。可選地，便攜USB大容量存儲裝置79連接到第 三USB插座。監視器87經模擬視頻線纜86連接到計算裝置。監視器 87可以是標準顯示器如CRT或LCD。給監視器的功率可單獨提供。
可選地，音頻輸出線纜84連接到(可選地，放大)立體聲揚聲 器85、家庭影院、或任何其它外部多媒體裝置以使能音頻輸出。作 為備選或另外，音頻設備可集成在顯示器中。或者，可使用基於USB 的音頻裝置。在裝備音頻輸入/輸出裝置之後，計算裝置可用於網絡 電i舌(VoIP)通信。
可選地，傳聲器78連接到音頻輸入插座。鍵盤81和滑鼠83通 常連接到裝置面板中的適當USB埠。或者，滑鼠可集成或連接到鍵 盤。可選地，另外的USB埠或集線器可集成在鍵盤或顯示器中並可 用於連接另外的計算機外設。鍵盤81和滑鼠83還可通過無線鏈路如 紅外或射頻連接到裝置。
可選地，其它計算機外設如印表機、大容量存儲裝置、可更換媒 體存儲裝置如CD或DVD讀出裝置或讀寫裝置、優盤外部存儲器、外 部數據機、其它I/0裝置如遊戲I/0、掃描儀、傳真、樂器數字 接口 (MIDI)、讀卡器、磁卡讀卡機(例如用於信用卡讀取)、收銀 機、工業監視或運行機如工業機器人或工業監視裝置或科學數據獲取 裝置或公共顯示器如機場終端顯示器均可連接到計算裝置。
可選地，可連接外部USB集線器以增加可連接到計算裝置的計算 機外設的數量。可選地，可增加經DC線纜76連接的輔助電源77以在乙太網供 電不可用時向裝置供電。
圖8所示為根據本發明實施例，具有硬連線LAN接口和乙太網供 電的計算裝置120的框圖。
該圖示出了典型計算裝置如圖6所示的計算裝置的框圖。
計算裝置120是能夠執行瘦客戶機或獨立計算功能的數據處理 電子系統，包括
處理器14處理保存的程序及通過用戶、外設和網絡輸入的數據。 處理器最好選自可用的簡化命令組計算機(RISC)，因為其低功耗及 低發熱。或者複雜命令組計算機(CISC)、安全及加密引擎、數字信 號處理器(DSP)、或任何其它類型或具有足夠處理能力的數字處理 器的組合均可使用。
存儲器控制器/網橋15使所述處理器14與易失性存儲器16和總 線18連接。該功能或其它功能可與處理器14 一體化或單獨安裝。
易失性存儲器16用於存儲處理器14需要的臨時數據。存儲器 16可以是RAM類型、SDRAM、 DDRAM或任何其它類型的易失性存儲器。
內部總線18連接計算裝置的多個組件並可以是單一或多根總 線。16、 32或64位PCI或任何其它總線類型。如果實施多根總線， 則可添加總線網橋模塊以連接和驅動不同的總線。
連接到總線18的非易失性存儲器17永久保存數據、程序、及裝 置運行需要的設置。
可選的音頻控制器19如標準AC-97或UAA (通用體系結構音頻) CODEC連接到總線18及前面板23上的音頻連接器44和51，其用於 將模擬音頻信號轉換為數字流，反之亦然。傳給或來自音頻控制器的 數字流在內部總線18上或專用CODEC總線如AC鏈路上直接可用。專 用網橋可連接在總線18和所述音頻控制器19之間。此外，該模塊可 包含多個不同的模擬階段，如混頻器、開關、衰減器、濾波器、放大 器等。同樣，該模塊可包括另外的功能性及增強以提供用於家庭影院
24及多媒體應用的改進的聲音輸出。音頻電路可以是單通道(單)、雙 通道(立體聲)、或更多通道以增加多媒體體驗。
連接到總線及前面板23上的I/O連接器的I/O控制器20用於使 能通過標準埠如USB、 PS/2、串行、並行、IEEE-1394等連接標準 外設。該控制器還可提供開關功率源以供電外部的外設。
視頻控制器21 —側連接到總線18、另一側連接到前面板23上 的視頻連接器。其用於驅動外部的模擬或數字監視器。視頻控制器 21可包含內部視頻存儲器、外部視頻存儲器或其可與所述處理器14 共享所述易失性存儲器16。
連接到總線18的區域網控制器或媒體訪問控制器(MAC) 22用 於使所述裝置通過LAN收發器(物理層模塊)24與本地網絡連接。
前面板連接器和埠 23用於將不同的外部外設連接到所述裝 置。這些連接器連接多種埠如音頻控制器19、 I/O控制器20、及 視頻控制器21。前面板還可包括外部電源插座以連接可選的電源。 其還可包含多種無線連接裝置如IrDA、藍牙及無線LAN。
區域網24收發器(物理層模塊)連接在LAN控制器(MAC) 22 和根據其類型通過配合連接器7、 7b或7c連接到所述裝置的LAN介 質之間。LAN收發器24可藉助於介質獨立接口 (Mil)總線或通過其 它互連總線連接到區域網控制器24。區域網收發器24可支持 100BASE-TX、 100BASEFX、 10BASE-T及千兆LAN或其它LAN協議。
區域網控制器24連接到主要內部總線18。該連接使通過無線LAN 接收和傳輸的且在總線18上可用的數據能與有線LAN基礎設施通信。 數據通過外殼連接器2、配合連接器7、 7b或7c、 LAN收發器24、 LAN 控制器(MAC) 22從建築物LAN基礎設施1傳到內部總線18。
乙太網供電用電裝置電路25從LAN收發器24得到功率以供電所 有裝置電路。該電路可與工業標準如IEEE 802. 3af或預標準高以太 網供電兼容以與標準電源開關和集線器一起運行。該電路包含用電裝 置模塊如輸入濾波器、整流器、檢測、分類、絕緣開關及單獨的降頻 變換器，其轉換電源以將LAN48伏特功率降低到功率裝置電路需要的低壓穩定電源。該模塊可包含所需的邏輯及適當的標準所需的信令以 組合在這樣的接口中。
線路32代表48伏特DC功率，其從LAN收發器24得到以饋給以 太網供電用電裝置電路25。
電源26使用乙太網供電功率25或來自前面板埠 23的輔助功 率輸入並將其轉換為不同裝置電路需要的適當電壓輸出27。該模塊 還可包括計時電路以為其它電路提供加電順序。其還可包含復位信號 發生以使能適當的啟動及供電中斷檢測。
來自電源26的電壓輸出27供電所有其它裝置電路。
來自前面板輔助電源插座的可選輔助功率路徑28向電源26提供 備選功率源。二極體或邏輯電路可用於避免輔助及乙太網供電電源同 時向裝置供電的情形。
配合連接器7、 7b或7c連接LAN、功率及上述裝置及外殼連接 之間的多個其它信號。配合連接器可支持位置可編程存儲器晶片2c、 功率及數據信號。
到可選的位置存儲器晶片2c的可選連接使能通過配合連接器進 行數據輸入輸出。
在此所述的優選瘦客戶機實施例可運行本地作業系統如微軟 Windows CE、 Linux、或任何其它兼容的嵌入0S。如果實施的硬體與 標準x86或有限大小的x86兼容，則其還可運行較大的x86作業系統， 如微軟Windows XP或嵌入的XP。所述作業系統可運行多個本地程序 以使能連接到遠程伺服器。這些程序可包括與Citrix伺服器通信的 Citrix ICA客戶機程序、支持遠程Windows伺服器的微軟終端服務 RDP客戶機程序、及直接與繼承系統通信的多種本地終端模擬程序。 運行這些客戶機程序使瘦客戶機計算裝置能夠在遠程伺服器中運行 的會話中運行應用程式。
除此之外，瘦客戶機計算裝置可運行多個獨立的本地應用程式如 網頁瀏覽器、多媒體播放器、及專用用戶應用程式。
26此外，瘦客戶機計算裝置還可包含遠程管理代理。這些代理使機 構能夠遠程管理裝置及用戶設置。其還可使能進行集中軟體部署、用 戶鑑別及安全監視。
所有這樣的實施非常有利於用戶機構降低IT總成本、提供更高 的可靠性和安全性及對不同的變化提供更快的反應。將這些特徵與本 發明提供的無縫安裝和物理覆蓋結合甚至使能更好及更快地從PC過 渡到瘦客戶機。
圖8a示出了計算裝置的框圖122，其具有電力線網絡接口以使
能簡單地將本發明裝置安裝在幹線電源插座內或結合其安裝。 該圖示出了典型計算裝置如圖6中所示的計算裝置的框圖。 計算裝置122是能夠執行瘦客戶機或獨立計算功能的數據處理
電子系統，其包括圖8中所示的組件，但替換了乙太網供電PD電路。 具有電力線連通性的配合連接器7c輸送用於計算裝置功率及網
絡連接的高壓AC線路。
電力線網絡電路33結合標準連接的AC電力網上的網絡流量。 獨立的AC到DC電源34提供計算裝置運行所需要的低壓DC功率。 虛線區35代表裝置內的隔離區域以確保具有危險高電壓的電力
線不會洩漏到低電壓接口 。這種隔離對確保用戶在任何條件下均安全
至關重要。
線路32a代表從電力線網絡電路33的AC輸入電路得到的AC功 率，以通過隔離的電源34饋給裝置電路的其餘部分。
圖8b所示為根據本發明的計算裝置實施例的框圖，其具有硬連 線LAN接口及帶有多個視頻控制器的乙太網供電選件。在示例性實施 例中，兩個視頻控制器連接到總線18。
優選地，該實施例使用前面板上的數字視頻接口 (DVI)連接器 支持雙顯示器。
圖9為根據本發明示例性實施例的典型插件100d的截面圖。所 示的實施儘管只是例子，但其代表確保小尺寸、良好電特徵、較低成 本和組裝靈活的合理安排。優選地，圖示為600、 603、 604、 100a、 100b、 100c、 610、 630、 640、 641、 650和720的部分或所有插件共享相同的分層構造設計。
第一印刷電路板層是核心140。核心層最好包含處理器、存儲器 控制器/網橋、總線、易失性存儲器、非易失性存儲器、視頻控制器、 板載編程及測試埠、及LAN控制器。可添加其它電路以支持需要的 核心功能。核心總線及其它1/0和電源層通過板內連接器選擇路徑並 按需通過模塊。
除了核心層之外，通常包含互連組件141以使其與下一層連接。 熱組件142如處理器、網橋及視頻控制器晶片可位於PCB的後側以有 助於散熱到金屬殼體138。熱通過矽潤滑脂層或彈性導熱襯墊143而 被較好地傳導到罩。金屬罩138既用作EMI屏蔽，也用作裝置的機械 結構的一部分。
第二層是外設及電源層144，其由音頻控制器、1/0控制器、LAN 收發器、乙太網供電電路、多個電源、USB集線器、USB功率轉換和 支持電路組成。該層還包含連到核心層的互連裝置141及另外的連到 下一層的互連裝置145。 一些信號通過該層從核心層傳到下一層。外 設和電源層還包括配合連接器7或7b或7c以提供與外殼及所連接的 LAN線纜或光纖的電連接。這種模塊化構造使能容易地實施3種不同 的電源/網絡模式一乙太網供電、光纖及電力線網絡，其中只需改變 一個模塊。
在主電源情況下，外設和電源層144中的電源構造為整流其想要 使用的家用主電源。或者，電源可通過檢測所供應的家用電壓自動配 置或自動用於容許寬範圍的家用電壓。
第三層是連接器前面板層146。該層包含穿過裝置前面板41的 所有前面板連接器23、開關、指示器等。前面板41可在內部塗覆導 電塗層以屏蔽EMI輻射。金屬罩138可被壓入前面板41內部塗層以 確保適當的裝置屏蔽。
連接器前面板層還包含配合互連裝置以與外設和電源層連接。該 層還可按需包含多個濾波器邏輯及保護電路以保護和支持多個埠。如果需要，裝飾框602可被組裝以增加安裝美觀性。如圖6a中 所示，裝飾框602構建在前面板41周圍，使得當插件從牆壁/地板外 殼完全移走時其僅可向後移除。這是確保裝飾框602將不可不注意地 移除或由未經許可的人故意移除的重要特徵。
所述三層通常由圖中未示出的幾組墊片機械上連接以連同金屬 罩138 —起形成剛性結構。
圖9a所示為根據本發明示例性實施例的插件的另一實施例600b 的截面圖。所示的實施儘管只是例子，但其代表確保小尺寸、良好電 特徵、較低成本和組裝靈活的合理安排。
圖示為600、 603、 604、 100a、 100b、 100c、 610、 630、 650、 641、 640和720的部分或所有插件共享相同的分層構造設計。
核心印刷電路板140a最好包含處理器、存儲器控制器/網橋、總 線、易失性存儲器、非易失性存儲器、視頻控制器、板載編程及測試 埠、及LAN控制器。可添加其它電路以支持需要的核心功能。
核心層140a通過連接器148a連接到前面板層146。熱組件142 如處理器、網橋及視頻控制器晶片可位於PCB的外側以有助於散熱到 金屬殼體138。熱通過矽潤滑脂層或彈性導熱襯墊143而被較好地傳 導到罩。金屬罩138既用作EMI屏蔽，也用作裝置的機械結構的一部 分。
可選地，金屬殼138是包括多部分的模塊化構造。例如，核心層 140a可以用己經機械和熱連接的殼138a的一部分製造。將核心層 140a插入連接器148a提供到前面板層146的電連接及殼體的機械和 熱完整性。電源及LAN層144a最好由與房屋基礎設施的連接組成。 該層最好包括配合連接器7a、 LAN收發器、乙太網供電電路、多個電 源。該層通過連接器148b連接到前面板層146。熱組件142可位於 PCB的外側以有助於散熱到金屬殼體138b。熱通過矽潤滑脂層或彈性 導熱襯墊143而被較好地傳導到罩。金屬罩138b既用作EMI屏蔽， 也用作裝置的機械結構的一部分。可選地，金屬殼138是包括多部分的模塊化構造。例如，層144a 可以用己經機械和熱連接的殼138b的一部分製造。將核心層144a插 入連接器148b提供到前面板層146的電連接及殼體的機械和熱完整 性。
模塊化構造使能僅替換電源和LAN層144a即可將插件結構從構 成成安裝在具有乙太網LAN100a的插件-外殼安裝結構改變為安裝在 基於光纖的LAN外殼100b或主電源插件-外殼100c內的結構。
可選地，較少功耗的裝置如音頻控制器、VO控制器等位於中心 層149，其可選地經可選連接器148c連接到連接器前面板層146。
如果需要，裝飾框602可被組裝以增加安裝美觀性。如圖6a中 所示，裝飾框602構建在前面板41周圍，使得當插件從牆壁/地板外 殼完全移走時其僅可向後移除。這是確保裝飾框602將不可不注意地 移除或由未經許可的人故意移除的重要特徵。裝飾框可用作另外的吸 熱部件以更好地散發插件電路內產生的熱量。
所述三層通常由圖中未示出的幾組墊片機械上連接以連同金屬 罩138 —起形成剛性結構。
應清楚的是，600a和600b的模塊化構造使能靈活地重新組合插 件並在設計和構造大量插件時使用普通模塊。
例如，用"無頭"前面板代替連接器前面板層146、可選地移去 中心層149，將使具有功率通道及LAN埠的計算插件變成無頭計算 裝置641。
類似地，具有更大或更小計算能力的插件可通過交換核心層140a 獲得。
圖10所示為根據本發明的具有標準網絡插座的另一模塊化插件
620。
具有標準網絡插座的模塊化插件620，其安裝在盒3內，包括安 裝有可選裝飾框602及裝備以用於特殊移除工具43的接近孔的前面 板180及RJ-45LAN插座181。該LAN插座181在位於模塊化插件上 側或底側的配合連接器之間接收和傳輸信號，因而提供簡單的通道RJ-45LAN埠以連接能接入網絡的設備。本發明的該示例性實施例 意於用作標準LAN插座以連接標準網絡連接的設備如VoIP電話、PC、 膝上型電腦、印表機等。
圖11所示為具有四個L認埠 630的另一模塊化插件。 具有四個LAN埠的模塊化插件630是4路LAN集線器或開關， 其可安裝在盒3內以使能連接多個標準LAN使能的設備如計算機、打 印機、膝上型電腦等。具有四個LAN埠的模塊化插件630包括裝備 有用於特殊移除工具的接近孔43的前面板183及四個RJ-45LAN插座 182。具有四個LAN埠的模塊化插件630在位於模塊化插件上側或 底側的配合連接器之間接收和傳輸信號，並包括構造成支持四個LAN 埠 182的電子開關，因而提供四個RJ-45LAN埠以連接能接入網 絡的設備。本發明的該示例性實施例意於用作用於VoIP電話、PC、 膝上型電腦等的標準LAN插座。集線器及下遊埠的功率可從連接的 LAN基礎設施通過乙太網供電方法(如IEEE 802. 3af)提供。電子學 領域技術人員應該清楚的是，模塊化插件可構造為具有其它數量的 LAN埠，如2個、3個或6個等，或具有其它增強措施如遠程管理 及安全功能。
圖lla所示為描述LAN開關功能的框圖。
網絡開關基於首部信息和所接收的數據幀將從傳輸站(或從建築 物基礎設施網絡或從外部連接的客戶機)接收的數據幀傳到目的站。
開關符合IEEE 802. 3、 IEEE 802. 3u、 IEEE 802. 3x、 IEEE 802. 3af 工業標準或任何其它標準或功能設計。開關還可符合高乙太網供電預 標準以提供轉發給4個埠的功率。開關可按需在未管理類型上進行 管理。
LAN開關插件模塊175根據其接口類型具有配合連接器7、 7b或 7c，並被構造為安裝在插件-外殼100a、 100b或100c的盒3中，使 得其配合連接器分別與相應的外殼連接器2或2a接合。連接到局域 網24收發器(物理層模塊)的配合連接器7、 7b或7c連接在LAN控 制器(MAC) 22和根據其類型通過配合連接器7、 7b或7c連接到所述裝置的LAN介質之間。LAN收發器24可藉助於介質獨立接口 (Mil) 總線或通過其它互連總線連接到區域網控制器24。區域網收發器24 可支持100BASE-TX、 100BASEFX、 10BASE-T及千兆LAN或其它LAN協 議。
乙太網供電用電裝置電路25從LAN收發器24得到功率以供電所 有裝置電路。該電路可與工業標準如IEEE 802.3af或預標準高以太 網供電兼容以與標準電源開關和集線器或中跨功率注入器一起運行。 該電路包含用電裝置(PD)模塊如輸入濾波器、整流器、檢測、分類、 絕緣開關及單獨的降頻變換器，其轉換電源以將LAN48伏特功率降低 到功率裝置電路需要的低壓穩定電源。該模塊可包含所需的邏輯及適 當標準所需的信令以組合在這樣的接口中。
可選的乙太網供電功率源設備(PSE)控制器29可被添加以向下 遊埠提供乙太網供電。這可用於支持連接的IP電話或其它用電裝 置。為使能全功率下遊，乙太網供電用電裝置模塊需要足夠大功率。 這可用高乙太網供電電路實現。
電源26使用乙太網供電功率並將其轉換為不同裝置電路需要的 適當電壓輸出。該模塊還可包括計時電路以為其它電路提供加電順 序。其還可包含復位信號發生以使能適當的啟動及供電中斷檢測。
區域網控制器24連接到主要內部總線18。該連接使通過無線L認 接收和傳輸的且在總線18上可用的數據能與固定基礎設施建築物 LAN通信。數據通過外殼連接器2、配合連接器7、 7b或7c、 LAN收 發器24、 LAN控制器(MAC) 22從建築物LAN基礎設施1傳到內部總 線18，反之亦然。
典型的網絡開關實施使用易失性存儲器作為數據包緩衝器193 以暫時保存其從連接到其的單元(端結點或網絡開關)接收的數據包， 同時開關邏輯電路確定怎樣、何時及通過哪一埠中繼數據包。每一 數據包可傳輸給唯一目的地地址("單播"數據包)或傳輸給一個以 上單元("多播"或"廣播"數據包)。對於多播及廣播數據包，開 關通常僅保存數據包一次並將數據包的多個副本傳給其部分埠 (多
32播)或所有埠 (廣播)。 一旦數據包已被傳給其所有目的地，其可 從數據包緩衝存儲器193刪除或覆寫。
在於此所示的LAN開關插件實施例中，提供埠以將外部客戶機 連接到LAN。為與這4個埠連接，4組LAN連接器內置在前面板177 中。面板還可包括LAN磁性元件、EMI濾波及指示LED。每一埠連 接到其相應的L認收發器(PHY) 24。每一 PHY通過Mil總線連接到 其相應的UIN控制器(MAC) 22。之後，所有LAN控制器連接到內部 總線18。
在前面板177中的每一埠處接收的數據包或通過DMA控制器 192或直接從內部總線18暫時保存在接收數據包緩衝器193中。所 接收的數據包可從數據包緩衝器193藉助於方便措施通過開關結構 191分發給其目的地埠 。開關結構191及連接的邏輯電路物理上將 特定輸入埠連接到特定輸出埠從而進行直接數據包流動。
可選的CPU190可按需用於編程和監視適於控制數據包處理的準 確規則。然而，通常， 一旦開關邏輯電路寄存器被適當地編程或配置， 開關儘可能多的按自由運行方式工作，而不與CPU190通信。
連接到總線的可選管理信息庫(MIB)寄存器194是實施在開關 系統中以使能使用標準S麗P (簡單網絡管理協議)從遠程位置遠程 監視和配置該開關的寄存器。此外，MIB寄存器使能收集和傳輸埠 統計數據。MIB為定義的集合，其定義將被管理的設備內所管理對象 的性質。每一所管理的設備具有寫入MIB的每一定義的值的資料庫。 其不是實際的資料庫本身一其依賴於實施。MIB的定義與RFC1155中 給出的SMI —致。最新的網際網路MIB在RFC1213中給出，有時稱為 MIB-II。
圖12所示為根據本發明優選實施例的、具有另外的LAN埠 640 的計算裝置插件模塊。該具有通道LAN埠 640的插件模塊與圖6所 示的計算裝置插件模塊類似。
計算裝置插件模塊640根據其接口類型具有配合連接器7、 7b或 7c，並被構造為安裝在插件-外殼100a、 100b或100c的盒3中，使得其配合連接器分別與相應的外殼連接器塊2或2a接合。如果安裝 空間允許，可安裝可選的裝飾框602。連接器2 (2a、 2d)提供用於 計算模塊640內不同電子電路運行的功率，及到遠程伺服器8的數據 鏈路。計算裝置插件模塊640包括前面板41a，其具有用於特殊移除 工具的可選接近孔43。構建插件模塊640，使得其可容易地插入盒3 中並被鎖定。在圖12所示的示例性實施例中，插件模塊640是通過 其配合連接器連接到伺服器的瘦客戶機裝置，並在其前面板41a上包 括至少幾個接口連接。
在示例性實施例中，兩個通用串行(USB)埠 42使能將插件模 塊640連接到多個外部的USB外設如鍵盤、滑鼠、印表機等。
音頻輸出插座44使能連接外部的揚聲器或頭戴式耳機。可選的 音頻輸入/傳聲器插座51使能將外部的傳聲器或其它音頻信號源連 接到所述裝置。
可選的紅外數據協會(IrDA)收發器50使能與多種外部設備無 線連接，如行動電話、個人數字助理(PDA)、膝上型電腦等。 復位開關49使能人工復位所述裝置。
LAN埠 45提供在前面板41a上。該LAN埠可用於連接能接 入網絡的外部設備如膝上型電腦、網絡電話或其它基於LAN的設備。 可選的功率轉發選件可被安裝以使能下遊供電所連接的設備。在這種 情況下，LAN插座45可被安裝以功率指示器以指示所連接的用電裝 置正接收功率。
可選地，該RJ-45LAN埠可用作"通道"或其可由插件模塊640 內的處理器控制。例如，插件模塊640可用於在現有LAN上提供虛擬 專用網(VPN)，從而增加數據安全性，例如通過加密在終端用戶和 主機8之間交換的數據。另外或者作為備選，插件模塊640可用作"防 火牆"，從而保護LAN免遭執行未經許可的通信的故意或非故意企圖。 例如，插入的模塊640構造成估定連接到LAN埠 45的任何設備或 用戶的身份，從而阻止所述埠的任何未經許可的使用。可選地，插入的模塊640裝備以用於連接外部DC電源的輔助功 率輸入插座47。
可選的連接/活動指示器52可被安裝在前面板41上以提供連接 的基礎設施(上遊)LAN狀態的可視指示。
應注意，圖12的示例性結構描述了具有另外的LAN埠的瘦客 戶機計算裝置插件模塊的典型實施例。例如，USB埠的數量可變化 或可省略USB埠。或者或另外，可使用鍵盤和滑鼠連接器代替USB 連接器。例如，IrDA收發器可被省略，音頻輸入或音頻輸出或音頻 連接器或復位開關均可省略，及可添加其它連接器。監視器連接可用 其它標準可視信號連接如RGB、視頻連接、S視頻連接等代替。
在插件模塊640的一些實施例中，部分元件602、 152、 5、 50、 49、 48、 47、 44、 42和53可省略。
具體地，在本發明的實施例中，插件模塊640用作防火牆或提供 虛擬專用網(VPN)。在該實施例中，部分或所有元件42、 44、 47、 48、 49、 50、 51和52可省略。
LAN埠 45的可選使用是使能在連接的設備和遠程網絡資源之 間進行標準或專有數據加密。
這樣的實施可用於高安全性應用，其中對外部連接的設備需要隧 道或另外的加密。
圖12a所示為根據本發明的實施例，具有通道LAN埠的計算裝 置用於安全的數據系統340。
在該實施例中，安全的數據系統340與圖4的系統300類似建立。 優選地，具有通道LAN埠 640的計算裝置插件模塊插入在多個盒3 中。模塊640被編程以提供一個或多個預編程的安全功能如加密-解 密、虛擬專用網、防火牆等。因此，外部的計算裝置944可安全連接 到不同(更低或更高)安全性網絡l上的伺服器8或8a、網絡開關、 集線器或路由器IO、及主幹網絡9。
優選地，外部設備944位於用戶安全區946，該區僅可由受託人 員接近。在模塊640和外部設備944之間交換的數據處於不安全形式。外部計算裝置944可以是桌上型PC、膝上型PC、瘦客戶機、終
端、網絡印表機、掃描儀或任何其它具有網絡埠的計算裝置。可選
地，線纜942連接在外部計算裝置944LAN埠和模塊640上的LAN 埠 45之間。下遊電源選件使計算裝置640能供電連接的外部設備 944。
所述實施例的進一步增強如圖12b中所述。該實施例341包括網 絡切換功能655a和655b (物理或邏輯接通軟體)，其在某些條件下 可橋接在連接到外部計算裝置944a和944b的LAN線纜942a和942b 與另一側上的LAN lx和ly之間。
在圖12b中，兩種不同的選擇通過兩個外部計算裝置944a和944b 圖示。外部計算裝置944a通過LAN線纜942a連到安全的計算插件 640a。安全的計算裝置944a按這樣的方式構造其LAN開關功能655a 將外部計算裝置944a直接連接到LAN lx。
所示的另一外部計算裝置944b正訪問更高密級的數據，因此其 通過LAN線纜942b連接到第二安全的計算裝置640b。該裝置內部L認 開關功能655b通過管理功能本地或遠程配置以通過VPN隧道945將 外部計算裝置944b安全地連接到本地或遠程伺服器8。在該狀態中， 在安全的計算裝置640b和安全的伺服器8之間傳遞的數據被加密並 與連接到其它客戶機如944a的標準網絡隔離。
這種實施使安全的計算插件640a和640b能根據遠程或本地管理 和安全指令用作安全的切換裝置。系統可檢測外部計算裝置944a或 944b及使用其的用戶的類型，之後本地或遠程決定該用戶是否將能 直接訪問網絡1或打開VPN並訪問特殊伺服器8。
這種系統實施特別用於使能在較低安全性網絡內進行端到端高 安全性數據交換，而在兩個網絡之間具有非常低數據洩漏風險。使用 共存在同一基礎設施上的兩個網絡，可使用單一網絡代替兩個物理上 獨立的網絡。
36接到低安全性伺服器8 (如
網際網路上的網絡伺服器)、沒有任何風險地連接到更高安全性的網絡
1 (內聯網)、網絡開關、集線器或路由器IO、及主幹網絡9。
優選地，用於安全數據應用的計算裝置是"無頭"類型。圖12c 所示為無頭計算裝置的前面板641 ，其僅具有計算裝置插件610或640 的幾個特徵和連接。在該例子中，只有LAN連接器45和復位按鈕49 呈現在前面板184上。可選地，無頭計算裝置的內部框圖沒有未使用 選件的框。可選地，無頭計算裝置的前面板641類似於圖7中所見的 通道LAN插座模塊化插件620或與其難以區分。
沒有鍵盤或視頻連接降低了無頭計算裝置641的成本，並通過使 其難於從外部訪問或重新編程所述裝置而增加數據安全性，因而提供 增加的安全性及對未經許可侵入的抗擾性。可選地，無頭計算裝置 641包括用於加密/解密信息的特定硬體並可特別設計用於該目的。
圖12d為根據本發明優選實施例的具有通道LAN的計算裝置130 的框圖。
該圖示出了如圖9中所示計算裝置的框圖。 計算裝置130是能夠執行瘦客戶機或獨立計算機功能的數據處 理電子系統，包括與計算裝置120相同的組件，此外還包括 連接到總線18的第二 LAN控制器22a。
第二 LAN收發器24a連接到第二 LAN控制器22a和前面板控制器 23a。如圖9中所見，第二 LAN收發器24a連接到前面板184上的LAN 連接器45。
可選地，乙太網供電用電裝置(PD)電路25通過連接埠 31由 第一 LAN收發器24提供。用電裝置電路25根據適當的標準如IEEE S02.3af提供乙太網供電特徵、分類、整流、保護和隔離。
可添加可選的乙太網供電功率源設備(PSE)控制器以向23a前 面板中的下遊埠提供下遊乙太網供電。這可用於支持從計算裝置 130獲取功率的所連接IP電話或其它用電裝置。為使能全功率下遊， 乙太網供電用電裝置模塊25需要足夠大功率。這可用標準乙太網供
37電或用高乙太網供電或類似電路實現。功率源設備(PSE)控制器29 通常通過埠 31a從用電裝置電路25直接獲取較高電壓的DC功率。 在PSE中，功率被轉換、濾波及控制以匹配適當標準的需要。該電路 的輸出功率通過連接埠 30連接到第二 LAN收發器24a，其連接到 前面板23a中的LAN插座。
圖12e為根據本發明優選實施例，具有內部LAN開關的計算裝置 的另一框圖135。
該圖示出了如圖9中所示計算裝置的框圖，但具有連接一個或多 個外部LAN使能的裝置的內部LAN開關。
計算裝置135是能夠執行瘦客戶機或獨立功能的數據處理電子 系統，包括與計算裝置120相同的組件，此外還包括
通過LAN收發器24a連接到配合連接器7或7b的LAN開關88， 從而開關上遊埠連接到建築物LAN基礎設施。LAN開關的兩個下遊 埠按如下方式連接
第一下遊埠通過第一 LAN收發器24和LAN控制器22連接到計 算裝置總線18。
第二下遊埠通過第二 LAN收發器24c連接到位於前面板23a上 的LAN插座。該LAN插座可用於連接外部的LAN使能的裝置如IP電 話、視頻會議設備和計算機。
乙太網供電用電裝置電路25通過連接埠 31由第一LAN收發器 24提供。
可添加可選的乙太網供電(POE)功率源設備(PSE)控制器29 以向前面板23a中的下遊埠提供下遊乙太網供電。這可用於支持連 接的IP電話或其它用電裝置。為使能全功率下遊，乙太網供電用電 裝置模塊25需要足夠大功率。這可用高乙太網供電電路實現。
這種類型的實施在特定安裝基礎設施僅為每一用戶提供一個LAN 埠時特別有用。內部集線器使本發明的計算裝置135和IP電話能 夠共享同 一埠及可選地共享同 一遠程電源。圖13所示為根據本發明另一實施例的具有數字視頻交互(DVI)
埠的計算裝置插件模塊650。
該具有DVI埠的插件模塊650類似於如圖6中所示的計算裝置 插件模塊610。 DVI埠 651相比於較老的模擬接口具有更高質量、 解析度、色深度的視頻輸出。該接口可用於使所述計算裝置與大格式 高解析度彩色顯示器連接，因為模擬接口可能不與這樣的顯示器兼容 或用這樣的顯示器不能提供可接受的性能。
計算裝置插件模塊650根據其接口類型具有配合連接器7或7b， 並被構造為安裝在插件-外殼100a或100b的盒3中，使得其配合連 接器分別與相應的外殼連接器塊2或2a接合。連接器2 (2a)提供 用於計算模塊640內數字處理單元運行的功率，及到遠程伺服器8的 數據鏈路。計算裝置插件模塊650包括前面板186，其具有用於特殊 移除工具的可選接近孔43。構建插件模塊650，使得其可容易地插入 盒3中。在圖13所示的示例性實施例中，插件模塊650是通過其配 合連接器連接到伺服器8的瘦客戶機裝置，並在其前面板186上包括 至少幾個接口連接。如果安裝空間允許，前面板186可被安裝可選的 匹配裝飾框602。
在示例性實施例中，4個通用串行(USB)埠42使能將插件模 塊650連接到多個外部的USB外設如鍵盤、滑鼠、印表機等。音頻輸 出插座44使能連接外部的揚聲器或頭戴式耳機。音頻輸入插座51使 能將外部的傳聲器或其它音頻信號源連接到所述裝置。紅外數據協會 (IrDA)收發器50使能與行動電話、個人數字助理(PDA)、膝上型 電腦等無線連接。復位開關49使能人工復位所述裝置。
數字視頻交互(DVI) 651使能連接裝備標準DVI的監視器。可 選的輔助DC電源插座47可安裝在前面板186上以使在乙太網供電不 可用時能通過牆壁安裝的DC電源向裝置供電。
應注意，圖13的示例性結構描述了具有DVI埠的瘦客戶機計 算裝置插件模塊的典型實施例。例如，USB埠的數量可變化或可省 略USB埠。或者，可使用鍵盤和滑鼠連接器代替USB連接器。例如，
39IrDA收發器可被省略，音頻輸入或音頻輸出或音頻連接器或復位開 關均可省略，及可添加其它連接器。
圖14所示為安裝測試儀和編程器系統的實施例660。該系統可 用於測試插座和LAN安裝接線及將多種數據編程到位置存儲器晶片 2c內和將其它需要的參數編程到增強的插座內。
圖14示出了安裝測試系統660的圖示，其包括測試儀模塊化插 件670，所述插件670用柔軟軟線67連接到測試儀控制器700。
測試儀模塊化插件670根據其接口類型具有配合連接器7、 7b或 7c並被構造成安裝在插件-外殼100a或100b的盒3中，使得其配合 連接器分別與相應的外殼連接器2或2a接合。插件670包括前面板 60，可選地，其裝備以快速釋放按鈕61 (而不是用於特殊移除工具 的接近孔43)以在完成測試和編程之後釋放機械鎖功能。優選地， 為從盒3釋放測試儀插件，推兩個按鈕61。
優選地，前面板60裝備以幾個指示器。例如
- LAN線纜指示器62可以是顏色代碼光形式，例如，構造成在 LAN線纜被測試為恰當運行(無斷開和短路)時照亮的綠/紅LED。在 優選實施例中，在存在LAN接線故障情況下紅燈照亮。在該例子中， 故障詳細情況將出現在裝置的顯示器70上。
_乙太網供電指示器63可以是綠/紅LED形式，其構造成在以太 網供電信號可用且對所測試埠正確運行時照亮綠燈。可選地，可測 試乙太網供電的幾個特性，如電壓、電流容量、及噪聲等級，且詳細 結果將出現在裝置的顯示器70上。
_通信速度指示器64可以是多色LED的形式，其構造成在10Mbps 鏈路可用時照亮為琥珀色；在100Mbps鏈路可用使照亮為綠色；在 1Gbps鏈路可用時照亮為藍色，及上述任何鏈路均不可用時不照亮。
-位置指示LED65，當由管理系統遠程啟動時照亮。該功能可用 於從遠程的幫助臺或維護控制臺確認測試儀編程器裝置連接到適當 的埠。另外，前面板60可選地裝備以RF接線跟蹤按鈕73。當推該按 鈕時，裝置在LAN埠上產生強RF信號。這使技術人員能夠使用特 殊的RF檢測器跟蹤連接的LAN接線。信號強度對LAN接線提供導向。
測試儀模塊化插件670可被構造成執行一些測試功能並使用其 指示器獨立於測試儀控制器700報告結果。如果LAN埠適當運行， 測試儀還可向管理伺服器報告測試和編程結果。當對該埠進行另外 的測試時測試儀還可査驗遠程伺服器。
當測試儀控制器700使用柔軟軟線67連接到前面板60上的控制 器線纜連接器66時，可得到更多的測試和編程功能。
或者，為執行任何測試，測試儀模塊670必須連接到測試儀控制 器700。
測試儀控制器700包括具有字母數字及功能鍵的小鍵盤69、顯 示器70如字母數字LCD顯示器、及可選地指示器如
-電池低指示器71，其可以是紅色LED的形式，當內部(可選 地，可再充電)電池已達到臨界條件時照亮。-電源開指示器72，其可以是綠色LED的形式，當測試儀控制 器被打開時照亮。
或者，所有指示器可位於測試儀控制器700上。
為測試外殼100a (100b或100c)，測試儀插件模塊60插入所 安裝的盒3內。當全部插入時，測試儀插件模塊機械上鎖定在適當位 置並電(及光)連接到外殼連接器2 (2a)。
在打開測試儀控制器的基礎上，幾個照亮的LED指示進行測試的 己安裝插座及其成纜的狀態。
如果插座的位置存儲器晶片2c己被編程，位置字符串可被讀出 到控制器顯示器70上。
用戶可通過小鍵盤69輸入字符串而編程所需的位置字符串並按 壓特定功能鍵重新編程插座位置存儲器晶片。
用戶可將獨一無二的位置參數編程到位置存儲器晶片內以使能 進行自動位置檢測和映射。位置存儲器晶片2c中的數據可用於使能或禁止外殼或插件-外殼的模塊的特定功能。例如，為阻止未經許可
的接入LAN，外殼可被停用，除非有效數據輸入到位置存儲器晶片2c
內，另外或作為選擇，可在特定外殼內運行的插件模塊的類型可由輸 入位置存儲器晶片的數據限制。
位置映射使伺服器能夠持續監視每一外殼內所插入模塊的狀態 及存在，並在任一模塊被調整或去除時發出警報通知。警報通知可包 括有問題模塊的物理位置信息。
或者，位置存儲器晶片中的數據可以是出廠設置，及測試儀和編 程器系統可用於讀所述信息以創建位置映射。
測試儀和編程器系統的另一功能是使能TCP/IP査驗遠程主機從 而進行測試。
另一選擇是使能通過遠程管理系統閃爍位置指示LED65以驗證 測試儀/編程器實際上連接到正確的插座。
在插座被測試且其位置存儲器晶片已成功編程之後，其準備好用 於安裝來自多個匹配選件的任何模塊插件。
在另一實施例中還使插座能用有效ID號編程存儲器晶片。沒有 這樣的號，插件-外殼的任何計算裝置將不能適當地工作。
在另一實施例中，編程存儲器晶片使用將插入插座的插件的特有 有效ID號進行。計算及外殼的任何其它結合將不能適當地工作。
在一些實施例中，測試和編程裝置包括編程位置存儲器晶片需要 的特定硬體，因而防止未經許可地重新編程所述存儲器晶片。
在一些實施例中，位置存儲器晶片定義外殼的類。例如，類可限 制訪問某些數據或功能。例如，外殼可被定義為屬於限制為"只讀" 操作的類，而沒有寫或刪除伺服器上的數據的授權，或限制為僅交換 VoIP數據等。在該實施例中，機構內的一些位置可具有不同的限制 或授權。例如，不管使用的計算裝置如何，分類信息只可由指定位置 的用戶訪問。
42本領域技術人員應該清楚的是，測試和編程功能可使用其他工具 和系統實施實現。例如，外殼的功能可通過插入計算裝置插件模塊
610、 640或650進行測試。
本領域技術人員還應清楚的是，在本發明中公開的安全措施最好 為本領域已知的增大安全措施，如使用密碼或硬體鑰匙。
圖15所示為無線LAN接入點677的另一模塊化插件。
無線LAN接入點插件模塊677根據其接口類型具有配合連接器7、 7b或7c，並被構造成安裝在插件-外殼100a、 100b或100c的盒3中， 使得其配合連接器分別與相應的外殼連接器2或2a接合。
連接器2 (2a、 2b、 2d)提供插件模塊677運行所需的功率及到 遠程伺服器8的數據鏈路。
插件模塊677包括具有用於特殊移除工具的可選孔43的前面板
188。
構造插件模塊677，使得其可容易地插入盒3中，最好通過將其 推到合適位置而無需工具。
插件模塊677最好裝備外部天線675，其用於在類似裝備的裝置 如膝上型電腦、行動電話、PDA、尋呼機、及RF連接的計算機外設之 間傳輸和接收RF信號。可選地，天線可隱蔽在模塊內或遠程安裝。 該無線插件模塊可支持IEEE 802. 11b/g/a、藍牙或任何其它無線協 議。
可選地，前面板188被裝備以指示器，如
-可選的電源指示器186，其可以是LED形式，當電源可用於插 入的模塊時照亮。
-可選的鏈路指示器189，其可以是LED形式，當插入的模塊能 夠與網絡開關或集線器10通信時照亮。
-可選的流量指示器(未在圖中示出)，其可以是LED的形式， 當插入的模塊與外部裝置通信時照亮。
圖15a所示為無線LAN接入點677的模塊化插件的框圖150。無線LAN接入點插件模塊677根據其接口類型具有配合連接器7 、 7b或7c，並被構造成安裝在插件-外殼100a、 100b或100c的盒3中， 使得其配合連接器分別與相應的外殼連接器2或2a接合。配合連接 器7、 7b或7c與連接在LAN控制器(MAC) 22和根據其類型通過配 合連接器7或7b連接到所述裝置的LAN介質之間的區域網收發器24 (物理層模塊)連接。
LAN收發器24可藉助於介質獨立接口 (Mil)總線或通過其它互 連總線連接到區域網控制器22。
區域網收發器24可支持100BASE-TX、 100BASEFX、 10BASE-T及 千兆LAN或其它LAN協議。
乙太網供電電路25從LAN收發器24得到功率以供電所有裝置電 路。該電路可與工業標準如IEEE 802. 3af兼容以與標準電源開關和 集線器一起運行。該電路包含用電裝置(PD)模塊如輸入濾波器、整 流器、檢測、分類、隔離開關及單獨的降頻變換器，其轉換電源以將 LAN48伏特功率降低到功率裝置電路需要的低壓穩定電源。該模塊可 包含所需的邏輯及適當的標準所需的信令以組合在這樣的接口中。
電源26使用乙太網供電功率25並將其轉換為不同裝置電路所需 要的適當電壓輸出。該模塊還可包括計時電路以提供其他電路的加電 順序。其還可包含復位信號發生以使能適當地啟動和進行功率中斷檢
區域網控制器22連接到主要內部總線18。該連接使通過無線LAN 接收和傳輸的且在總線18上可用的數據能與有線UN基礎設施通信。 數據通過外殼連接器2、配合連接器7、 7b或7c、 L認收發器24、 LAN 控制器(MAC) 22從建築物LAN基礎設施1傳到內部總線18。
MAC和微控制器110被編程以實現實施所選無線協議(例如IEEE 802. llg)所需的各種控制和運行功能。其連接到RAM112以保存程序 和數據包，並連接到ROMlll以永久保存程序和設置。
MAC和微控制器110連接到基帶模塊(raY) 109，其負責頻率發 生及信號和調製監視。該模塊驅動產生無線電調製信號的數模轉換器(DAC) 107。其還連接到模數轉換器(ADC) 107以捕獲無線電接收 的信號並將其轉換為數字流。基帶模塊還控制頻率合成器104，其根 據MAC微控制器110指令產生無線電載波頻率。
無線電部分包括與所使用頻率範圍匹配的天線675、將天線按需 連接到接收器或發射器電路的RF開關102。可選的RF濾波器101可 插入在RF天線675的前面以濾波到靈敏RF接收器103的不需要的 RF噪聲，且可選地執行阻抗匹配。接收器模塊103通常運行在較低 的中頻(IF)。發射器105調製所產生的、帶有傳輸數據的載波信號 並將其放大到所需的RF輸出級。無線電部分106中的偏置及控制模 塊監控發射器輸出功率及多個其它參數以使能調諧的運行並符合多 種協議和管理規則。
類似於圖9和9a的層結構可應用於其它模塊化插件。例如，用 於構建分別如圖15和15a的框圖150中所示的RF LAN插件667。根 據本發明的示例性實施例，根據圖9的三層可包括
-核心層基帶處理器109、MAC和微控制器110、RAM112、R0M111、 LAN控制器22、 ADC107和DAC108。
-外設及電源層電源26、 P0E25、 LAN收發器24、配合連接器 7 (7b或7c)。
_前面板層天線675、 RF濾波器101、 RF開關102、接收器103、 頻率合成器104、發射器105及偏置/控制106 (可以有其它好的組 合)…
本領域技術人員應清楚的是，在保持根據本發明的一般層結構的 同時所述組件也可有其它安排。
圖16所示為具有前述附圖中呈現的乙太網供電用電裝置(PD) 的功率輸入塊的更詳細可能實施。
乙太網供電TO實施框圖176給出了圖8、 lla、 12d、 12e和15a 中所見的塊25和26的內部結構。
未來設計安裝在牆壁外殼3內的有源插件可使用相同或類似的 獲取功率的方法。配合連接器7或7b分別連接到外殼連接器2或2a。配合連接器7或7b將插件電路連接到L認基礎設施及連接到多 個其它外部功能。使用IEEE 802. llaf連接的網絡，36和57伏特之 間的DC電壓將呈現在TX (插針3-6)及RX (插針卜2)側之間或在 備用線纜對插針4-5和插針7-8之間。TX和RX信號對連接到LAN變 壓器211。該變壓器提供電壓隔離及與連接的LAN收發器(PHY) 22 的阻抗匹配。LAN收發器22分別通過TX和RX對發送和接收數據包。 對LAN運行幾乎沒有影響，二極體全橋整流器212取得輸入DC電壓 並對其進行整流以確保適當的極性。之後，所得到的DC電壓-標稱 48伏特通過EMI濾波器213以降低引入及引出電磁幹擾級別。從這 裡其通過檢測電路214，所述檢測電路向連接的開關或功率注入器功 率源設備電路等發出該特定裝置與乙太網供電標準匹配的信號。適當 的信號通常使用25K0hm的電阻器獲得。DC電壓通常從檢測電路連接 到分類電路215。該電路向開關或功率注入器發出關於用電裝置(特 定插件)的功耗類別的信號。該分類通常在向PD提供全部功率進行 適當功率管理之前執行。為在初始檢測和分類階段隔離裝置負載，需 要隔離電路216。 DC功率通常從隔離電路216連接到獨立的DC-DC轉 換器217。某些標準要求隔離以避免安全性危險。通常，在介質側(牆 壁LAN基礎設施)和裝置電路之間要求1500VAC隔離。該隔離勢壘在 圖中示為虛線220。數據側的隔離使用LAN變壓器211實現，同時在 DC-DC中，其通常通過回掃變壓器218及光耦合器反饋裝置219實現。 隔離的DC-DC轉換器217的負DC輸出連接到主要裝置接地，同時正 側(通常5V或3. 3V)221連接到多個內部電源及多個電子電路。DC-DC 陣列和/或線性電源用於進一步產生裝置運行所需要的另外的低電 壓。在該實施例中，DC-DC電源A 222通過其輸出223產生電壓A。 DC-DC電源B 224通過其輸出225產生不同的電壓B。線性電源C226 也通過其輸出227產生不同的電壓C。
應注意，電源(線性對DC-DC電源)的數量及類型根據電路需要 進行選擇。例如，如果所需要的輸出接近輸入電壓，則最好實施線性 電源，而不是DC-DC變換器。
46作為另一選擇，5V DC電源可用某一邏輯電路從面板安裝的DC 插座連接到5V電源層221。這使得在乙太網供電基礎設施不可用的 情況下能進行適當的裝置運行。圖17為根據本發明的電力線網絡輸入塊的更詳細的可能實施。 電力線網絡實施框圖178更詳細地給出了圖8a中所見的塊26、 33和34的內部結構。7c是適於經受連接到外殼連接器的高電壓 (110-230VAC)的配合連接器。連接器的插針1為相、插針2為接地、 及插針3為中性。當插件安裝在外殼盒中時，來自建築物電源線的功 率連接到這三個插針。輸入功率連接到耦合變壓器230及連接到對裝 置進行供電的AC-DC電源235。 AC-DC電源電路將輸入電壓降低到5V DC221以供電內部的DC-DC降頻變換器222、 224和226。這些DC-DC 電源產生對裝置內部電路進行供電所需的內部DC電壓223、 225和 227。耦合變壓器230和AC-DC電源235內的內部變壓器使裝置的其餘 部分與電力線中可得的高電壓隔離。隔離勢壘220用作隔離兩側之間 的至少1500V的安全措施。在電力線上攜載的有源網絡數據之外的任何東西均由連接到耦 合變壓器230的高通濾波器231濾波。之後，濾波後的信號連接到模 擬前端(AFE) 232。 AFE包含另外的自適應濾波、多路復用器、接收 器、驅動器、模數、數模及AGC電路以連接在基帶模塊233的數字側 和耦合變壓器230的模擬信號之間。基帶模塊233包含處理器、MAC、 raY、 DSP及另外的電路以處理所有網絡層和活動。之後，其使用直 接總線連接、USB、 MII或任何其它普通連接連接到另一插件電路。圖18所示為電力線網絡LAN插座720的另一模塊化插件。該插件包含可選的通道電源插座734以使能連接多個電氣設備， 及包括LAN插座732以使能連接多種能接入網絡的設備如計算機、膝 上型電腦、PDA、網絡印表機等。前面板還被安裝以可選的接近孔43以用於插件鎖定-解鎖特殊 移除工具。通過用主電源插件-外殼100c替代標準家用電源出口及將電力 線網絡LAN插座720插入其中，數據均可方便地得到。例如，工作站 或LAN印表機可連接在房屋中的任何地方，而不必重新布線電源或數 據線，只需對現有基礎設施進行很小的修改。安裝所要求的技術性非 常小。該示例性的實施例用作共享電系統的建築物電力線和網絡設備 之間的網橋以創建區域網。為進一步增強其安全性和可用性，該裝置 可包含加密/解密能力、基於環球網的管理入口和管理代理。圖19所示為具有LAN埠和通道電源插座的本發明模塊化插件 的框圖722。配合連接器7c將插件電路連接到與外殼及可選的位置存儲器芯 片2c連接的建築物電力線lc (ld、 le)基礎設施。安裝在插件前面板中的通道電源插座734通過可選的保護裝置 735向連接的設備提供功率。保護裝置可以是過電流、過電壓、浪湧 電流或任何其它類型的保護裝置。配合連接器7c還向電力線網絡電路33提供功率。該電路獲取疊 加在電源線上的數據並提供標準網絡棧以與LAN收發器24連接。LAN 收發器24連接到安裝在插件前面板中的磁性元件和LAN插座732。可選地，小的內部獨立電源34獲取內部電路需要的功率並將其 轉換為低DC電壓。該電壓在電源26中進一歩轉換為對裝置電路進行 供電所需要的所有DC電壓27 。線35中包圍的區域代表高電壓電路， 由於安全原因，其與裝置中的其它區域電隔離。圖19所示為具有LAN埠和通道電源插座的本發明模塊化插件 的框圖722。配合連接器7c將插件電路連接到與外殼連接的建築物電力線基 礎設施。安裝在插件前面板中的電源插座734通過可選的保護裝置735向 連接的設備提供功率。保護裝置可以是過電流、過電壓、浪湧電流或 任何其它類型的保護裝置。48配合連接器7c還向電力線網絡電路33提供功率。該電路獲取疊 加在電源線上的數據並提供標準網絡棧以與LAN收發器24連接。LAN 收發器24連接到安裝在插件前面板中的磁性元件和LAN插座732。
可選地，小的內部獨立電源34獲取內部電路需要的功率並將其 轉換為低DC電壓。該電壓在電源26中進一步轉換為對裝置電路進行 供電所需要的所有DC電壓27。線35中包圍的區域代表高電壓電路， 由於安全原因，其與裝置中的其它區域電隔離。
圖20進一步詳細地示出了圖1中呈現的外殼連接器塊2的截面 圖。外殼連接器的主要功能是電連接在建築物LAN線纜1和可動插件 -外殼接觸件7 (為清晰起見在此未示出-己在圖1中示出)之間。
LAN線纜1通過塊400機械上固定到連接器模塊，所述塊400最 好由金屬製成，其既用作將線纜1固定到模塊2的摩擦墊又用作將線 纜屏蔽適當地連接到外殼屏蔽3的屏蔽組件。所述塊400在萬一雷擊 時可傳導高電流，因此其可由固態金屬建成。上罩425通過在線纜上 提供正的向下壓力將線纜固定到塊400上。
安裝金屬片410以使線纜能巻為屏蔽的LAN線纜1中包含的8個 導體401。特殊的手工工具可用於將某一導體推到其金屬片410以通 過導體絕緣層提供良好的電接觸。8個金屬片中的每一個均被標記顏 色402以說明應連接到該金屬片的適當導體。多種其它機電方法可用 於將LAN線纜1導體401固定和連接到外殼連接器2。
8個金屬片410被焊接在小的接觸件PCB412內。該兩面PCB用 作外殼連接器2的組件載體和導體。在頂面連接8個金屬片，在底部 有8-12個鍍金連接器條404，其按與插件配合接觸件7 (為清晰起見 未在此示出)全接觸的方式置放。同樣，在該PCB412的底部有可選 的雷擊火花隙415以保護插件電路免遭因雷擊產生的高電壓。雷擊火 花隙415可實施為PCB上的簡單印刷圖案或通過連接通孔或SMT元件 實現。從PCB412頂面到底部的電信號連接藉助於通路孔如418完成。
可選的位置存儲器晶片2c可安裝在連接器塊內以進一步改善外 殼功能性。為降低成本，所述晶片2c可使用板載晶片技術直接組裝在PCB412的頂面上。晶片2c可由封裝層覆蓋以保護其免遭機械和潮
溼損害。
罩425對組裝提供機械保護並將8個巻曲的導體401中的每一個 固定到適當的金屬片410。所述罩還可用作屏蔽及將LAN線纜1固定 到金屬塊400。
為有助於方便安裝和支撐，連接器塊2通過可動措施固定到外殼 組件3。
本領域技術人員應清楚的是，對其它類型的LAN或電源標準也可 進行類似的構造。例如，導體的數量可變化，而不會背離根據本發明 的一般結構。
具體地，主要家用線路lc、 ld和le可能代替1的8根乙太網線。 在這種情況下，應使用適當的高電壓絕緣及更高電流承載能力的連接 器°
在本發明已結合目前認為最實用和優選實施例描述的同時，應當 理解，本發明不限於公開的實施例，相反，其應覆蓋包括在所附權利 要求的精神和範圍內的多種修改和等效方案。
本發明已結合某些示例性實施例進行描述；對本領域技術人員而 言多種修改顯而易見且可容易地完成，而不會背離上述示教的精神和 範圍。
應當理解，結合一實施例描述的特徵和/或步驟可用於其它實施 例，及不是本發明的所有實施例均具有在特定附圖中所示或結合實施 例之一所述的所有特徵和/或步驟。本領域技術人員將可對所描述的 實施例進行變化。
應注意，部分上述實施例描述了發明人預期的最佳模式，因此包 括可能對本發明不是必需及作為例子描述的結構、步驟或結構和歩驟 的細節。如本領域公知的，在此所述的結構和步驟可由執行相同功能 的等效方案代替，即使結構或步驟不同。因此，本發明的範圍僅由權利要求中使用的元件和限制進行確 定。在此使用的術語"包括"、"包含"及其語法變化意為"包括但 不必限於"。
權利要求
1、適於接收插入式計算裝置的外殼，包括導熱盒，其大小適於安裝在標準牆壁切口內，其固定到牆壁、地板或家具上；附著到所述盒上並連接到LAN系統的連接器，所述連接器適於與插入式計算裝置配合以向計算裝置提供LAN和電力連通性。
2、 根據權利要求1的用於插入式計算裝置的外殼，其中計算裝 置由LAN系統上遠程供應的電壓供電。
3、 根據權利要求1的用於插入式計算裝置的外殼，其中LAN系 統是銅線乙太網。
4、 根據權利要求1的用於插入式計算裝置的外殼，其中LAN系 統是基於光纖的系統。
5、 根據權利要求1的用於插入式計算裝置的外殼，其中LAN數 據在連接的幹線電力線上傳輸。
6、 根據權利要求1的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述盒 包括由導熱材料製成的裝飾框以幫助插入式計算裝置散熱。
7、 根據權利要求1的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述盒 被裝備以用於將插入式計算裝置固定到所述盒上的鎖定機構。
8、 根據權利要求7的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述鎖 定機構使能容易地插入所述插入式計算裝置但防止在不使用特殊工 具的情況下去除所述插入式計算裝置。
9、 根據權利要求8的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述鎖 定機構需要特別合適的鑰匙，其機械上適於打開一個或多個外殼鎖。
10、 根據權利要求7的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述鎖 定機構還連到機電、磁性或光學開關以檢測插件解鎖及報告該事件。
11、 根據權利要求1的用於插入式計算裝置的外殼，其中外殼安 裝有連接到所述連接器的非易失性位置存儲器，從而向插入式計算裝 置提供外殼的身份信息和位置。
12、 根據權利要求1的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述連接器向非易失性位置存儲器提供插入式裝置LAN數據、電功率及接□。
13、 根據權利要求1的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述連接器還包括過電壓保護裝置，以保護插入式計算裝置免遭雷擊及其它 感應的高電壓損害。
14、 根據權利要求1的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述盒 還包括屏蔽及濾波裝置，以減少所傳導和發射的電磁輻射對插入式計 算裝置和周圍環境的影響。
15、 根據權利要求1的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述連接器包括多個連接器條或接觸件，以與插件配合連接器可靠接觸； 安裝的多個金屬片，以使能在線纜導體和所述連接器條或接觸件 之間進行可靠的電及機械連接；及機械上固定所述金屬片的絕緣體部件。
16、 根據權利要求15的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述 連接器還包括閃電火花隙以保護插件電路免遭高電壓損害。
17、 根據權利要求15的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述 金屬片還包括巻曲所連接導線的裝置。
18、 根據權利要求15的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述 金屬片還包括可撓接觸件以使能線纜連接而不需要特殊工具。
19、 根據權利要求15的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述 接觸件印刷在印刷電路板上，所述印刷電路板形成連接器結構的機械 基板。
20、 根據權利要求19的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述 印刷電路板還包括印刷的火花隙以免遭高電壓損害。
21、 根據權利要求19的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述 印刷電路板還包括焊接的保護裝置以進一步進行保護以免遭高電壓 損害。
22、 根據權利要求19的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述 印刷電路板還包括焊接的非易失性位置存儲設備。
23、 根據權利要求19的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述 印刷電路板還包括使用板載晶片或類似技術直接連接到所述印刷電 路板的非易失性位置存儲設備。
24、 根據權利要求19的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述 絕緣體還包括顏色編碼的標記以指示將要連接的適當導線顏色。
25、 根據權利要求1的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述連 接器包括使能將線纜導線直接焊接到連接器接觸件上的裝置。
26、 根據權利要求1的用於插入式計算裝置的外殼，其中所述連 接器包括閃電火花隙以保護插件電路免遭高電壓尖峰信號損害。
27、 配置用於插入式計算裝置的外殼內的非易失性位置存儲器的 方法，包括步驟將編程及測試插件插入所述外殼內； 編程非易失性位置存儲器。
28、 根據權利要求27的配置用於插入式計算裝置的外殼內的非 易失性位置存儲器的方法，還包括步驟測試非易失性存儲器及相關的接線；用戶人工將外殼位置及可能其它相應的參數輸入編程及測試插 件裝置；及驗證適當的數據已被編程到非易失性存儲器中。
全文摘要
本發明致力於提供用於安裝在牆壁或地板上、嵌入在LAN插座或主電源出口內的用於計算插件裝置的外殼。外殼中的連接器最好向插入的計算裝置既提供數據又提供電功率。外殼由導熱材料製成以幫助散發插入的裝置所產生的熱量。鎖定機構使能容易地插入計算插件，但防止在不使用特殊工具的情況下去除所述插件。該共用外殼使能容易地安裝計算裝置模塊及多個可插入該相同外殼內的其它兼容裝置。
文檔編號H02G3/08GK101517851SQ200680009848
公開日2009年8月26日 申請日期2006年2月14日 優先權日2005年2月18日
發明者阿維夫·索弗 申請人:晶片Pc以色列公司