专利名称：通信设备中降低用户接口电路功耗的系统及其方法
技术领域：
本发明涉及通信设备中的节能技术，特别涉及降低通信设备中用户接口电路功耗的技术。
背景技术：
随着通信行业的继续发展，固定电话用户的数量越来越多，目前全国的固定电话用户已经超过2.3亿个，连接这么多用户需要众多的接口电路，每个接口电路的功耗大小涉及到能源是否能够有效利用，同时由于网际协议(Internet Protocol，简称“IP”)技术的快速发展，传统的电信网络向下一代网络(Next Generation Network，简称“NGN”)发展，需要用到越来越多的综合接入设备(Integrated Access Device，简称“IAD”)和IP智能终端。IAD是一种位于用户和网络端用以提供语音和数据服务的接入设备。由于IAD和IP智能终端端口数比较少，因此散热的设计显得尤为重要，若接口电路的功耗比较大，势必对其散热提出很高的要求，从而直接影响制造商和运营商的成本。
由于在电话挂机时，电话线上通常只有电压没有电流，由功率的计算公式P＝V*I，P为功率，V为电压，I为电流，故电话挂机时接口电路没有功耗。当摘机时，在接口电路和话机间将形成一个环路，有电流流过，接口电路处的功率则由接口电路提供的电压和流过环路的电流决定。接口电路除了为固定电话提供馈电外，通常还具有其他功能。邮电部电话交换设备总技术规范书(YDN065-1997)规定用户有线接口电路应具有馈电、过压保护、振铃、检测、编解码、二四线混合及测试(Battery、Overvoltage、Ring、Supervision、Codec、Hybrid、Test，简称“BORSCHT”)功能。其中要求在通常情况接口电路向用户馈电的电源电压为-48V，若用户的距离较远时，则可升压馈电。在用户含话机内阻的线环阻为1800Ω时，摘机后的话机电流应不低于18mA。由于线的环阻与线径成反比，与线的长度成正比。因此在线径确定时，要使话机电流不低于18mA，则线的长度有一定的限制。上述电话设备总技术规范书中还规定，在接口电路的馈电为-48V时，允许用户含话机的线环阻最大可达1800Ω，当采用增压电池或加装远距离用户设备时含话机的线环阻最大为3000Ω。由于上述的规定，在我国一般的接口电路提供给用户的馈电都是-48V。例如公共电话交换网(Public Switched TelephoneNetwork，简称“PSTN”)上运行的交换机给用户的馈电电压是-48V，馈电电流在用户线环阻为1800Ω时不低于18mA。
在实际应用中，上述方案存在以下问题通信设备的功耗大、成本高。
造成这种情况的主要原因在于，目前的交换机、IAD或是IP智能终端等通信设备的用户接口电路主要采用的方案是在用户挂机和摘机时提供相同电压，一般均为-48V，挂机时作为馈电，摘机时为环路提供环路电流。若设用户含话机的线环阻为1800Ω，由欧姆定理I＝V/R，其中R代表电阻，I代表流过电阻的电流，V代表加在电阻两端的电压，因此环路上的电流为-26.67mA，从而在摘机时线路的功耗为1.28W。若乘以全国固定电话用户数，那么每年仅用在电话上的用电量是十分惊人的。
因为设备的功耗较大，因此发热量也较大，需要花费在散热上的成本也较高。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通信设备中降低用户接口电路功耗的系统及其方法，使得在满足国家标准的前提下，降低了通信设备中用户接口电路的功耗。
为实现上述目的，本发明提供了一种通信设备中降低用户接口电路功耗的系统，所述通信设备与通信终端相连接，包含挂机电源，用于提供所述通信终端挂机时的挂机电压；摘机电源，用于提供所述通信终端摘机时的摘机电压，该摘机电压高于所述挂机电压；电源切换开关，用于在所述挂机电源和所述摘机电源之间切换向所述通信终端供电的电源；挂摘机检测模块，用于检测所述通信终端的状态，并且，当检测到所述通信终端处于挂机状态时，控制所述电源切换开关切换到使用所述挂机电源向所述通信终端供电的状态，当检测到所述通信终端处于摘机状态时，控制所述电源切换开关切换到使用所述摘机电源向所述通信终端供电的状态。
其中，所述挂机电压是标准供电电压-48伏特。
所述摘机电压可以在满足向所述通信终端提供额定电流的前提下，根据所述通信终端与所述通信设备之间的距离远近和线路情况来设定。
在所述通信终端和所述通信设备之间连接线的线径为0.4mm、线长小于3.5公里时，所述摘机电压可为-24伏特。
所述电源切换开关可用继电器或专用集成电路实现。
所述通信设备可以是交换机、综合接入设备或网际协议智能终端。
所述通信终端可以是电话机或传真机。
本发明还提供了一种通信设备中降低用户接口电路功耗的方法，包含以下步骤实时检测与所述通信设备连接的通信终端的状态；根据所述检测的结果，如果所述通信终端处于挂机状态，则向所述通信终端提供标准供电电压，如果所述通信终端处于摘机状态，则向所述通信终端提供比所述标准供电电压更高的摘机电压。
其中，所述摘机电压可以在满足向所述通信终端提供额定电流的前提下，根据所述通信终端与所述通信设备之间的距离远近和线路情况来设定。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，接口电路为用户在挂机和摘机时提供两种不同的电压，根据电话终端的远近摘机时选取高于-48V的电压，在最大终端距离较短时可以有效的降低接口电路的功耗。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即因为产生功耗的电话机摘机期间使用了较高的电压(较小的电压差)，从而在同样保证技术规范要求的电流前提下有效地减小了交换机、IAD、IP智能终端等通信设备接口电路的功耗，节省了运营商在电能方面的支出，更加环保。另一方面，因为通信设备的功耗降低，导致对散热的要求也相应降低，可以使用要求较低、成本较低的散热装置，从而有效的降低了通信设备总体的成本。
图1是根据本发明的一个实施例的通信设备中的低功耗用户接口电路结构示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
图1是根据本发明的一个实施例的降低接口电路功耗的实现示意图，如图所示。该示意图主要有五个部分组成，挂机电源10，摘机电源20，电源切换开关30，挂摘机检测模块40，电话机50。
挂机电源10提供的是用户挂机时的挂机电压，即接口电路给话机的馈电。由于此时电话机处于挂机状态，电话机可以看作一个阻值是无穷大的电阻，因此环路内部不存在电流，此时接口电路没有功耗。为了满足国家标准，通常将挂机电源10提供的电压取邮电部电话交换设备总技术规范书中所规定的。
摘机电源20提供的是用户摘机时的摘机电压，由于用户摘机时，电话机的内阻大约为300Ω，在电话线间形成闭合环路，存在环路电流。摘机电源20的电压选取主要依赖于电话线的线径和用户的远近，同时也要满足邮电部电话交换设备总技术规范书中所规定的不小于18mA的要求。当用户的距离确定后，电话线的线径较大时，可以采用较小的摘机电压，如-24V等，当电话线的线径确定以后，则可以根据用户的最大终端距离来确定摘机电压。一般来讲，为了能够有效地降低接口电路功耗，摘机电压的绝对值都要求小于48V。因为取了比较低的摘机电压绝对值，而电流保持18mA不变，因此摘机时的总功耗可以有效降低。
电源切换开关30能够使接口电路的供电电压在挂机电源10和摘机电源20之间切换。当用户挂机时切换到挂机电源10，当用户摘机时切换到摘机电源20。熟悉本领域的人应该知道，这种电源切换开关可以通过继电器或者专用集成电路来实现。
挂摘机检测模块40是用来检测电话机50当前是处于挂机状态还是摘机状态。检测的结果用于控制电源切换开关30。
上面简单描述了根据本发明的一个实施例的降低接口电路功耗的实现示意图中的各个模块及其实现的功能。下面从总体上描述一下具体的实现过程。
首先由挂摘机检测模块40检测电话机50的当前状态，若电话机50当前的状态为挂机状态，则向电话机50提供挂机电压，将电源切换开关30打到挂机电源10；若电话机50当前的状态为摘机状态，则向电话机50提供摘机电压，将电源切换开关30打到摘机电源20。
上面描述了降低接口电路功耗的具体实现过程，下面将结合一个较佳的实施例来具体描述采用本发明后对功率的降低程度。
由于挂机时接口电路没有功耗，只考虑摘机情形。假设摘机电源20为-24V，线径为0.4mm的电话线每公里线环阻为280Ω，电话机50的内阻为300Ω，为了要满足环路电流至少为18mA的要求，则用户线的长度最长约为3.5公里，此时摘机时接口电路的功耗约为0.432W。若对同样的线摘机电源20仍使用与挂机时同样的电压，则此时的环路电流为37mA，摘机时接口电路功耗约为1.776W。显然采用本发明后功耗大约能降低到原来的四分之一。
由于摘机电压与最大终端距离有关，距离越大时，所需的摘机电压就越大，功率的降低也就越不明显，因此本发明通常用在终端距离不太远的场合。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种通信设备中降低用户接口电路功耗的系统，所述通信设备与通信终端相连接，其特征在于，包含挂机电源，用于提供所述通信终端挂机时的挂机电压；摘机电源，用于提供所述通信终端摘机时的摘机电压，该摘机电压高于所述挂机电压；电源切换开关，用于在所述挂机电源和所述摘机电源之间切换向所述通信终端供电的电源；挂摘机检测模块，用于检测所述通信终端的状态，并且，当检测到所述通信终端处于挂机状态时，控制所述电源切换开关切换到使用所述挂机电源向所述通信终端供电的状态，当检测到所述通信终端处于摘机状态时，控制所述电源切换开关切换到使用所述摘机电源向所述通信终端供电的状态。
2.根据权利要求1所述的通信设备中降低用户接口电路功耗的系统，其特征在于，所述挂机电压是标准供电电压-48伏特。
3.根据权利要求1所述的通信设备中降低用户接口电路功耗的系统，其特征在于，所述摘机电压可以在满足向所述通信终端提供额定电流的前提下，根据所述通信终端与所述通信设备之间的距离远近和线路情况来设定。
4.根据权利要求3所述的通信设备中降低用户接口电路功耗的系统，其特征在于，在所述通信终端和所述通信设备之间连接线的线径为0.4mm、线长小于3.5公里时，所述摘机电压可为-24伏特。
5.根据权利要求1所述的通信设备中降低用户接口电路功耗的系统，其特征在于，所述电源切换开关可用继电器或专用集成电路实现。
6.根据权利要求1所述的通信设备中降低用户接口电路功耗的系统，其特征在于，所述通信设备可以是交换机、综合接入设备或网际协议智能终端。
7.根据权利要求1所述的通信设备中降低用户接口电路功耗的系统，其特征在于，所述通信终端可以是电话机或传真机。
8.一种通信设备中降低用户接口电路功耗的方法，其特征在于，包含以下步骤实时检测与所述通信设备连接的通信终端的状态；根据所述检测的结果，如果所述通信终端处于挂机状态，则向所述通信终端提供标准供电电压，如果所述通信终端处于摘机状态，则向所述通信终端提供比所述标准供电电压更高的摘机电压。
9.根据权利要求8所述的通信设备中降低用户接口电路功耗的方法，其特征在于，所述摘机电压可以在满足向所述通信终端提供额定电流的前提下，根据所述通信终端与所述通信设备之间的距离远近和线路情况来设定。
全文摘要
本发明涉及通信设备中的节能技术，公开了一种通信设备中降低用户接口电路功耗的系统及其方法，使得在满足国家标准的前提下，降低了通信设备中用户接口电路的功耗。这种通信设备中降低用户接口功耗的电路与通信终端连接，包含挂机电源，用于提供通信终端挂机时的挂机电压；摘机电源，用于提供通信终端摘机时的摘机电压，该摘机电压低于挂机电压；电源切换开关，用于在挂机电源和摘机电源之间切换向通信终端供电的电源；挂摘机检测模块，用于检测通信终端的状态，并且根据检测到的通信终端状态控制电源切换开关切换向通信终端供电的电源。
文档编号H04M19/08GK1658646SQ20041000578
公开日2005年8月24日 申请日期2004年2月18日 优先权日2004年2月18日
发明者周敏峰, 马金永, 张海生 申请人:华为技术有限公司