專利名稱：：一種以太網(wǎng)供電系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)電纜系統(tǒng)及方法，更具體地說，涉及一種以太網(wǎng)供電(PoE)應(yīng)用中信道阻礙的發(fā)現(xiàn)。
背景技術(shù)：
：IEEE802.3afPoE標(biāo)準(zhǔn)提供了一架構(gòu)，其用于通過以太網(wǎng)電纜，將電源從電源設(shè)備(PSE)傳輸?shù)绞茈娫O(shè)備(PD)。在該P(yáng)oE過程中，首先執(zhí)行有效設(shè)備的偵測(cè)。該偵測(cè)過程確認(rèn)是否連接了有效設(shè)備，以確保電源不應(yīng)用于非POE設(shè)備。在發(fā)現(xiàn)一有效PD后，PSE可任意執(zhí)行一電源等級(jí)。對(duì)于PD設(shè)備，IEEE802.3af定義了5個(gè)電源等級(jí)。電源分級(jí)過程的完成使得PSE能夠管理電源，從而對(duì)連接到PSE的不同PD傳輸電源。如果對(duì)于一特定的PD確定了一特定的電源等級(jí)，那么PSE可對(duì)該P(yáng)D分配合適的電源。如果未執(zhí)行電源分級(jí)，那么將使用默認(rèn)的等級(jí)，即PSE將整個(gè)15.4W的功率提供給一特定的端口。對(duì)連接到PSE的不同PD的功率分配(powerbudgets)的管理，，對(duì)于PSE的有效操作是非常重要的。在PoE廣延(BroadReach)應(yīng)用中，功率分配的管理更加重要，在該應(yīng)用中，PD通過超過100米(例如300-500米)的以太網(wǎng)電纜連接到PSE。通常，可分配給不同PD的電源總量限于PSE的容量范圍。因此，需要一種機(jī)制，以使得PSE能夠確定供應(yīng)給每一端口的準(zhǔn)確的電量。
發(fā)明內(nèi)容一種控制對(duì)受電設(shè)備供電的系統(tǒng)和/或方法，在至少一張附圖中進(jìn)行了描述，并在權(quán)利要求中進(jìn)行了完整的說明。依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，包括受電設(shè)備檢測(cè)部件，用于檢測(cè)受電設(shè)備的存在，所述受電設(shè)備通過以太網(wǎng)電纜連接到電源設(shè)備端口；電纜檢測(cè)部件，用于測(cè)量所述以太網(wǎng)電纜的電學(xué)特性；以及電源控制器，用于基于所述以太網(wǎng)電纜中間連接器的存在性，控制對(duì)所述電源設(shè)備端口的電源分配，其中用所述經(jīng)測(cè)量的電學(xué)特性表示所述存在性。優(yōu)選的，所述電纜檢測(cè)部件測(cè)量所述以太網(wǎng)電纜中的中斷。優(yōu)選的，所述電源控制器基于電纜類型、電纜長(zhǎng)度、以及所述連接器的存在性，控制所述電源分配。優(yōu)選的，所述電源控制器基于所述以太網(wǎng)電纜的電阻，控制所述電源分配，其中使用所述以太網(wǎng)電纜的所述類型確定所述以太網(wǎng)電纜的所述電阻。優(yōu)選的，所述電源控制器基于所述以太網(wǎng)電纜的有效性，控制電源分配。優(yōu)選的，所述電源控制器確定分配給所述端口的功率分配。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種以太網(wǎng)供電的方法，包括以下步驟在經(jīng)由以太網(wǎng)電纜的由受電設(shè)備到電源設(shè)備端口的連接上，基于測(cè)量的電學(xué)特性確定所述以太網(wǎng)電纜中間是否存在連接器；將功率分配給所述電源設(shè)備端口，所述分配的功率基于所述確定步驟。優(yōu)選的，所述確定步驟包括測(cè)量所述以太網(wǎng)電纜中的中斷。優(yōu)選的，所述分配的功率分配基于電纜類型、電纜長(zhǎng)度、以及所述以太網(wǎng)電纜中間連接器的存在性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種以太網(wǎng)供電的方法，包括以下步驟基于測(cè)量的以太網(wǎng)電纜的電學(xué)特性，確定所述以太網(wǎng)電纜中間是否存在連接器，所述以太網(wǎng)將受電設(shè)備連接到電源設(shè)備；基于所述連接器確定步驟，確定是否對(duì)所述受電設(shè)備供電。優(yōu)選的，在以太網(wǎng)電纜大于100米時(shí)，使用所述供電確定歩驟。優(yōu)選的，在以太網(wǎng)增強(qiáng)應(yīng)用中使用3類電纜時(shí)，使用所述供電確定步驟。優(yōu)選的，所述供電確定步驟也基于所述以太網(wǎng)電纜的類型和長(zhǎng)度。優(yōu)選的，所述確定步驟基于在所述以太網(wǎng)電纜中確定所述中斷。通過以下的描述和附圖，可以更深入地理解本發(fā)明的各種優(yōu)點(diǎn)、各個(gè)方面、創(chuàng)新特征、及其實(shí)施例的細(xì)節(jié)。本發(fā)明是通過一些實(shí)施例進(jìn)行描述的，因此，本發(fā)明不受此處所公開的具體實(shí)施例的限制，下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖l是本發(fā)明以太網(wǎng)供電(PoE)系統(tǒng)一實(shí)施例的示意圖2A和2B是本發(fā)明模擬PoE系統(tǒng)的電路原理圖3是本發(fā)明PoE過程的流程圖4是本發(fā)明介質(zhì)相關(guān)接口鏈路中間的連接器的一例子的示意圖5是本發(fā)明可將電纜的特性信息從PHY發(fā)送到PSE的PoE系統(tǒng)的一實(shí)施例的示意圖6是本發(fā)明將電纜的特性信息從PHY發(fā)送到PSE的過程的流程圖。具體實(shí)施例方式接下將對(duì)本發(fā)明的不同實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)討論。盡管是對(duì)特定的實(shí)施進(jìn)行討論，但是可以理解這僅僅是為了舉例說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行各種改變或等效替換。圖1是本發(fā)明以太網(wǎng)供電(PoE)系統(tǒng)一實(shí)施例的示意圖。如圖所示，PoE系統(tǒng)包括電源設(shè)備(PoE)120，其將電源發(fā)送到受電設(shè)備(PD)140。PSE發(fā)送到PD的電源通過跨越變壓器的中央抽頭(taps)的應(yīng)用電壓提供，該變壓器連接到負(fù)載在以太網(wǎng)電纜內(nèi)的一對(duì)發(fā)送(TX)和一對(duì)接收(RX)線。這兩對(duì)TX和RX線使得數(shù)據(jù)在以太網(wǎng)PHY110和130之間傳輸。圖1進(jìn)一步展示出，PD140包括802.3af模塊142。該模塊所包括的電子設(shè)備使得PD140能夠以IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)與PSE120通信。PD140還包括脈寬調(diào)制(P麗)DC:DC控制器144，其控制功率FET146，其又為負(fù)載150提供恒定功率。通常地，存在兩種負(fù)載純電阻負(fù)載(例如，燈泡)和由DC:DC功率控制器饋電的恒定功率負(fù)載。當(dāng)前的應(yīng)用主要是由DC:DC功率控制器饋電的恒定功率負(fù)載。從PSE120到負(fù)載150的功率傳輸可使用圖2A所示的電路模型進(jìn)行模擬。如圖所示，電源為一電路提供一電壓VPSE，該電路包括第一并聯(lián)電阻對(duì)(R^R2)、負(fù)載電阻R既D、和第二并聯(lián)電阻對(duì)(R3、R4)。其中，第一并聯(lián)電阻對(duì)R。R2表示TX電線對(duì)的電阻，而第二并聯(lián)電阻對(duì)&、仏表示RX電線對(duì)的電阻。電阻R^R2、R3、和&的阻值取決于以太網(wǎng)電纜的類型和長(zhǎng)度。特別地，電阻Ri、R2、R3、和R4具有一確定的電阻/長(zhǎng)度，其取決于以太網(wǎng)電纜的類型(例如，3、5、6類線等等)。例如，對(duì)于5類以太網(wǎng)電纜，電阻R,、R2、R3、和R4具有的阻值大約為0.lQ/米。因此，對(duì)于IOO米的5類以太網(wǎng)電纜，電阻RhR2、R3、和R4的每一個(gè)都具有10Q的阻值。在該例子中，并聯(lián)電阻R1和R2具有5Q的阻值，而并聯(lián)電阻R3和R4具有5Q的阻值。經(jīng)組合，可確定以太網(wǎng)電阻(R。able)總的阻值為5Q+5Q=10Q。經(jīng)簡(jiǎn)化的PoE電路模型可包括單一的如圖2B所示的電纜電阻阻值R。i。如圖2B進(jìn)一步所示，該電路模型還包括串聯(lián)電阻R。。n。該串聯(lián)電阻R,表示由于介質(zhì)相關(guān)接口(MDI)鏈路中間所存在的連接器而添加的電阻。如圖3所示，MDI鏈路中間的連接器通過包括交叉連接系統(tǒng)、壁裝電源插座、或位于MDI鏈路中間的類似設(shè)備引入。注意到上面的，5類電纜的電阻R。^大約為0.1Q/米。對(duì)于100米的5類電纜，電阻R。^因此為IOQ。應(yīng)該注意到，該近似值包括電纜本身的電阻，同時(shí)也包括兩個(gè)終端連接器的電阻。該兩個(gè)終端連接器貢獻(xiàn)給該電纜的電阻值大約為0.5Q。由于電纜在MDI鏈路中間包括附加的連接器，因此要在該電路模型中進(jìn)一步添加電阻。其對(duì)總的電阻的貢獻(xiàn)值表示為圖2B電路模型中的R。。。對(duì)于一在MDI鏈路中間包括連接器的負(fù)載系統(tǒng)，R，的阻值可達(dá)到大約2.5Q?？梢岳斫獾模琑，的阻值可表示為對(duì)MDI鏈路真實(shí)的貢獻(xiàn)。特別地，經(jīng)對(duì)100米的5類電纜進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)添加了10Q的R』J寸，2.5Q的L將使總的鏈路電阻增加25%。在IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)中，PSE可隨意地執(zhí)行分級(jí)步驟，以確定PD的電源等級(jí)。如下表1示出IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)所支持的5個(gè)PD等級(jí)。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表1如圖所示，等級(jí)0(默認(rèn))和等級(jí)3PD規(guī)定PSE的最小輸出功率為15.4W。對(duì)于低功率PD(例如等級(jí)1和等級(jí)2設(shè)備)，PSE的最小輸出功率分別規(guī)定為4.0W和7.0W。盡管可選擇的，但是確認(rèn)正確的PD電源等級(jí)能夠使得PSE為每個(gè)端口僅提供其所需數(shù)量的電源。這有效地增加了PSE為與其連接的一組PD供電時(shí)的能力。本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)以太網(wǎng)電纜的一個(gè)或多個(gè)特性進(jìn)行測(cè)量，以用于影響PoE系統(tǒng)的操作。在一實(shí)施例中，所測(cè)量的特性用于確定以太網(wǎng)電纜的一種或多種類型、以太網(wǎng)電纜的長(zhǎng)度、和MDI鏈路中間連接器的存在性。然后所確定的以太網(wǎng)電纜的類型和長(zhǎng)度、以及連接器的存在性，可用于估計(jì)以太網(wǎng)電纜的電阻。接著，所估計(jì)的以太網(wǎng)電纜的電阻可用于評(píng)估電纜中的功率損耗，該功率損耗影響對(duì)一特定的PSE端口的功率的分配。圖4示出本發(fā)明的一般過程。如圖所示，該過程開始于步驟402，其測(cè)量以太網(wǎng)電纜的一個(gè)或多個(gè)特性。在一實(shí)施例中，該測(cè)量步驟的實(shí)施是作為以太網(wǎng)電纜的電學(xué)特性的PHY分析的一部分。例如，測(cè)量步驟的實(shí)施是作為PHY所執(zhí)行的回聲清除會(huì)聚過程(echocancellationconvergenceprocess)的一部分。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在步驟402所測(cè)量的以太網(wǎng)電纜的一個(gè)或多個(gè)特性，可使得PoE系統(tǒng)更好地估計(jì)以太網(wǎng)電纜的電阻。在此，所估計(jì)的實(shí)際的電纜電阻可使得PoE系統(tǒng)估計(jì)電纜的實(shí)際的功率損耗。在一實(shí)施例中，對(duì)PHY進(jìn)行設(shè)計(jì)以測(cè)量特性，從而使得能夠確定以太網(wǎng)電纜中的插入損耗、串?dāng)_、長(zhǎng)度禾口中斷(discontinuities)。在步驟404，在測(cè)量以太網(wǎng)電纜的一個(gè)或多個(gè)特性后，PoE系統(tǒng)接著確定以太網(wǎng)電纜的類型、長(zhǎng)度、以及鏈路中間連接器的存在性?？苫谒鶞y(cè)量的插入損耗、串?dāng)_、以及以太網(wǎng)電纜的長(zhǎng)度，確定以太網(wǎng)電纜的類型。對(duì)以太網(wǎng)電纜的這些測(cè)量可使得PoE系統(tǒng)確定，例如該以太網(wǎng)電纜是否是3、5、6或7類的以太網(wǎng)電纜。在一實(shí)施例中，基于使用時(shí)域反射技術(shù)(TDR)所識(shí)別的中斷，確定鏈路中間連接器的存在性?？梢岳斫獾模煌愋偷碾娎|具有與其相關(guān)的不同的電阻。需要注意的，3類電纜具有大約0.2Q/米的電阻，而5類以太網(wǎng)電纜具有大約0.1Q/米的電阻。鏈路中間連接器的存在也會(huì)增加有效的電纜電阻。在步驟404，一旦確定以太網(wǎng)電纜的類型、長(zhǎng)度、以及鏈路中間存在連接器，在步驟406，PoE系統(tǒng)接著確定在PoE系統(tǒng)上的相關(guān)影響。接著進(jìn)行更細(xì)致的描述，PoE系統(tǒng)上的一特定影響可隨有關(guān)的應(yīng)用而不同。在此，本發(fā)明的一特點(diǎn)是在動(dòng)態(tài)的配置和操作過程中，PoE系統(tǒng)可使用電纜類型、電纜長(zhǎng)度、和連接器的存在信息。例如，電纜類型、電纜長(zhǎng)度、和連接器的存在信息可用于診斷以太網(wǎng)電纜、確定是否可為一PD供電，確定對(duì)一給定的PSE端口進(jìn)行功率分配的調(diào)整，等等。為了展示電纜類型、電纜長(zhǎng)度、和連接器的存在信息對(duì)PoE系統(tǒng)的不同影響方式，考慮與IEEE802.3af規(guī)范所支持的傳統(tǒng)的PoE系統(tǒng)相關(guān)的第一應(yīng)用。在該應(yīng)用中，電纜類型和長(zhǎng)度的確定可用于確定電阻R。abl"而鏈路中間存在連接器的確定可用于確定電阻R。。n(見圖2B)。在圖2B的電路模型中，PD包括DC:DC變換器，負(fù)載R^接收恒定功率加在其輸入端的電壓為W。因?yàn)閊在負(fù)載處固定，&=1>^.，其中I是流過整個(gè)電路的電流。電纜的功率損耗就為P^^^I^(R。^+R，)。IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)，當(dāng)PD使用100m的3類電纜連接到PSE時(shí)，此最壞情況下的鏈路電阻為20Q，所以對(duì)于PSE，規(guī)定15.4W的最小輸出功率。在電流限制為350mA時(shí)，對(duì)于電纜，最壞情況的功率損耗為PlQSS=(350Ma)2*20Q=2.45W。該2.45W的最壞情況下的功率損耗是PSE的最小輸出功率和PD獲得的最大功率的差(例如，15.4W-12.95W=2.45W)?？苫诖_定的以太網(wǎng)電纜類型，調(diào)節(jié)分配給PSE端口的最壞情況下的功率分配。特別地，在不知道PoE系統(tǒng)別的特性時(shí)，以太網(wǎng)電纜的類型的確定可得到更準(zhǔn)確的功率損耗的評(píng)估。例如，假定所測(cè)量到的特性表示使用5類而不是3類線將PD連接到PSE。進(jìn)一步假定存在負(fù)載系統(tǒng)(即鏈路中間的連接器)，并且假定最壞情況下的100米的電纜長(zhǎng)度和350mA的電流，此時(shí)電纜電阻估計(jì)為5類電纜的12.5Q;而不是3類電纜的20Q。所確定的電阻的減少，因此可將功率損耗降低為PI()SS=(350mA)2*12.5Q=1.53W?？杀容^最壞情況下的功率損耗，其差為2.45W-1.53W=0.92W。所節(jié)省的0.92W的功率可降低對(duì)端口的功率分配，因此有效地增加了PSE的能力。通過確定電纜長(zhǎng)度和電纜類型，可更準(zhǔn)確地估計(jì)功率損耗。在一實(shí)施例中，使用TDR確定電纜長(zhǎng)度。加上補(bǔ)充的電纜長(zhǎng)度信息，所估計(jì)的電纜電阻可從最壞情況下IOO米的負(fù)載系統(tǒng)進(jìn)一步降低。例如，假設(shè)電纜類型確定為5類，并且進(jìn)一步確定電纜長(zhǎng)度為50米。在該例子中，R。^?？山档鸵话氲?Q。對(duì)于具有50米的5類電纜的負(fù)載鏈路，功率損耗為Ploss=(350mA)2*(5Q+2.5Q)=0.92W。相應(yīng)所節(jié)省的功率為2.45W-0.92W=1.53W，其可降低對(duì)端口的功率分配。應(yīng)該注意的是，單獨(dú)確定電纜類型也可獲得如上所描述的功率節(jié)省。盡管現(xiàn)有的系統(tǒng)已經(jīng)試圖在典型的PoE應(yīng)用中(例如，小于100米)，使用電纜長(zhǎng)度確定，然而在大于100米的PoE應(yīng)用中，使用電纜長(zhǎng)度確定是本發(fā)明的獨(dú)特特點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，通過附加確定鏈路中間存在(或沒有)連接器，可更加準(zhǔn)確地估計(jì)功率損耗。如果確定鏈路中間沒有連接器，那么鏈路的電阻可進(jìn)一步降低為R，二O。特別地，對(duì)于50米的5類電纜的無負(fù)載鏈路，功率損耗可為Pkf(350mA)2*(5Q+0Q)=0.61W。相應(yīng)所節(jié)省的功率為2.45W-0.61W=1.84W，其表示對(duì)于端口，節(jié)省了更多的電源供應(yīng)。通常地，確定的因素(例如電纜類型、電纜長(zhǎng)度、和鏈路中間連接器的存在性)可用于降低功率分配。值得注意的，這些有益效果可在不知曉PoE系統(tǒng)任意附加信息的情況下實(shí)現(xiàn)。如果可獲得附加信息的話，也可得到更詳細(xì)的功率損耗計(jì)算?？缭诫娎|的電壓降可定義為VPSE-VL=I*Rt。tal，其中Rt。tal=Reabl。+R。。n。對(duì)于PD處電壓V,.，該等式解為..V艦-VL，I*Rto"V!2-VPSE*Vl+P^R^i=0VL=[Vpse仏SQRT(VpSE2-(4印浐R^))p如果已知V股,為48V，PL為12.95W(供給PD的最大功率)，以及Rt。tal=Reable+Rc。n=5Q+2.5Q=7.(50米的5類電纜的負(fù)載系統(tǒng)的電阻)，那么叭=(48+/-SQRT(482-4*12.95*7.5))/2=(48+/-43.77)/2=45.89V。接著可使用VPSE-VL二I舉Rt。tai計(jì)算電流，即48V-45.89V=I*7.5Q，結(jié)果為I=0.281A。則PSE的總功率輸出為12.95乘以電纜中的功率損耗。在該例子中，電纜中的功率損耗為I2*Rt。ta=(0.281A)2*7.5Q=0.59W。在該例子中，對(duì)于PSE端口，總的功率分配為12.95W+0.95W二13.54W。那么，所節(jié)省的功率分配為15.4W-13.54W=1.86W。如這些例子所示的，使用假設(shè)的最壞情況下的電纜將導(dǎo)致端口電源供應(yīng)中不必要的浪費(fèi)。當(dāng)對(duì)所有的PSE端口進(jìn)行合計(jì)后，電源供應(yīng)中的浪費(fèi)將不必要地降低了PSE的實(shí)際的供電能力。根據(jù)本發(fā)明原則的第二應(yīng)用為PoE+應(yīng)用，例如未來的IEEE802.3at規(guī)范所支持的PoE+應(yīng)用。PoE+應(yīng)用設(shè)計(jì)為支持更大功率PD和假設(shè)使用5類線或更好的以太網(wǎng)電纜。對(duì)于雙對(duì)PoE+系統(tǒng)，可考慮高達(dá)30W的PD;而對(duì)于4對(duì)PoE+系統(tǒng)，可考慮高達(dá)56W的PD?？梢岳斫獾?，對(duì)于雙對(duì)和4對(duì)系統(tǒng)可運(yùn)用相同的原則。通常地，使用PoE+的更高功率的PD(例如WiMAX發(fā)送器、云臺(tái)變焦距攝像機(jī)(pan-tilt-zoomcameras)、視頻電話、以及精簡(jiǎn)用戶端(thinclients))將變得可能。在該應(yīng)用中，本發(fā)明的原則首先用作診斷工具，以確認(rèn)連接到PSE端口的以太網(wǎng)電纜。在一實(shí)施例中，該診斷工具將確認(rèn)以太網(wǎng)電纜的一個(gè)或多個(gè)特性，并使用所獲得的信息確定如何操作PoE+PD設(shè)備。例如，將PSE設(shè)計(jì)為能夠?qū)Χ丝谶M(jìn)行多少功率分配實(shí)現(xiàn)智能決策。對(duì)于現(xiàn)有的802.3af裝置，電纜中的最壞情況下的功率損失為P1(wS=(350mA)2*20Q=2.45W。該最壞情況下的功率損耗是基于由電纜和插線面板的限制產(chǎn)生的每PD350mA的電流限制和3類以太網(wǎng)電纜20Q的電阻。在電流為雙倍的PoE+裝置中，例如，對(duì)于5類電纜的功率損耗為PI()SS=(700mA)2*10Q=4.9W=2*PlQSS。如該簡(jiǎn)單計(jì)算所示，PoE+裝置中的功率損耗/米是現(xiàn)有的802.3af裝置的兩倍，甚至在電纜電阻降低了50%的情況下。對(duì)于鏈路中間包括有連接器的負(fù)載系統(tǒng)，該功率損耗更大。由于該原因，5類電纜的長(zhǎng)度確認(rèn)和鏈路中間的連接器的存在性表現(xiàn)為更重要的因數(shù)，據(jù)此能夠相對(duì)于那些基于估計(jì)電纜中最壞情況下的功率損耗，作出對(duì)端口的功率分配更為正確的決定。例如，在無負(fù)載系統(tǒng)中，確定電纜的長(zhǎng)度為25米，那么在電流700mA的情況下，計(jì)算功率損耗為(700mA)2*2.5Q=1.225W。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于負(fù)載系統(tǒng)中100米5類電纜的功率損耗，其計(jì)算功率損耗為(700mA)2*(10Q+2.5Q)=6.125W。當(dāng)然，如果使用諸如相關(guān)信息VPSE、PL、VL以及Rt。t，對(duì)實(shí)際電流進(jìn)行估計(jì)，所估計(jì)的電纜中的功率損耗將進(jìn)一步降低。例如，假設(shè)有一個(gè)100米5類電纜的負(fù)載系統(tǒng)，同時(shí)鏈路中間有連接器。其中，如果V股是50V、Pl是20W、Rtot=Rcable+Rc。n=10Q+2.5Q=12.5a則可計(jì)算VL=(50+/-SQRT(502-4*20*12.5))/2=(50+/-38.73)/2=44.36V。接著使用V歷-K氺Rt。t計(jì)算電流，即50V-44.36V=I*12.5Q，結(jié)果1=0.451A。在此，所估計(jì)的電纜的功率損耗為I2*Rt。t=(0.451A)2*12.5Q=2.54W，接著可將其用于估計(jì)對(duì)端口總的功率分配20W+2.54W=22.54W。在另一實(shí)施例中，假設(shè)Pl是20W，U角定為(50米、5類線、無負(fù)載)、已知V,為48V。可以理解的，可使用不同的通信方法，例如層2通信的一些形式，可將Vl從PD發(fā)送到PSE。在該例子中，可計(jì)算電流I二Pl/V^20W/48V^.417A。則所估計(jì)的電纜的功率損耗為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>，接著可將其用于估計(jì)對(duì)端口的總的功率分配<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>。另外，對(duì)于PoE+裝置，也可獲得電纜類型的信息，其有助于功率損耗的計(jì)算。在此，確定以太網(wǎng)電纜優(yōu)于5類電纜(例如，6類或7類以太網(wǎng)電纜)，將可降低對(duì)電纜電阻的估計(jì)，因此進(jìn)一步降低所估計(jì)的功率損耗。根據(jù)本發(fā)明原則的第三應(yīng)用是PoE廣延(PoE-BR)應(yīng)用。在PoE-BR應(yīng)用中，可使用超過100米以太網(wǎng)電纜將PD連接到PSE。例如，PoE-BR應(yīng)用定義為支持500米以及以上的距離。在PoE-BR應(yīng)用中，確定以太網(wǎng)電纜的類型可有助于擴(kuò)展現(xiàn)有的PoE應(yīng)用。考慮到，例如，最壞情況下802.3af應(yīng)用，其通過100米5類電纜為PD供電。在該最壞情況下的應(yīng)用中，電纜的電阻大約為20Q。如果用5類電纜代替使用，貝U5類電纜的較低電阻可使得使用更長(zhǎng)的5類電纜，并保持20Q的電阻。例如，假設(shè)最壞情況下的5類電纜，即在鏈路中間具有連接器。在此情況下，以太網(wǎng)電纜的電阻大約為12.5Q。在此估計(jì)下，5類電纜的長(zhǎng)度可擴(kuò)展到<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>，并與20Q的電阻相匹配。進(jìn)一步地，如果確定在鏈路中間沒有連接器，那么5類電纜的長(zhǎng)度可擴(kuò)展到<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>，并與20Q的電阻相匹配。因此，在不了解PoE系統(tǒng)操作信息的情況下，確定因素(例如電纜類型和鏈路中間連接器的存在性)可使得以超過100m的長(zhǎng)度對(duì)PD供電。通常地，PSE和PD之間距離的增加(例如高達(dá)500m)可為PoE-BR系統(tǒng)中的潛在操作，創(chuàng)造更廣的范圍。該操作范圍使得更難于使用最壞情況下的操作參數(shù)，提供系統(tǒng)規(guī)范。例如，假設(shè)PoE-BR規(guī)范支持3類電纜。在對(duì)該情況的處理中，電纜的電阻可規(guī)定為20Q100Q。明顯地，假設(shè)100Q最壞情況下的電纜電阻，對(duì)于確定功率分配(例如表1所列的)將是不可行的。因?yàn)殡娎|電阻規(guī)定為10Q50Q，5類電纜規(guī)范也是同樣的情況。因此，本發(fā)明的一特點(diǎn)是PoE-BR應(yīng)用中的PD供電是基于至少部分地考慮特定的端口裝置。例如，假設(shè)已知VpsE是51V，PD將消耗恒定功率12.95W，并且PD的電壓為37V。在該例子中，計(jì)算電流為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>。然后，計(jì)算電纜的最大電阻為Rt。t=(VPSE-VL)/I=(51V-37V)/0.34A二41Q。加上最大電阻Rt。t=41Q，那么PoE-BR系統(tǒng)可確定是否有一特定端口能適合該裝置。例如，如果確定使用3類電纜，則能夠以高達(dá)大約205米的距離對(duì)PD供電。類似的，如果確定使用5類電纜，假設(shè)為無負(fù)載系統(tǒng)，則能夠以高達(dá)大約410米的距離對(duì)PD供電。確定鏈路中間連接器的存在性也可影響這些確認(rèn)。例如，如果使用5類電纜，那么最大電阻Rt。t可分解為R』。和R，。如果R。。^2.5a那么最大電阻分解給R。蔽的將是41Q-2.5Q二38.5。。在該例子中，當(dāng)使用5類電纜時(shí)，能夠以高達(dá)大約385米的距離對(duì)PD供電。電纜長(zhǎng)度和連接器的存在性信息也可用于確定電纜的功率損耗。例如，如果確定在負(fù)載系統(tǒng)中，5類電纜是375米，那么電纜的電阻將大約為37.5Q+2.5Q=40Q。接著可計(jì)算功率損耗為P1(3SS=(340mA)2*40Q=4.62W。那么對(duì)端口的總的功率分配為12.95W+4.62W二17.5W。注意如上，由于PoE-BR應(yīng)用所服務(wù)的距離范圍，端口的功率分配差別很大。例如，如果在無負(fù)載系統(tǒng)中使用120m的5類電纜，那么電纜的電阻大約為12Q。接著，計(jì)算功率損耗為PlQSS=(340mA)、12Q二1.39W。則端口的總的電源供應(yīng)為12.95W+1.39W=14.34W。在兩種情況下電源供應(yīng)之間的差(即17.57W-14.34W)為3.23W，這有助于了解有關(guān)因素(例如電纜類型、電纜長(zhǎng)度、和鏈路中間連接器的存在性)，而不是依賴于基本的最壞情況下的假設(shè)。由于在PoE-BR應(yīng)用中，電纜電阻的范圍很大，與現(xiàn)有的802.3afPoE相比，PD的最小電壓更小一些。例如，假設(shè)PD的最小電壓低到30V。當(dāng)電纜類型信息、電纜長(zhǎng)度信息、以及鏈路中間連接器的存在性已知時(shí)，可使用該30V的值使一給定的端口裝置有效。應(yīng)該注意的，與最小電壓相比，PD對(duì)接通電壓有更高的要求。這是因?yàn)樵诮油ㄟ^程中，PD沒有獲得所有的能量，因此PD的電壓幾乎與PSE相同。假設(shè)VPSE=50V、PL=12.95W、以及Rt。t二45Q(負(fù)載系統(tǒng)中425米5類電纜)。對(duì)于這組操作參數(shù)，計(jì)算Vi.，即V,.=(50+/-SQRT(502-4*12.95*45))/2=(48+/-13)/2二(48+/-13)/2=30.5V。在計(jì)算V,.后，根據(jù)最小電壓，PoE-BR系統(tǒng)可確定是否所計(jì)算的電壓V,是可允許的。在該例子中，V,=30.5V，即大于最小的閾值，因此，在這些操作條件下，PoE-BR系統(tǒng)可使端口有效。關(guān)于對(duì)端口的功率分配，使用V股-V^I氺R^e計(jì)算電流，因此50V-30.5V=I*45Q，結(jié)果為1=0.433A。可計(jì)算電纜中的功率損耗I2*R。abl。=(0.433A)2*45Q=8.44W。在i亥例子中，則PSE端口總的功率分配為12.95W+8.44W=21.39W。根據(jù)本發(fā)明的原則，可最小化PoE-BR鏈路中使用最壞情況下的電阻的過度的懲罰效果。第一，可實(shí)現(xiàn)對(duì)一特定端口的功率分配的節(jié)省，從而增加PSE的總能力。第二，PSE可使得端口裝置有效，但不包括當(dāng)使用最壞情況下的電纜電阻估計(jì)時(shí)的情況。根據(jù)本發(fā)明原則的第四應(yīng)用可應(yīng)用于電纜基礎(chǔ)架構(gòu)的一般性診斷。該診斷完全與PoE應(yīng)用不相關(guān)。通常地，診斷工具可應(yīng)用于電纜基礎(chǔ)架構(gòu)，以確定對(duì)于以給定的應(yīng)用的電纜基礎(chǔ)架構(gòu)的能力。在前面所討論的應(yīng)用中，診斷工具用于確定電纜基礎(chǔ)架構(gòu)處理PoE-BR應(yīng)用的能力。以同樣的方式，診斷工具可用于確定電纜基礎(chǔ)架構(gòu)處理一應(yīng)用的能力，，例如IEEE802.3an所定義的IOGBASET。在此，10GBASET要求7類以太網(wǎng)電纜。依據(jù)本發(fā)明原則，診斷工具可確定所有的7類以太網(wǎng)電纜，以及所有7類以下的以太網(wǎng)電纜(例如，5或6類)，從而可處理10GBASET通信。而且，通過確定連接器的存在性，診斷器可確定是否鏈路中存在多電纜。該確定可進(jìn)一步確定該電纜鏈路是否能處理一特定應(yīng)用。注意如上，測(cè)量以太網(wǎng)電纜的一個(gè)或多個(gè)特性，可使得PoE系統(tǒng)能夠估計(jì)以太網(wǎng)電纜鏈路的電阻，并且最終估計(jì)以太網(wǎng)電纜鏈路的實(shí)際功率損耗。為了便于該估計(jì)，PoE系統(tǒng)可測(cè)量以下特性，例如以太網(wǎng)電纜的插入損耗、串?dāng)_、長(zhǎng)度、以及中斷等等。以太網(wǎng)電纜的插入損耗、串?dāng)_、長(zhǎng)度、以及中斷的測(cè)量可表示特性的例子，這些特性可用于估計(jì)電纜電阻，并因此估計(jì)電纜中的功率損耗。在一實(shí)施例中，可使用TDR直接確定電纜長(zhǎng)度和中斷。在另一實(shí)施例中，可基于在使用往復(fù)的注入信號(hào)測(cè)量插入損耗時(shí)所生成的數(shù)據(jù)，間接地確定電纜的長(zhǎng)度。在此，在啟動(dòng)和接收脈沖之間的時(shí)間間隔與電纜長(zhǎng)度是成線性比例的。將傳播速度和該時(shí)間間隔相乘可計(jì)算電纜長(zhǎng)度，然后除以2就得到往復(fù)延遲?？梢岳斫獾?，基于高頻TDR測(cè)量以識(shí)別電纜中的中斷(或障礙)，從而可推斷連接器的存在性。就如所描述的一樣，可使用不同的電纜特性確定電纜類型、電纜長(zhǎng)度、以及鏈路中間連接器的存在性。這些因素使得能夠確定電纜鏈路的電阻和功率損耗?？梢岳斫獾模巳缟纤枋龅耐?，別的特性也可用于PoE系統(tǒng)確定電纜鏈路的電阻和功率損耗。不管使用哪種測(cè)量數(shù)據(jù)，重要的是PoE系統(tǒng)可使用這些數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)PoE系統(tǒng)的配置或操作。如前所描述，本發(fā)明的特點(diǎn)有各個(gè)方面的應(yīng)用。圖5是能夠?qū)嵤┍景l(fā)明原則的PoE環(huán)境500的一實(shí)施例。如圖所示，環(huán)境500包括PHY530-1到530-N，并分別連接到以太網(wǎng)開關(guān)520。盡管PHY可包括一個(gè)或多個(gè)以太網(wǎng)收發(fā)器，圖中僅示出單一的收發(fā)器連接到PHY530-N。每一個(gè)PHY也連接到CPU5IO，但為了簡(jiǎn)單起見，僅示出從CPU510到PHY530-N的一個(gè)連接。在一實(shí)施例中，CPU510與以太網(wǎng)開關(guān)520和PHY510到510-N集成到單一的芯片上。在另一實(shí)施例中，以太網(wǎng)開關(guān)520與PHY510-1到510-N是集成到單一的芯片上，并與CPU510隔開，其通過串行接口與CPU510通信。如圖所示的PoE環(huán)境500中，PSE540經(jīng)由圖示的變換器的中央抽頭提供電源。如圖所示，PSE540也可連接到CPU510。在一實(shí)施例中，通過光隔離器550，PSE540連接到CPU510，其中光隔離器550簡(jiǎn)化了隔離邊界。為了示出實(shí)施本發(fā)明原則的PoE環(huán)境500的操作，現(xiàn)參考圖6的流程圖。如圖6所示的流程，開始于步驟602，PHY530-N中的收發(fā)器測(cè)量連接到PHY530-N的以太網(wǎng)電纜的線性特性。在一實(shí)施例中，在CPU510的控制下，在回聲清除器(echocanceller)模塊執(zhí)行回聲清除器會(huì)聚(echocancellerconvergence)過程中進(jìn)行測(cè)量，確定插入損耗、串?dāng)_、電纜長(zhǎng)度、以及中斷。然后，在步驟604，收發(fā)器所作的線性特性測(cè)量可發(fā)送到CPU510。接著，在步驟606，CPU510使用該線性特性測(cè)量數(shù)據(jù)，以確定電纜類型、電纜長(zhǎng)度、以及鏈路中間的連接器的存在性。隨后在歩驟608，該電纜類型信息、電纜長(zhǎng)度信息、以及關(guān)于鏈路中間連接器的存在性發(fā)送到PSE540。在此，應(yīng)該注意到，PSE也可使用該線性特性測(cè)量數(shù)據(jù)，確定電纜類型、電纜長(zhǎng)度、以及連接器的存在性。不管在哪兒確定電纜類型、電纜長(zhǎng)度、以及鏈路中間連接器的存在性，只要可為PSE540所用，就可使得PSE540確定對(duì)于PoE系統(tǒng)配置和/或操作的相關(guān)影響。該影響的確定可考慮電纜類型、電纜長(zhǎng)度、以及鏈路中間連接器的存在性，以得到電纜電阻，并與別的PoE系統(tǒng)參數(shù)例如VPSE、P,.、V,等等相組合?？梢岳斫獾?，任意可診斷以太網(wǎng)電纜、確定是否為PD供電、確定對(duì)一給定PSE端口進(jìn)行電源供應(yīng)調(diào)節(jié)等等的系統(tǒng)元件可執(zhí)行該影響分析。通常地，該影響分析是基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，例如電纜鏈路電阻、電纜電流、Vps,:、P,.、V,，可由一合適的系統(tǒng)元件對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行發(fā)送、發(fā)現(xiàn)以及假設(shè)。例如，可基于系統(tǒng)規(guī)范(例如，IEEE802.3af)，從使用測(cè)量數(shù)據(jù)(例如通過確定電纜類型和長(zhǎng)度所導(dǎo)出的電纜電阻)的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算獲取一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，或從知道該參數(shù)(例如通過PD發(fā)送到PSE的VJ的其它系統(tǒng)元件接收上述參數(shù)。本發(fā)明是通過一些實(shí)施例進(jìn)行描述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行各種改變或等效替換。另外，在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行修改以適應(yīng)具體的情況及材料而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明不受此處所公開的具體實(shí)施例的限制，所有落入本申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施例都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1、一種以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，其特征在于，包括受電設(shè)備檢測(cè)部件，用于檢測(cè)受電設(shè)備的存在，所述受電設(shè)備通過以太網(wǎng)電纜連接到電源設(shè)備端口；電纜檢測(cè)部件，用于測(cè)量所述以太網(wǎng)電纜的電學(xué)特性；電源控制器，用于基于所述以太網(wǎng)電纜中間連接器的存在，控制對(duì)所述電源設(shè)備端口的功率分配，其中用所述經(jīng)測(cè)量的電學(xué)特性表示所述連接器的存在。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜檢測(cè)部件還測(cè)量所述以太網(wǎng)電纜中的中斷。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，其特征在于，所述電源控制器基于電纜類型、電纜長(zhǎng)度、以及所述連接器的存在控制所述功率分配。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，其特征在于，所述電源控制器基于所述以太網(wǎng)電纜的電阻控制所述功率分配，其中使用所述以太網(wǎng)電纜的所述類型確定所述以太網(wǎng)電纜的所述電阻。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，其特征在于，所述電源控制器基于所述以太網(wǎng)電纜的有效性控制功率分配。6、一種以太網(wǎng)供電的方法，其特征在于，包括以下步驟在經(jīng)由以太網(wǎng)電纜的由受電設(shè)備到電源設(shè)備端口的連接上，基于測(cè)量的電學(xué)特性確定所述以太網(wǎng)電纜中間是否存在連接器；將功率分配給所述電源設(shè)備端口，所述分配的功率基于所述確定步驟。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述確定步驟包括測(cè)量所述以太網(wǎng)電纜中的中斷。8、根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述分配的功率基于電纜類型、電纜長(zhǎng)度、以及所述以太網(wǎng)電纜中間連接器的存在。9、一種以太網(wǎng)供電的方法，其特征在于，包括以下步驟基于測(cè)量的以太網(wǎng)電纜的電學(xué)特性，確定所述以太網(wǎng)電纜中間是否存在連接器，所述以太網(wǎng)將受電設(shè)備連接到電源設(shè)備；基于所述連接器確定步驟，確定是否對(duì)所述受電設(shè)備供電。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在以太網(wǎng)電纜大于100米時(shí)，使用所述供電確定步驟。全文摘要本發(fā)明涉及以太網(wǎng)供電(PoE)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)信道阻礙的系統(tǒng)和方法。PoE應(yīng)用中的電纜功率損耗是與電纜本身的電阻相關(guān)的?？蓪HY設(shè)計(jì)為可測(cè)量以太網(wǎng)電纜的電學(xué)特性(例如，插入損耗、串?dāng)_、長(zhǎng)度、中斷等等)，從而可確定電纜電阻。所確定的電纜電阻可用于供電決策，以及調(diào)節(jié)分配給電源設(shè)備端口的功率。文檔編號(hào)H04L12/10GK101192938SQ200710194579公開日2008年6月4日申請(qǐng)日期2007年11月30日優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日發(fā)明者韋爾·威廉·戴博申請(qǐng)人:美國(guó)博通公司