CN103597776A - 采用以太网供电的分布式天线系统 - Google Patents

采用以太网供电的分布式天线系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种调整通过信道提供至装置的电力的系统。该系统可以包括供电设备和子系统。所述供电设备可以经由信道提供电力至受电装置（302）。所述子系统可以根据所述信道的电阻确定所述电力的增加量（306）。所述供电设备或所述受电装置可以响应来自所述子系统的命令，调整所述电力（或负载）。所述子系统可以包括至少一个测量装置和处理器。所述测量装置可以测量所述供电设备的输出电压、所述受电装置的输入电压和所述信道上的电流（304）。所述处理器可以根据输出电压、输入电压和电流确定所述信道的电阻（306）。所述处理器可以输出命令，该命令指定由所述供电设备提供的电力水平增加或减少。

Description

采用以太网供电的分布式天线系统
相关申请的交叉参考
本申请要求2011年6月9日提交的题为“采用以太网供电的分布式天线系统”的美国临时申请No.61/495,067的优先权，其内容包括在此以供参考。
技术领域
本发明一般涉及电信和更具体地（但不必绝对地）涉及通过以太网电缆输送电力的方法和系统。
背景技术
许多受电装置利用多对以太网电缆供电。2009年9月11日批准的IEEE802.3at-2009以太网供电（“PoE”）标准规定了通过以太网电缆提供电力的的标准化方法。
以太网电缆的非限制性示例是类别5电缆。类别5电缆包括分成四个线对的八个线连接器。根据IEEE802.3at-2009PoE标准，供电设备可以通过所述电缆中包括的四个线对中的两个线对提供DC电力。这样的线对一般称为PoE受电对或受电电缆对。电力可以通过使用一对PoE抽头（tap）中的以太网磁性元件（magnetic）注入电缆的受电电缆对。“一对PoE抽头”是指以太网电缆中四个线对中的两个线对的中心抽头。
在PoE系统中，一对PoE抽头中的一个抽头用于电力输送，而第二个抽头用于电力返回。所述电力注入所述受电电缆对中的双绞线对（twisted pair）之一的以太网变压器的中心抽头。所述返回是在所述受电电缆对的第二双绞线对的以太网变压器的中心抽头处抽取的。直流（“DC”）电力可以通过所述受电电缆对提供作为共模电流。电信系统可以利用所述电缆中的线对作为数据线。数据可以通过一个或多个线对提供作为差分信号。在一些系统中，电力和数据可以在同一双绞线对上提供。以太网装置经由所述以太网电缆接收所述电力和数据可以包括抑制与所述共模电流关联的偏置和噪声的差分输入。因此，提供DC电力作为共模电流减少了对数据信号的干扰。
根据IEEE802.3at-2009PoE标准，供电设备可以通过例如类别5双绞线对通信电缆提供受电装置高达25.5瓦的DC电力。然而，随着通信装置适合于满足新通信需求，这样的装置可具有不同的电力需要或需求。例如，随着更多功能添加到通信装置和系统，这样的装置和系统可包括与主通信装置耦合或插入所述主通信装置的受电外围装置。这样的外围装置可需要超过25.5瓦的电力。
因此，在无线通信系统中提供PoE电力至通信装置的多功能系统和方法是可取的。
发明内容
在一些方面，本发明提供了包括供电设备和子系统的系统。所述供电设备可以经由信道提供电力至受电装置。所述子系统可以根据所述信道的电阻确定提供至所述受电装置的电力水平的增加量。所述供电设备可响应来自所述子系统的命令，以所述量调整所述电力水平。
另一方面是包括至少一个测量装置和处理器的系统。所述测量装置可以测量所述供电设备的输出电压，测量所述受电装置的输入电压，以及测量所述信道上的电流。所述处理器可以根据输出电压、输入电压和电流确定所述信道的电阻。所述处理器可以输出命令至所述供电设备，以增加所述电力水平和其中增加所述电力水平的量。
另一方面是包括受电装置、供电设备、信道和子系统的系统。所述供电设备可以提供电力至所述受电装置。所述信道可以耦合所述供电设备至所述受电装置。所述子系统可包括至少一个测量装置和处理器。所述测量装置可测量所述供电设备的输出电压，测量所述受电设备的输入电压，以及测量所述信道上的电流。所述处理器可通信耦合到所述供电设备。所述处理器可以根据输出电压、输入电压和电流确定所述信道的电阻。所述处理器可以根据所述信道电阻确定其中增加提供至所述受电装置的电力水平的量。所述处理器可以输出命令至所述供电设备，以增加所述电力水平和其中增加所述电力水平的量。
提及这些说明性方面和特征并不是为了限制或限定本发明，而是为了提供示例帮助理解本申请中公开的发明构思。本发明的其他方面、优点和特征可阅读整个公开显而易见。
附图说明
图1是根据一方面的其中可以设置PoE系统的分布式天线系统的示意图。
图2是根据一方面的PoE系统的示意图。
图3是根据一方面的方框图，其示出具有能够调整PoE系统中受电装置电力负载代码的计算装置。
图4是根据一方面的流程图，其示出在PoE系统中根据所述信道电阻调整提供至受电装置的电力的过程。
图5是根据一方面的流程图，其示出在PoE系统中选择性地提供电力至受电装置的可选电力负载的过程。
图6是根据一方面的流程图，其示出在PoE系统中平衡受电信道对之间电力负载的过程。
图7是根据一方面的流程图，其示出在PoE系统中根据所述信道类型调整提供至受电装置的电力的过程。
图8是根据第二方面的PoE系统的示意图。
具体实施方式
本发明的某些方面和特征是针对用于分布式天线系统（“DAS”）的PoE系统。DAS可以包括：主单元，其在基站（base station）或蜂窝服务提供商的其他设备之间传送电信信息；和远程天线单元，其分布在一定区域且能够与无线装置无线通信。电力可以经PoE从可以位于主单元中的供电设备（“PSE”）输送至可以位于远程天线单元中的受电装置（“PD”）。
根据一些方面的PoE系统也可包括这样的系统，其根据包括耦合PSE至一个或多个PD的以太网电缆的信道电阻调整由PSE提供至一个或多个PD的电力。所述PoE系统可以包括用于调整由PSE提供的电力的硬件和/或软件。用于调整由PSE提供的电力的硬件和/或软件可设置在PSE、PD或外部控制器中。所述PoE系统可通过使用以太网电缆和/或多个以太网电缆的受电对，提供比由IEEE标准所考虑的电力更多的电力。
在一些方面，提供的电力量可以根据包括以太网电缆的信道的质量调整。例如，所述PoE系统可响应确定所述信道的电阻不超过阈值电阻，增加提供至PD的电力。在一些方面，所述PoE系统可响应确定所述信道的电阻不超过所述阈值电阻，配置所述PD在全电力下操作。在其他方面，所述PoE系统可以根据所述信道的电阻选择性地提供电力至所述PD的一个或多个可选负载。在一些方面，如果所述信道的电阻超过所述阈值电阻，所述PD可以关闭或在“安全模式”下操作。
在一些方面，所述PoE系统可以平衡受电对之间的电力负载。平衡所述电力负载可包括：均衡通过受电对提供的电力；均衡受电对上的电流；或者均衡穿过受电对的电力损耗。
用于调整由PSE提供至DAS中的一个或多个PD的电力的系统的其他方面可以使用其他类型信道实施，所述其他类型信道具有可输送电力和数据的导电材料。例如，系统可包括通过包括同轴电缆的信道提供数据和电力至所述PD的PSE。通过经由所述同轴电缆的中心导体提供电流和经由所述屏蔽导体接收返回电流，电力可以通过所述同轴电缆提供。
“信道”包括一个或多个物理元件（component），所述物理元件可传输信息从一个网络位置至另一个网络位置。可以单独或组合形成信道的物理元件的示例包括电缆、绳索、接插板、插座、集中点、其他接口设备和通信链路中包括的或与通信链路有关的任何设备。电缆可以包括以太网电缆、同轴电缆或其他类型的电缆。
下面讨论这些方面的详细说明。给出这些说明性示例是为了向读者介绍这里讨论的一般主题，而并不是为了限制公开的构思范围。下面部分参照其中相同数字表示相同元件的附图描述各种额外方面和示例，并且定向说明用于描述说明性方面，但像所述说明性方面一样，不应该用于限制本发明。
图1示意性地示出根据一方面的其中可以设置PoE系统的DAS10。DAS10可以经由有线或无线通信介质通信耦合到至少一个基站12。DAS10可以设置在诸如建筑物环境的区域中，以延伸无线通信覆盖。
DAS10可以包括一个或多个远程天线单元14，其分布在该环境中提供DAS10的服务区域内的覆盖。所述远程天线单元14可以服务在DAS10环境中操作的许多不同用户装置16，如蜂窝式电话。
所述远程天线单元14可以经由能够传送所述主单元22和远程天线单元14之间信号的任何通信介质通信耦合到一个或多个主单元22。合适通信介质的非限制性示例是以太网电缆。主单元22可以处理来自远程天线单元14的信号，以适当地与所述基站12接口。虽然所示的DAS10包括两个主单元22和四个远程天线单元14，但是任何数量（包括一个）的主单元22和远程天线单元14都可以使用。
通过使用PoE系统可以供电给DAS10中的PD，如远程天线单元14。所述PoE系统可以包括设置在主单元22和/或远程天线单元14中的元件。
图2示出根据一方面的在DAS10或其他通信系统中使用的PoE系统100的功能方框图。PoE系统100可包括PSE102、通信信道104和PD106。
PSE102可以包括任何装置或系统，其经配置或以其他方式可操作地通过一个或多个以太网电缆提供电力至PD106。PSE102可包括物理层（“PHY”）装置110、120和PSE端口单元108、118。PSE端口单元108、118可以耦合到PSE输出端口128。
PHY装置110、120可以是提供数据接口至通信网络的任何物理层装置。PHY装置的非限制性示例是以太网物理收发器。PHY装置110、120可以提供经由通信信道104传输的数据。根据一些方面的PHY装置也可以确定所述通信信道104的特性，如所述通信信道104的电气长度和损耗特性，如通过频率的损耗和通过所述通信信道104提供的信号的信噪比。
PSE端口单元108、118可以提供和控制通信信道104上的电力。PSE端口单元108、118可以共同定位在单个元件中或设置在独立元件中。PSE端口单元108可包括PSE控制器113、电源114、以太网磁性元件112和测量装置160a。PSE端口单元118可包括PSE控制器123、电源124、以太网磁性元件122和测量装置160b。
电源114、124可以提供传输至PD106的电力。PSE控制器113、123可以调整通过通信信道104提供至PD106的电力。PSE控制器113、123也可以验证电阻负载可用来接收电力。验证电阻负载可用可以包括确定所述通信信道104中是否存在短路。在一些方面，PSE控制器113、123可以设置在单个元件中，如双PSE控制器。双PSE控制器可以设置在PSE102中且在PSE端口单元108、118的外部。
以太网磁性元件112、122可以提供来自PHY装置110、120的数据和来自PSE端口单元108、118的电力至通信信道104。
PSE102可以经由PSE输出端口128连接到通信信道104。PSE端口单元108可以经由抽头连接116耦合到PSE输出端口128。PSE端口单元118可以经由抽头连接126耦合到PSE输出端口128。PSE输出端口128可以是PoE启用通信端口。PoE启用通信端口的非限制性示例是RJ-45以太网接口端口。
通信信道104可以是其中可以提供电力和数据的任何类型的信道。所述通信信道104中包括的示例性元件可以包括（但不限于）以太网电缆，如类别5、类别5e、类别6、类别6A或类别7电缆、同轴电缆、绳索、接插板、插座、集中点、其他接口设备和通信链路中包括的或与通信链路有关的任何设备。通信信道104可包括受电对130、136。受电对130可以包括线对132和线对134。PSE端口单元108可以经由抽头连接116提供电力通过受电对130。受电对136可包括线对138和线对140。PSE端口单元118可以经由抽头连接126提供电力通过受电对136。
PD106可以经由通信信道104接收来自PSE102的电力。PD106和PSE102也可以经由通信信道104传输和接收数据。数据可以通过受电对130、136中的任何一个或两个传输。PD106可以是通用接入点，如远程天线单元。PD106可以包括PD输入端口142。PD输入端口142可以是PoE启用通信端口。PD106可以经由PD输入端口142连接到通信信道104。
在一些方面，PD106可包括PD端口单元148a-b、电力控制电路158、基本负载150、一个或多个可选负载152a-b和PHY装置156。PD端口单元148a-b可以经由抽头连接144、146耦合到PD输入端口142。PD端口单元148a-b也可以耦合到电力控制电路158。
PD端口单元148a-b可包括磁性元件154a-b和一个或多个PD控制器159a-b。磁性元件154a-b可以经配置接收来自通信信道104的电力和数据。PD端口单元148a可以使用磁性元件154a经由抽头连接144抽取来自受电对130的电力。PD端口单元148b可以使用磁性元件154b经由抽头连接146抽取来自受电对136的电力。
PHY装置156可以接收和路由由PD端口单元148a从通信信道104抽取的数据。PHY装置156也可以确定所述通信信道104的特征和通过所述通信信道104提供的信号的损耗特性。
PD控制器159a-b可以与所述电力控制电路158通信，以确定所述基本负载150或所述可选负载152a-b是否可以用来接收电力。PD控制器159a-b可以传送控制消息至PSE控制器113、123，以验证所述电阻负载是存在的。
电力控制电路158可以接收和路由从通信信道104抽取的电力。电力控制电路158可以控制和提供电力至基本负载150和可选负载152a-b。电力控制电路158也可以在AC电力和DC电力之间转换。提供电力至基本负载150和可选负载152a-b可以包括：切换在所述基本负载150和可选负载152a-b之间的来自PD端口单元148a-b的电力；和平衡提供至所述基本负载150和可选负载152a-b的电力。
基本负载150可以包括用于操作PD106的最小电路功能。可选负载152a-b可以包括加强PD106能力的一个或多个附加元件。例如，在PD106是远程天线单元的情况下，可选负载152a-b可以是延伸所述远程天线单元的可用频率范围的额外数字信号处理板。虽然所示的PD106包括两个可选负载152a-b，但是PD106中可以包括任何数目（包括一个）的多个可选负载152a-b。
在一些方面，PD106可以通过一个或多个直通（psss-through）通信端口支撑一个或多个可选负载。直通通信端口可以传送数据和电力至另一PD。所述直通通信端口的电力可以是在一个或两个受电对130、136上接收的全电力或总接收电力的一小部分。
在图2中所示的PoE系统中，PSE102可以提供电力通过受电对130、136。在其他方面，PSE102可以提供电力通过单个通信信道104，或者可以提供PoE电力通过多个通信信道。在使用通信信道和/或多个通信信道的受电对的PoE系统中，PSE102可以提供高达100瓦或更多的电力。
PoE系统100也可以包括子系统，其测量通信信道104的电阻并根据所述电阻调整提供至PD106的电力。所述子系统可包括测量装置160a-b、162a-b和计算装置164。
测量装置160a-b、162a-b可以是能够测量电流或电压的任何装置或任何一组装置。测量装置160a-b、162a-b可以包括测量电桥（measurement bridge）161a-b、163a-b。每个测量电桥可以包括用于测量每个线对上的电流的一个或多个分流电阻器。测量装置的示例可以包括（但不限于）设置在PSE102或PD106中的板载装置，如电压和电流感测放大器和模拟-数字转换器。测量装置的其他示例可以包括（但不限于）外部装置，如电压表、电位计、示波器和安培或电流表。
在一些方面，PSE控制器113、123可以提供关于输出电压或电流的数据，并且PD控制器159a-b可以测量输入电压和电流，这可消除对测量装置160a-b、162a-b的需要。
测量装置160a-b可以设置在PSE端口单元108、118中且分别耦合到抽头连接116、126。测量装置160a可以测量穿过抽头连接116的电压和在抽头连接116处的电流。测量装置160b可以测量穿过抽头连接126的电压和在抽头连接126处的电流。测量的穿过抽头连接116、126的电压可以用于确定穿过PSE输出端口128的组合电压。
测量装置162a-b可以设置在PD端口单元148a-b中且分别耦合到抽头连接144、146。测量装置162a可以测量穿过抽头连接144的电压和在抽头连接144处的电流。测量装置162b可以测量穿过抽头连接146的电压和在抽头连接146处的电流。测量的穿过抽头连接144、146的电压可以用于确定穿过PD输入端口142的组合电压。
计算装置164可以通信耦合到测量装置160a-b、162a-b、PD106和PSE102。虽然所示的计算装置164设置在PD106中，但是计算装置164可替换地设置在PSE102或外部装置中。计算装置164可以根据通信信道104的电阻确定提供至PD106的电力。图3示出根据一方面的用于调整提供至PD106的电力的计算装置164的方框图。计算装置164可以是能够处理数据和执行代码的任何装置，所述代码是一组执行动作的指令。在一些方面，所述计算装置164是简单装置，其通过软件或直接通过硬件提供基于给定阈值的警报进行电力调整。所述阈值可以是硬接线或可调整的，如通过软件。所述计算装置164可以是所述测量装置162的部件，而非单独元件。
所述计算装置164包括处理器202，其可以执行存储在如存储器204等计算机可读介质上的代码，以引起所述计算装置164管理提供至PD106的电力。处理器202的示例包括微处理器、专用集成电路（“ASIC”）、现场可编程门阵列（“FPGA”）或其他合适处理器。所述处理器202可包括一个处理器或任何数量的处理器。
处理器202可经由总线206存取存储器204中存储的代码。存储器204可以是能够确实包括有代码的任何非临时性计算机可读介质，并且可以包括电子装置、磁性装置或光学装置。存储器204的示例包括随机存取存储器（“RAM”）、只读存储器（“ROM”）、磁盘、ASIC、配置的处理器或其他存储装置。总线206可以是能够传输计算装置164的元件之间数据的任何装置。总线206可以包括一个装置或多个装置。
指令可以存储在存储器204中作为可执行代码。所述指令可以包括处理器特定指令，其由编译器或解释器从以诸如C、C++、C#、VisualBasic、Java、Python、Perl、JavaScript和ActionScript等任何合适计算机编程语言编写的代码生成。
所述指令可以包括电力管理引擎210。所述电力管理引擎（powermanagement engine）210可以由所述处理器202执行，以引起所述计算装置164调整提供至PD106的电力，如下面更详细解释。所述计算装置164可以经由输入/输出（“I/O”）接口208接收输入。所述计算装置164可以存储表示这种输入的数据在存储器204中。这种输入的示例可以包括从测量装置160a-b、162a-b接收的测量和用于所述通信信道104的信道类型。在一些方面，所述通信信道104的这种信道类型可以经由在单独计算装置上或在与所述计算装置164关联的显示器上显示的图形接口接收。用于各种信道类型的各种类型数据可以作为数据文件存储在存储器204中。通过使用所述通信信道的信道类型，所述电力管理引擎210可以从存储器204中的关联数据确定关于所述通信信道104的数据，如电阻率和横截面积。所述电力管理引擎210可以根据从物理层装置接收的数据和所述信道类型确定和存储所述通信信道104的长度在存储器204中。电力管理引擎210可以通过由通信信道104的电阻率除以通信信道104的电阻和横截面积的乘积确定所述长度。所述电力管理引擎210可以根据所述长度、电压测量和电流测量确定所述通信信道104的温度。所述通信信道104的温度可以存储在存储器204中。
电力管理引擎210也可以确定通信信道104的总电阻或受电对130、136的各别电阻。电力管理引擎210也可以确定所述电阻是否超过预定阈值，并相应地调整提供至PD106的电力。电力管理引擎210可以生成用于计算装置164的控制信号，以传输至PSE102和/或PD106。
存储器204也可以包括阈值数据212。阈值数据212可以是数据文件。阈值数据212可以包括基于各种PD106的电力要求的关于通信信道104的可接受电阻的信息。阈值数据212也可以包括与所述PoE系统的安全操作有关的其他信息，如通信信道104的可接受操作温度。在一些方面，阈值数据212可以经由所述I/O接口208与所述计算装置164分开存储在可由所述计算装置164存取的计算机可读介质中。
存储器204也可以包括负载数据214。负载数据214可以是数据文件。负载数据214可以包括关于PD106中基本负载150和可选负载152a-b的电力要求的信息。负载数据214可以包括每个可选负载152a-b的优先级（priority），其指定其中激活每个可选负载152a-b的顺序。在一些方面，负载数据214可以通过I/O接口208与计算装置164分开存储但与所述计算装置164通信。
在一些方面，所述处理器202可以执行所述电力管理引擎210，以根据所述PD中的阻抗确定信道电阻。例如，所述PD中的阻抗可以是已知的，并且所述PSE中的电流和电压可以测量。电力水平和负载分配决定可以根据基于所述PD中的已知阻抗确定的信道电阻进行。
提供此示例性系统配置以说明某些方面的配置。当然，也可以利用其他配置和方面。例如，根据一些方面的PoE系统可通过使用单个PD控制器和测量装置实施。图8示意性地示出包括单个PD控制器159、单个测量装置163和单个测量电桥的PoE系统。所述PoE系统类似于图2中所示的PoE系统，除图2中的抽头连接144、146连接在一起作为图8中的抽头连接147以外。图8中的PoE系统可经配置在PD106处提供阈值警报，其指示诸如高温或电力过载问题等可能问题的存在。所述计算装置164可以对警报条件作出响应，并可调整阈值水平。这个过程可自动实现，并且不要求所述计算装置164对关于所述信道电力的问题作出反应。
图4示出根据本发明的某些方面示出用于调整提供至PD的电力过程的流程图。参照图2中所示的PoE系统100和图3中所示的系统实施描述该过程。然而，其他实施和过程也是可能的。
在方框302中，电力管理引擎210配置PSE102，以通过通信信道104提供电力至PD106。在一些方面，来自PSE102的电力不可超过如根据标准化PoE协议规定的PoE系统中提供的最大电力。例如，通过通信信道104提供的电力水平可以低于全电力或其中可以评估所述通信信道104的质量的最小电力水平。
在方框304中，所述电力管理引擎210接收来自测量装置的测量。所述测量可以包括来自测量装置160a-b的在PSE输出端口128处的电压、来自测量装置162a-b的在PD输入端口142处的电压、和来自测量装置160a-b或162a-b的在通信信道104上的电流。在一些方面，测量装置160a-b、162a-b可以设置在PSE102和/或PD106中，如图2中所示。在其他方面，所述测量装置可以设置在PSE102和PD106外部的装置中。
在方框306中，电力管理引擎210确定通信信道104的电阻。例如，所述电阻可以通过由在PSE输出端口128和PD输入端口142处的电压差除以通信信道104上的电流除确定。在其他方面，测量装置可以测量所述通信信道104的电阻，而所述电力管理引擎210可以接收来自该测量装置的电阻。测量装置的示例可以包括（但不限于）设置在PSE102或PD106中的板载装置，如电压电流感测放大器和模拟-数字转换器。可替换地，测量装置可以是在PSE102或PD106外部的装置，如欧姆表。
在方框308中，电力管理引擎210确定通信信道104的电阻是否超过用于安全增加电力至PD106的可接受阈值电阻。例如，电力管理引擎210可以存取阈值数据212，以识别所述可接受阈值电阻。在一些方面，所述阈值数据212是表格，其可以包括与各种类型的信道关联的电阻和在可接受电力水平的范围内的电阻。电力管理引擎210可以存取所述阈值数据212，以识别用于所述通信信道104的信道类型的阈值电阻。所述电力管理引擎210可以比较为所述通信信道104确定的电阻和用于所述通信信道104的信道类型的阈值电阻。所述阈值电阻可以是用于信道类型的信道电阻，其中如阈值数据212中规定，在该电阻可以安全传输最大电力水平。
在其他方面，通过根据所述电阻和所述信道类型确定电力的最大电力水平是否引起所述通信信道104的温度超过可接受温度，所述电力管理引擎210确定所述通信信道104的电阻是否超过阈值，如阈值数据212中规定。在一些方面，所述电力管理引擎210可以从所述长度和穿过通信信道104的电流和电压差确定所述信道温度。
如果通信信道104的电阻超过可接受阈值电阻，则在方框310中，电力管理引擎210确定通信信道104的电阻是否足够低以便PD106在“安全”模式下操作。电力管理引擎210可以存取阈值数据212，以识别PD106在安全模式下操作的可接受电阻，并比较所述通信信道104的实际电阻和所述可接受电阻。当PD106在安全模式下操作时，PSE102只提供足够电力操作PD端口单元148a-b。
如果通信信道104的电阻不足够低以便PD106在安全模式下操作，则在方框312中，PSE102可以停止提供电力至PD106。电力管理引擎210可以配置PSE102，以通过生成计算装置164可以传输至PSE102的控制信号停止提供电力。可以输出警报或其他类型的通知，以告知PSE102停止提供电力并将关于可能问题的信息提供给引起PSE102停止提供电力的系统。
如果通信信道104的电阻足够低以便PD106在安全模式下操作，则在方框314中，PSE102可以提供足够电力以便安全模式操作。电力管理引擎210可以配置PSE102，以通过生成计算装置164如果设置在PD106中就可以传输至PSE102的控制信号，提供足够电力用于安全模式操作。电力管理引擎210可以通过生成计算装置164可以提供至PD106的控制信号作为以太网数据包中的数据，以配置PD106在安全模式下操作。可以输出通知以告知系统正在安全模式下操作，该通知可选地具有关于该系统为什么正在安全模式下操作的解释性语句。
如果通信信道104的电阻不超过可接受阈值电阻，则在方框316中，电力管理引擎210确定可以安全提供至PD106的电力量。例如，电力管理引擎210可以参考阈值数据212，以确定用于通信信道104的电阻的最大电力水平。阈值数据212可以包括关于用于通信信道104的确定电阻的最大电力水平的信息。所述最大电力水平可以是其中所述通信信道104可以安全地传输电力至PD16的电力量。
在方框318中，所述电力管理引擎210可以确定提供至PD106的电力量。提供至PD106的电力量可以取决于PD106中的电力负载要求和所述通信信道104可以安全地传输至PD106的电力量（即所述最大电力水平）。所述电力管理引擎210可以通过使用各种方法确定提供至PD106的电力量。在一方面，所述电力管理引擎210存取存储器204中存储的各水平的表格，该表格包括用于耦合到通信信道104的PD106类型的电力要求，并比较所述电力要求和所述最大电力水平，以确保所述最大电力水平大于所述电力要求。在其他方面，且如相对图5详细讨论，通过PD106选择性地激活可选负载，如由所述最大电力水平限制的负载，且传送与所述可选负载关联的信息至所述电力管理引擎210，所述电力管理引擎210确定提供至PD106的电力量。
在一些方面，电力管理引擎210可以选择由PSE102提供的预定最大电力作为提供至PD106的电力量，或者限制所述电力量至PD106的最大电力要求。PD106的最大电力要求可以通过参考负载数据214确定。PD106的最大电力要求可以是基本负载150和所有可选负载152a-b的组合电力要求。电力管理引擎210可以根据任何一个是否会超过用于通信信道104电阻的最大电力水平，在所述电力水平之间选择，如阈值数据212中规定。所述电力管理引擎210也可向负责手动配置该电力水平的技术人员显示建议的或需要的电力水平。
在方框320中，电力管理引擎210配置PSE102，从而以方框318中确定的量增加电力至PD106。电力管理引擎210可以配置PSE102，以通过生成计算装置164可以传输至PSE102的控制信号，提供方框318中确定的电力量至PD106。如果设置在PD106中，则计算装置164可以传送所述控制信号至PSE102作为用于数据通信的通过受电对130、136提供的分组数据。电力管理引擎210也可以生成控制信号激活PD106。在其中计算装置164设置在PSE102中的其他方面，所述电力管理引擎210可以输出控制信号至PSE102并输出作为以太网数据包中的数据提供至PD106的控制信号。
在一些方面，电力管理引擎210可以配置PSE102确定在执行方框304至310之前是否检测到电阻负载，如基本负载150或可选负载152a-b。PSE控制器113、123可以与PD控制器159a-b通信，以确定电阻负载是否可用来接收来自PSE102的电力。PSE控制器113、123可以通过使用通过通信信道104提供的以太网数据包与PD控制器159a-b通信。如果PSE控制器113、123不能建立与PD控制器159a-b之一建立数据链路，则PSE控制器113、123可确定通信信道104的一个或多个受电对130、136中存在短路。如果所述受电对之一中存在短路，可通过使用不包括所述短路的受电对130、136，而不是整个通信信道104执行方框304至320。
如上所述，图5示出根据用于确定提供至PD106的电力量的一些方面的过程。在图5的方框400中，电力管理引擎210确定激活基本负载150所需的电力量。电力管理引擎210可以通过参考负载数据214确定基本负载150的电力要求。负载数据214可以包括关于基本负载150的电力要求的信息。
在方框402中，电力管理引擎210识别具有最高优先级的可选负载152a-b。可选负载152a-b可以是延伸所述远程天线单元的可用频率范围的一个或多个数字信号处理板。电力管理引擎210可以参考负载数据214确定可选负载152a-b的优先级。负载数据214可以包括用于每个可选负载152a-b的电力要求和关联优先级。每个可选负载152a-b的优先级可取决于DAS10的特定覆盖区域需要的频率范围。DAS10的特定覆盖区域需要的频率范围可取决于使用在所述覆盖区域内操作的特定频率的用户装置的预期数量。每个可选负载152a-b的电力要求可以对应于延伸远程天线单元的频率范围需要的处理电力的复杂性。
在方框404中，电力管理引擎210确定PSE102是否可以安全提供足够电力至识别的具有最高优先级的可选负载152a-b。通过比较由基本负载和具有最高优先级的可选负载需要的电力和用于所述通信信道104的确定最大电力水平，电力管理引擎210可以确定PSE102是否可以安全提供额外电力。在一些方面，如果通信信道104上提供的总电力超过所述最大电力水平，则PSE102不能安全提供电力至识别的可选负载152a-b。所述总电力可以是基本负载150和识别的具有最高优先级的可选负载152a-b的组合电力要求。
如果PSE102可以安全提供足够电力至识别的具有最高优先级的可选负载152a-b，则在方框406中，电力管理引擎210选择用于激活的所识别可选负载152a-b。电力管理引擎210可以生成用于计算装置164的控制信号，以提供至PD106来激活识别的具有最高优先级的可选负载152a-b。电力管理引擎210也可以生成命令至PSE102，以增加电力至可以供电所述基本负载150和识别的具有最高优先级的可选负载152a-b的电力水平，从而激活识别的可选负载152a-b。如果设置在PD106中，则计算装置164可以传送命令至PSE102作为通过所述受电对130、136提供的用于数据通信的以太网数据包。在其他方面，所述计算装置164设置在PSE102中，且可以使用控制信号控制PSE102。
在方框408中，在方框404中确定操作较高优先级可选负载不安全之后或在方框406中激活所述较高优先级可选负载之后，电力管理引擎210确定具有较低优先级的另一可选负载152a-b是可用的。电力管理引擎210可以通过参考负载数据214确定具有较低优先级的可选负载152a-b是否可用，从而识别尚未选择用于激活的任何可选负载152a-b和与这些可选负载152a-b关联的优先级。
如果具有较低优先级的可选负载152a-b是可用的，则在方框410中，电力管理引擎210识别具有第二最高优先级的可选负载152a-b。电力管理引擎210可以参考负载数据214确定在方框408中识别的非活动可选负载152a-b具有第二最高优先级。过程返回到方框404，以迭代确定是否可以根据通信信道104的电阻以及所述基本负载150、任何激活的可选负载和具有第二最高优先级的可选负载的总电力安全激活具有第二最高优先级的可选负载。这个过程可继续，直到无可选负载可用，因为所述通信信道104可以传输需要激活的额外电力。
如果无具有较低优先级的可选负载152a-b可用，则因此电力可以由通信信道104安全传输，在方框412中，电力管理引擎210不选择用于激活的任何额外可选负载152a-b。如果无可选负载存在或者如果无可选负载存在，其中所述通信信道104可以传输激活所需的额外电力，则PSE102可以方框406中或方框400中配置的电力水平提供电力。
平衡信道对之间的电力
PSE端口单元108、118可以提供电力至彼此独立的公共PD106。在一些方面，PoE系统100可以平衡通过受电对130、136提供的电力，以协调PSE端口单元108、118的操作。图6示出根据一方面用于平衡电力负载的过程的流程图。该过程参照图2中所示的PoE系统100和图3中所示的系统实施描述。然而，其他实施和过程是可能的。
在方框502中，电力管理引擎210配置PSE102从而通过每个受电对130、136提供电力至PD106。电力管理引擎210可配置PSE102，以通过生成计算机164可以传输至PSE102的控制信号经每个受电对130、136提供电力。在一些方面，通过每个受电对130、136提供的电力不可超过如根据标准化PoE协议规定的在PoE系统中提供的最大电力。
在方框504中，测量装置160a-b、162a-b测量在抽头连接116、126处的输入电压和在抽头连接116、126、144、146处的输出电压。测量装置160a-b、162a-b测量每个受电对130、136上的电流。
在方框506中，电力管理引擎210确定每个受电信道对130、136的电阻。每个受电对的电阻可以通过由各受电对上的电流除各抽头连接之间的电压差确定。
在方框508中，电力管理引擎210确定应用哪个电力平衡方案。所述电力方案可包括电力负载平衡、电流平衡和电力损耗平衡。在一些方面，电力管理引擎210可以预先配置以选择给定的电力平衡方案。在其他方面，电力管理引擎210可提供受电对130、136的电阻至通信耦合到计算装置164的用户装置。电力管理引擎210可通过所述用户装置从用户输入接收电力管理方案的选择。
如果电力负载平衡被确定为所应用的电力方案，在方框510中，电力管理引擎210引起受电对130、136间的电力负载平衡。例如，电力管理引擎210可以配置PSE端口单元108、118以提供相等电力通过每个受电对130、136，以便每个受电对传输要由PSE端口单元108、118提供的电力的一半。与具有较高电阻的受电对相比，具有较低电阻的受电对可以耗散较少的电力。虽然与其他电力平衡方案相比总效率较低，但是平衡所述电力负载可以简化受电对130、136相对于彼此的控制。在电力管理引擎210应用所述电力管理方案之后，电力管理引擎210可以配置电力控制电路158，以分配从基本负载150和可选负载152a-b之中的每个受电对接收的电力。
如果电流平衡被确定为所应用的电力方案，则在方框512中，电力管理引擎210引起受电对130、136之中的电流平衡。例如，电力管理引擎210可以配置PSE端口单元108、118提供相等电流通过每个受电对130、136。在用于PD106的给定电力要求中，与具有较高电阻的受电对相比，每个受电对130、136的平衡电流流动可以耗散更少的通过具有较低电阻的受电对的电力。如同电流负载平衡一样，平衡所述电流可以简化受电对130、136相对于彼此的控制。在电力管理引擎210应用所述电力管理方案之后，电力管理引擎210可以配置电力控制电路158，以分配从基本负载150和可选负载152a-b之中的每个受电对接收的电力。
如果电力损耗平衡被确定为所应用的电力方案，则在方框514中，电力管理引擎210平衡在受电对130、136之中的电力损耗。每个受电对130、136的电力损耗是所述受电对的电压差乘以每个受电对上的电流。电力管理引擎210可以配置PSE端口单元108、118调整通过每个受电对130、136的电流，以使每个受电对的电力损耗相等。平衡受电对130、136之中的电力损耗可以最小化通信信道104的总电力损耗。在电力管理引擎210应用所述电力管理方案之后，电力管理引擎210可以配置电力控制电路158，以分配从基本负载150和可选负载152a-n之中的每个受电对接收的电力。
图7示出根据一方面用于根据图2和图3的PoE系统中的通信信道104的信道类型调整提供至PD的电力的过程。该过程可以用于确定可以通过所述PoE系统中使用的确定信道类型的通信信道安全提供的最大电力，而不从电压和电流的测量确定所述信道电阻。所述PoE系统可以确定是否增加电力或停止操作，如在图4中所示的过程中。
在方框602中，电力管理引擎210配置PSE102以通过通信信道104提供电力至PD106。在一些方面，来自PSE102的电力不可超过如根据标准化PoE协议规定的在PoE系统中提供的最大电力。例如，通过通信信道104提供的电力水平可小于全电力或一些可评估所述通信信道104质量的最小电力水平。
在方框604中，电力管理引擎210接收通信信道104的电气长度和损耗特性。在一些方面，PHY156可以确定所述电气长度和损耗特性，并将它们提供给电力管理引擎210。在其他方面，计算装置164可经由通信信道104与PSE102通信，以要求PHY装置110、120确定用于PSE102的电气长度和损耗特性，并经由计算装置164将它们提供给电力管理引擎210。如果设置在PD106中，计算装置164可以传送请求至PSE102作为用于数据通信的通过所述受电对130、136提供的以太网数据包。
在方框606中，电力管理引擎210通过使用所述信道的电气长度和损耗特性确定通信信道104的信道类型。电力管理引擎210可以通过存取存储器204中存储的数据文件确定所述信道类型。所述数据文件可以包括用于各种信道类型的各种类型数据，如所述信道的电气长度和损耗特性。电力管理引擎210可以比较通信信道104的电气长度和损耗特性与所述数据文件中的各种电气长度和损耗特性，并识别相应的信道类型。
在方框608中，电力管理引擎210根据所述信道类型确定所述通信信道104可以安全传输的电力量。在一些方面，存储器204中存储的数据文件可以包括表格，该表格可以包括能够通过各种类型信道提供的可接收电力水平的范围。电力管理引擎210可以存取所述数据文件，以确定可以通过所述通信信道104的信道类型提供的电力的可接受范围。
电力管理引擎210可以根据电力量确定是否增加所述电力，该电力量可通过所述通信信道104安全传输。如果所述电力不能安全地增加，则电力管理引擎210可以确定是否足够的电力可以通过通信信道104安全提供用于PD106在“安全”模式下操作，如图4中过程的方框310所示。电力管理引擎210可以存取存储器204中存储的数据文件，以确定通过通信信道104的信道类型提供的最大电力是否可以支持安全模式操作。如果足够的电力不能通过通信信道104安全提供用于PD106在安全模式下操作，则电力管理引擎210可配置PSE102从而停止提供电力至PD106，如图4中过程的方框312所示。如果足够的电力可以通过通信信道104安全提供用于PD106在安全模式下操作，则PSE102可以提供足够电力用于安全模式操作，如图4中过程的方框314所示。如果所述电力可以安全地增加，则电力管理引擎210可以确定提供至PD106的电力量，并相应地增加电力，如图4中过程的方框312至方框320所示。
虽然各方面已经相对于包括以太网电缆和以太网协议的信道描述，但是上述系统和过程可以通过使用具有任何合适电缆的一个或多个信道实施，所述合适电缆具有至少一种导电材料，经所述导电材料可提供电能，如电力，和表示数据的信号。
例如，系统可包括PSE，其通过包括同轴电缆的通信信道耦合到PD。所述PSE可以通过所述同轴电缆提供数据和电力至所述PD。所述同轴电缆可以包括这样的电缆，其具有中心导体、径向设置在所述中心导体外部的管状绝缘层和径向设置在所述管状绝缘层外部的管状屏蔽导体。所述同轴电缆可以接收来自PHY装置的数据。通过提供来自电源的电力至所述中心导体和经由所述屏蔽导体接收返回电流，电力可以通过所述同轴电缆提供。电流可以通过装置，如偏置T提供至所述中心导体。在这方面，所述偏置T可以取代用于提供电力至以太网电缆的受电对的磁性元件。
在另一方面，所述系统可包括通信信道和并联电力信道，其中通信信道包括光纤，通信信道包括电缆。所述光纤可以传送数据，而所述电缆可以传送电力。所述光纤可以接收来自PHY装置的数据。所述电缆可以连接到PSE控制器或电源，这可消除对独立元件的需要，如磁性元件或偏置T。
前面多个方面，包括本发明所示方面的描述是仅为了说明和描述的目的提供的，并非为了穷举或限制本发明于所公开的精确形式。在不背离本发明范围的情况下，本发明的许多修改、改编和使用对于本领域中的技术人员是显而易见的。

Claims (20)

1.一种系统，其包括：
供电设备，其经配置通过信道提供电力至受电装置；和
子系统，其经配置根据所述信道的电阻确定提供至所述受电装置的电力水平的增加量，
其中所述供电设备经配置响应来自所述子系统的命令，以所述量调整所述电力水平。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述供电设备设置在分布式天线系统的主单元中。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述受电装置是所述分布式天线系统的远程天线单元，且其中所述信道包括经配置传输信息从一个网络位置至第二网络位置的一个或多个物理元件，所述物理元件包括电缆、绳索、接插板、插座或集中点中的至少两种。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述供电设备进一步经配置通过所述信道提供数据至所述受电装置。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述供电设备进一步经配置
提供第一水平电力至所述受电装置，其中所述第一水平电力足够用于所述子系统确定所述信道的电阻；以及
根据来自所述子系统的命令提供第二水平电力至所述受电装置。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述子系统包括：
至少一个测量装置，其经配置：
测量所述供电设备的输出电压；
测量所述受电装置的输入电压；
测量所述信道上的电流；
处理器，其经配置：
根据所述输出电压、输入电压和电流确定所述信道的电阻；以及
输出所述命令至所述供电设备，该命令指定以所述量增加所述电力水平且指定所述受电装置的负载分配。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述子系统经配置选择所述受电装置中包括的至少一个可选负载，以接收来自所述供电设备的电力，其中所述至少一个可选负载是根据所述信道的电阻和所述至少一个可选负载的电力要求选择的。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述子系统进一步经配置根据所述信道的电阻和阈值电阻的比较，确定增加经由所述信道提供的电力是不安全的，其中所述阈值电阻包括与超过阈值温度的温度增加关联的电阻，该阈值温度指示超过安全水平的所述信道中的总电力损耗。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述子系统进一步经配置根据所述信道的电阻确定至所述受电装置的安全水平电力，其中所述安全水平电力包括足以操作所述受电装置的一个或多个元件的电力量，所述受电装置经配置经所述信道接收信号。
10.根据权利要求1所述的系统，
其中所述信道包括至少两个受电对，其中所述供电设备经配置通过所述受电对提供所述电力至所述受电装置，
其中所述子系统进一步经配置：
确定所述至少两个受电对中每个受电对的电阻，和
根据确定的电力方案和每个受电对的各自电阻，调整通过所述至少两个受电对中每个提供的电力水平。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述确定的电力方案包括以下方案之一：
均衡通过所述至少两个受电对中每个提供的电力；
均衡通过所述至少两个受电对中每个的电力耗散；或者
均衡通过所述至少两个受电对中每个提供的电流。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述子系统包括：
至少一个测量装置，其经配置：
测量所述供电设备的输出电压和电流；
处理器，其经配置：
根据所述输出电压、电流和所述受电装置的已知阻抗确定所述信道的电阻；以及
输出所述命令至所述供电设备，该命令指定所述电力水平的增加量，且指定所述受电装置的负载分配。
13.一种系统，其包括：
至少一个测量装置，其经配置：
测量供电设备的输出电压，
测量受电装置的输入电压，以及
测量在耦合供电设备至所述受电装置的信道上的电流；和
通信耦合到所述供电设备的处理器，该处理器经配置：
根据所述输出电压、输入电压和电流确定所述信道的电阻；
根据所述信道的电阻，确定增加提供至所述受电装置的电力水平的量；以及
输出命令至所述供电设备，以增加所述电力水平和增加所述电力水平的量。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述处理器进一步经配置：
确定所述信道的电气长度和一个或多个损耗特性；
根据所述电气长度和所述一个或多个损耗特性，确定所述信道的信道类型；以及
根据所述信道类型确定经由所述信道提供的最大电力量。
15.根据权利要求13所述的系统，
其中所述处理器经配置通过以下操作确定所述量：
选择所述受电装置中的基本负载接收电力，
确定所述受电装置中的多个可选负载的各自优先级，
确定所述受电装置中的所述多个可选负载中每个负载的各自电力要求，以及
选择按优先级的顺序选择来接收电力的一个或多个可选负载，直到额外可选负载的电力要求引起提供至所述受电装置的电力水平超过基于所述信道电阻的最大电力水平；和
其中所述处理器进一步经配置输出所述命令至所述供电设备，从而以所述量增加述电力水平，其中所述量等于所述基本负载和被选择来接收电力的一个或多个可选负载的各电力要求的和。
16.一种系统，其包括：
受电装置；
经配置提供电力至所述受电装置的供电设备；
耦合所述供电设备至所述受电装置的信道；以及
子系统，其包括：
至少一个测量装置，其经配置：
测量所述供电设备的输出电压；
测量所述受电装置的输入电压；
测量所述信道上的电流；和
通信耦合到所述供电设备的处理器，该处理器经配置：
根据所述输出电压、输入电压和电流确定所述信道的电阻；
根据所述信道的电阻确定提供至所述受电装置的电力水平的增加量；以及
输出命令至所述供电设备，以增加所述电力水平和所述电力水平的增加量。
17.根据权利要求16所述的系统，
其中所述子系统经配置通过以下操作确定所述量：
选择所述受电装置中的基本负载以接收电力，
确定所述受电装置中的多个可选负载的各自优先级，
确定所述受电装置中的所述多个可选负载中每个负载的各自电力要求，以及
选择按优先级的顺序选择来接收电力的一个或多个可选负载，直到额外可选负载的电力要求引起提供至所述受电装置的电力水平超过基于所述信道电阻的最大电力水平；和
其中所述子系统进一步经配置输出所述命令至所述供电设备，从而以所述量增加所述电力水平，其中所述量等于所述基本负载和经选择接收电力的一个或多个可选负载的各电力要求的和。
18.根据权利要求16所述的系统，其中所述受电装置是分布式天线系统的远程天线单元，且其中所述信道包括以太网电缆。
19.根据权利要求16所述的系统，其中所述受电装置是分布式天线系统的远程天线单元，该分布式天线系统包括与所述远程天线单元分离的主单元，且其中所述信道包括同轴电缆。
20.根据权利要求16所述的系统，其中所述信道包括光纤电缆和并行电缆，其中所述供电设备经配置经由所述光纤电缆提供数据至所述受电装置，其中确定所述电缆的电阻包括确定所述并行电缆的电阻。
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