CN105049216A - 一种以太网供电方法及供电系统 - Google Patents

一种以太网供电方法及供电系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种以太网供电方法，包括：由供电设备中的POE控制模块用第一探测电压检测电源输出线对之间的直流阻抗与电容值，以判断是否有受电设备连接；在检测到有受电设备连接后，按受电设备的功耗值采用三事件分级机制对受电设备进行分级，根据受电设备的功耗值，将受电设备分为一类受电设备、二类受电设备和三类受电设备；以及在确定受电设备的分级后，供电设备按照受电设备的等级为受电设备供电。本发明提供的以太网供电方法和供电系统，按照受电设备的功耗值采用三事件分级机制对受电设备进行分级，实现方式简单，成本极低，将输出功率的范围扩展到60W，同时还维持与IEEE？PoE标准100％的兼容。

Description

一种以太网供电方法及供电系统
技术领域
本发明涉及以太网供电领域，并且特别涉及一种以太网供电方法和供电系统。
背景技术
以太网供电(PowerOverEthernet，简称“POE”)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。一个完整的POE系统包括供电端设备(PowerSourcingEquipment，简称“PSE”)和受电端设备(PoweredDevice，简称“PD”)两部分。PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备，同时也是整个以太网供电过程的管理者。而PD设备是接受供电PSE负载，即POE系统的客户端设备。
国际标准IEEE802.3af/at定义了PSE/PD与网线的接口，目前，已经定义了两种供电方式：一种是如图1所示的空闲引脚，称为“中间跨接法”(Mid-Span)，在应用空闲脚供电时，RJ-45接口的4、5脚连接为正极，7、8脚连接为负极；另一种是数据引脚，称为“末端跨接法”(End-Span)，由于DC(直流)和数据频率互不干扰，所以，在同一线对可以同时传输电流和数据，在这种方式下，RJ-45接口的1、2脚和3、6脚可以为任意极性。
最初IEEE802.3afPOE规范限制了供电至受电设备(PD)的功率只有14.5W，这也就限制了设备的应用范围。在2009年，IEEE802.3at规范将支持的功率增大到30W。但是，这还是无法满足功率要求越来越高的POE应用需求，当面临PD所需功耗大于30W情况时，现有的PSE将无法直接为该PD提供符合功率要求的供电，具有很大的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以太网供电方法和供电系统以改进现有技术的缺陷。
本发明实施例提供一种以太网供电方法，包括：由供电设备中的POE控制模块用第一探测电压检测电源输出线对之间的直流阻抗与电容值，以判断是否有受电设备连接；在检测到有所述受电设备连接后，按所述受电设备的功耗值采用三事件分级机制对所述受电设备进行分级，根据所述受电设备的所述功耗值，将所述受电设备分为一类受电设备、二类受电设备和三类受电设备；以及在确定所述受电设备的所述分级后，所述供电设备按照所述受电设备的等级为所述受电设备供电，其中，如果所述受电设备为所述一类受电设备，所述供电设备将按照IEEE802.3af标准的输出功率等级使用中间跨接法为所述一类受电设备供电，如果所述受电设备为所述二类受电设备，所述供电设备将按照IEEE802.3at标准的输出功率等级使用所述中间跨接法为所述二类受电设备供电，如果所述受电设备为所述三类受电设备，所述供电设备将同时使用所述中间跨接法和所述末端跨接法为所述三类受电设备供电。
优选地，由供电设备中的POE控制模块用第一探测电压检测电源输出线对之间的直流阻抗与电容值，以判断是否有受电设备连接的所述步骤包括：如果所述POE控制模块用所述探测电压在所述电源输出线对之间检测到在19千欧～26.5千欧之间的所述直流阻抗和容值不超过150nF的所述电容，则判定有所述受电设备连接。
优选地，在检测到有所述受电设备连接后，按所述受电设备的功耗值采用三事件分级机制对所述受电设备进行分级，根据所述受电设备的所述功耗值，将所述受电设备分为一类受电设备、二类受电设备和三类受电设备的所述步骤包括：在检测到有所述受电设备连接后，所述供电设备发出第二探测电压，在所述受电设备上引起电流脉冲，每个电流脉冲对应不同的功率级别；根据所述第二探测电压引起的所述电流脉冲的所述级别进行所述三事件分级，其中，如果所述电流脉冲为0级、1级、2级、或者3级，则判定为第一分级事件，对应的所述受电设备为所述一类受电设备，如果所述电流脉冲显示两个连续的4级结果，则判定为第二分级事件，对应的所述受电设备为所述二类受电设备，在两次成功的四级电流测量后，如果出现不同于4级电流值的其他电流值，则判定为第三分级事件，对应的所述受电设备为所述三类受电设备。
优选地，所述供电设备为所述三类受电设备供电时，由所述供电设备随机为所述中间跨接法的线对和所述末端跨接法的线对分配输出功率，所述中间跨接法的所述线对的所述输出功率和所述末端跨接法的所述线对的所述输出功率之和等于所述三类受电设备所需的功耗值。
优选地，如果所述受电设备为所述一类受电设备，所述供电设备的最大输出功率为14.5W；如果所述受电设备为所述二类受电设备，所述供电设备的所述最大输出功率为30W；如果所述受电设备为所述三类受电设备，所述供电设备的所述最大输出功率为60W。
本发明实施例提供一种以太网供电系统，包括：供电设备和通过RJ45接口连接于供电设备的受电设备，其中，所述供电设备包括：POE控制模块，用于发送第一探测电压检测电源输出线对之间的直流阻抗与电容值，以判断是否有所述受电设备连接；分级模块，用于按所述受电设备的功耗值采用三事件分级机制对所述受电设备进行分级，根据所述受电设备的所述功耗值，将所述受电设备分为一类受电设备、二类受电设备和三类受电设备；供电模块，在确定所述受电设备的分级后，由所述供电模块按照所述受电设备的等级为所述受电设备供电，其中，如果所述受电设备为所述一类受电设备，所述供电模块将按照IEEE802.3af标准的输出功率等级使用中间跨接法为所述一类受电设备供电，如果所述受电设备为所述二类受电设备，所述供电模块将按照IEEE802.3at标准的输出功率等级使用所述中间跨接法为所述二类受电设备供电，如果所述受电设备为所述三类受电设备，所述供电模块将同时使用所述中间跨接法和所述末端跨接法为所述三类受电设备供电。
优选地，所述POE控制模块还用于在检测到有所述受电设备连接后，发出第二探测电压，在所述受电设备上引起电流脉冲；所述分级模块还用于根据所述第二探测电压引起的所述电流脉冲的所述级别进行所述三事件分级，如果所述电流脉冲为0级、1级、2级、或者3级，则判定为第一分级事件，对应的所述受电设备为所述一类受电设备，如果所述电流脉冲显示两个连续的4级结果，则判定为第二分级事件，对应的所述受电设备为所述二类受电设备，在两次成功的四级电流测量后，如果出现不同于4级电流值的其他电流值，则判定为第三分级事件，对应的所述受电设备为所述三类受电设备。
本发明提供的以太网供电方法和供电系统，按照受电设备的功耗值采用三事件分级机制对受电设备进行分级，实现方式简单，成本极低，将输出功率的范围扩展到60W，同时还维持与IEEEPoE标准100％的兼容。此外，在本发明提供的以太网供电方法中，还可以根据应用要求来调整电源供电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中以太网供电系统中空闲引脚供电的示意图。
图2为现有技术中以太网供电系统中数据引脚供电的示意图。
图3为本发明一实施方式提供的以太网供电方法的流程示意图。
图4为本发明一实施方式提供的以太网供电系统的方框图。
图5为本发明一实施方式提供的以太网供电系统的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图3，图3为本发明一实施方式提供的以太网供电方法的流程示意图，该以太网供电方法300包括以下步骤：
步骤S302：由供电设备中的POE控制模块用第一探测电压检测电源输出线对之间的直流阻抗与电容值，以判断是否有受电设备连接。
具体地，在本发明一实施例中，这种探测是通过给电缆提供一个电流受限的小电压来检查远端是否具有符合要求的特性电阻来实现的，如果POE控制模块用探测电压在电源输出线对之间检测到在19千欧～26.5千欧之间的直流阻抗和容值不超过150nF的电容，则判定有受电设备连接，只有检测到受电设备连接才会进行下一步的操作。
优选地，第一探测电压的幅值在2.8～10伏特之间。
步骤S304：在检测到有受电设备连接后，按受电设备的功耗值采用三事件分级机制对受电设备进行分级，根据受电设备的功耗值，将受电设备分为一类受电设备、二类受电设备和三类受电设备。
优选地，在本发明一实施例中，在检测到有受电设备连接后，由供电设备利用第二探测电压判断受电设备的功耗值，第二探测电压优选为15～20伏特。
具体而言，供电设备每次发出第二探测电压都会在受电设备上引起一个被吸收的电流脉冲，每个电流脉冲对应一个特定的功率级别。表1所示为不同级别的电流脉冲对应的分级特征电流。
级别 分级特征电流 PSE最小输出功率
0 0-5mA 15.4W
1 8-13mA 4.0W
2 16-21mA 7.0W
3 25-31mA 15.4W
4 35-45mA 15.4W
在本发明一实施例中，三事件分级机制包括以下步骤：首先判断第二探测电压引起的电流脉冲的级别，如果电流脉冲为0级、1级、2级、或者3级，则判定为第一分级事件，对应的受电设备为一类受电设备；如果电流脉冲显示两个连续的4级结果，则判定为第二分级事件，对应的受电设备为二类受电设备；在两次成功的四级电流测量后，如果出现不同于4级电流值的其他电流值，则判定为第三分级事件，对应的受电设备为三类受电设备。
步骤S306：在确定受电设备的分级后，供电设备按照受电设备的等级为受电设备供电，其中，如果受电设备为一类受电设备，供电设备将按照IEEE802.3af标准的输出功率等级使用中间跨接法为该一类受电设备供电，即供电设备使用4/5、7/8线对为该一类受电设备供电，供电设备的最大输出功率为14.5W；如果受电设备为二类受电设备，供电设备将按照IEEE802.3at标准的输出功率等级使用中间跨接法为该二类受电设备供电，即供电设备使用4/5、7/8线对为该二类受电设备供电，供电设备的最大输出功率为30W；如果受电设备为三类受电设备，供电设备将同时使用中间跨接法和末端跨接法为该三类受电设备供电，即供电设备同时使用线对4/5、7/8和线对1/2、3/6为该三类受电设备供电，供电设备的最大输出功率为60W。
优选地，当供电设备为三类受电设备供电时，由供电设备随机为中间跨接法的线对和末端跨接法的线对分配输出功率，中间跨接法的线对的输出功率和末端跨接法的线对的输出功率之和等于三类受电设备所需的功耗值。例如，当供电设备检测到三类受电设备所需的功耗值为50W时，可将中间跨接法的线对(即线对4/5、7/8)和末端跨接法的线对(即线对1/2、3/6)的输出功率都设置为25W，或者，将中间跨接法的线对的输出功率设置为30W，而将末端跨接法的线对的输出功率设置为20W。
有利地，本发明提供的以太网供电方法，按照受电设备的功耗值采用三事件分级机制对受电设备进行分级，实现方式简单，成本极低，将输出功率的范围扩展到60W，同时还维持与IEEEPoE标准100％的兼容。此外，在本发明提供的以太网供电方法中，还可以根据应用要求来调整电源供电。
图4为本发明一实施方式提供的以太网供电系统的方框图，图5为本发明一实施方式提供的以太网供电系统的电路图。结合图4和图5所示，本发明提供的以太网供电系统包括：
供电设备410，包括POE控制模块412，用于发送第一探测电压检测电源输出线对之间的直流阻抗与电容值，以判断是否有受电设备420连接；分级模块414，用于按受电设备420的功耗值采用三事件分级机制对受电设备420进行分级，根据受电设备420的功耗值，将受电设备420分为一类受电设备、二类受电设备和三类受电设备；供电模块416，在确定受电设备420的分级后，由供电模块416按照受电设备420的等级为受电设备420供电，其中，如果受电设备为一类受电设备，供电模块416将按照IEEE802.3af标准的输出功率等级使用中间跨接法为该一类受电设备供电，即由POE控制模块412控制供电模块416使用4/5、7/8线对为该一类受电设备供电，供电设备410的最大输出功率为14.5W；如果受电设备为二类受电设备，供电模块416将按照IEEE802.3at标准的输出功率等级使用中间跨接法为该二类受电设备供电，即由POE控制模块412控制供电模块416使用4/5、7/8线对为该二类受电设备供电，供电设备410的最大输出功率为30W；如果受电设备为三类受电设备，供电模块416将同时使用中间跨接法和末端跨接法为该三类受电设备供电，即由POE控制模块412控制供电模块416同时使用线对4/5、7/8和线对1/2、3/6为该三类受电设备供电，供电设备的最大输出功率为60W。
受电设备420，通过RJ45接口连接于供电设备410。
优选地，在本发明一实施例中，POE控制模块412在检测到有受电设备连接后，利用第二探测电压判断受电设备420的功耗值，第二探测电压优选为15～20伏特。
具体而言，POE控制模块412每次发出第二探测电压都会在受电设备420上引起一个被吸收的电流脉冲，每个电流脉冲对应一个特定的功率级别。在本发明一实施例中，三事件分级机制包括以下步骤：首先判断第二探测电压引起的电流脉冲的级别，如果电流脉冲为0级、1级、2级、或者3级，则判定为第一分级事件，对应的受电设备为一类受电设备；如果电流脉冲显示两个连续的4级结果，则判定为第二分级事件，对应的受电设备为二类受电设备；在两次成功的四级电流测量后，如果出现不同于4级电流值的其他电流值，则判定为第三分级事件，对应的受电设备为三类受电设备。
本发明提供的以太网供电系统，按照受电设备的功耗值采用三事件分级机制对受电设备进行分级，实现方式简单，成本极低，将输出功率的范围扩展到60W，同时还维持与IEEEPoE标准100％的兼容。此外，在本发明提供的以太网供电方法中，还可以根据应用要求来调整电源供电。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种以太网供电方法，其特征在于，包括：
由供电设备中的POE控制模块用第一探测电压检测电源输出线对之间的直流阻抗与电容值，以判断是否有受电设备连接；
在检测到有所述受电设备连接后，按所述受电设备的功耗值采用三事件分级机制对所述受电设备进行分级，根据所述受电设备的所述功耗值，将所述受电设备分为一类受电设备、二类受电设备和三类受电设备；以及
在确定所述受电设备的所述分级后，所述供电设备按照所述受电设备的等级为所述受电设备供电，
其中，如果所述受电设备为所述一类受电设备，所述供电设备将按照IEEE802.3af标准的输出功率等级使用中间跨接法为所述一类受电设备供电，如果所述受电设备为所述二类受电设备，所述供电设备将按照IEEE802.3at标准的输出功率等级使用所述中间跨接法为所述二类受电设备供电，如果所述受电设备为所述三类受电设备，所述供电设备将同时使用所述中间跨接法和所述末端跨接法为所述三类受电设备供电。
2.如权利要求1所述的以太网供电方法，其特征在于，由供电设备中的POE控制模块用第一探测电压检测电源输出线对之间的直流阻抗与电容值，以判断是否有受电设备连接的所述步骤包括：
如果所述POE控制模块用所述探测电压在所述电源输出线对之间检测到在19千欧～26.5千欧之间的所述直流阻抗和容值不超过150nF的所述电容，则判定有所述受电设备连接。
3.如权利要求1所述的以太网供电方法，其特征在于，在检测到有所述受电设备连接后，按所述受电设备的功耗值采用三事件分级机制对所述受电设备进行分级，根据所述受电设备的所述功耗值，将所述受电设备分为一类受电设备、二类受电设备和三类受电设备的所述步骤包括：
在检测到有所述受电设备连接后，所述供电设备发出第二探测电压，在所述受电设备上引起电流脉冲，每个电流脉冲对应不同的功率级别；
根据所述第二探测电压引起的所述电流脉冲的所述级别进行所述三事件分级，
其中，如果所述电流脉冲为0级、1级、2级、或者3级，则判定为第一分级事件，对应的所述受电设备为所述一类受电设备，如果所述电流脉冲显示两个连续的4级结果，则判定为第二分级事件，对应的所述受电设备为所述二类受电设备，在两次成功的四级电流测量后，如果出现不同于4级电流值的其他电流值，则判定为第三分级事件，对应的所述受电设备为所述三类受电设备。
4.如权利要求1所述的以太网供电方法，其特征在于，当所述供电设备为所述三类受电设备供电时，由所述供电设备随机为所述中间跨接法的线对和所述末端跨接法的线对分配输出功率，所述中间跨接法的所述线对的所述输出功率和所述末端跨接法的所述线对的所述输出功率之和等于所述三类受电设备所需的功耗值。
5.如权利要求1所述的以太网供电方法，其特征在于，如果所述受电设备为所述一类受电设备，所述供电设备的最大输出功率为14.5W；如果所述受电设备为所述二类受电设备，所述供电设备的所述最大输出功率为30W；如果所述受电设备为所述三类受电设备，所述供电设备的所述最大输出功率为60W。
6.一种以太网供电系统，其特征在于，包括：供电设备和通过RJ45接口连接于供电设备的受电设备，其中，所述供电设备包括：
POE控制模块，用于发送第一探测电压检测电源输出线对之间的直流阻抗与电容值，以判断是否有所述受电设备连接；
分级模块，用于按所述受电设备的功耗值采用三事件分级机制对所述受电设备进行分级，根据所述受电设备的所述功耗值，将所述受电设备分为一类受电设备、二类受电设备和三类受电设备；
供电模块，在确定所述受电设备的分级后，由所述供电模块按照所述受电设备的等级为所述受电设备供电，
其中，如果所述受电设备为所述一类受电设备，所述供电模块将按照IEEE802.3af标准的输出功率等级使用中间跨接法为所述一类受电设备供电，如果所述受电设备为所述二类受电设备，所述供电模块将按照IEEE802.3at标准的输出功率等级使用所述中间跨接法为所述二类受电设备供电，如果所述受电设备为所述三类受电设备，所述供电模块将同时使用所述中间跨接法和所述末端跨接法为所述三类受电设备供电。
7.如权利要求6所述的以太网供电系统，其特征在于，所述POE控制模块还用于在检测到有所述受电设备连接后，发出第二探测电压，在所述受电设备上引起电流脉冲；
所述分级模块还用于根据所述第二探测电压引起的所述电流脉冲的所述级别进行所述三事件分级，如果所述电流脉冲为0级、1级、2级、或者3级，则判定为第一分级事件，对应的所述受电设备为所述一类受电设备，如果所述电流脉冲显示两个连续的4级结果，则判定为第二分级事件，对应的所述受电设备为所述二类受电设备，在两次成功的四级电流测量后，如果出现不同于4级电流值的其他电流值，则判定为第三分级事件，对应的所述受电设备为所述三类受电设备。
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