CN110663219B - 用于传输数据和电力的电缆的热建模 - Google Patents

用于传输数据和电力的电缆的热建模 Download PDF

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Abstract

在一个实施例中，一种方法包括在热建模模块处接收来自供电装置设备PSE(10)的数据，该数据针对从PSE(10)延伸到受电设备PD(12)的电缆(14)，电缆(14)被配置为将电力和数据从PSE(10)传输到PD(12)，在热建模模块(18)处基于该数据计算电缆(14)的热特性，以及在电缆(14)中的一个电缆处标识高于指定阈值的热升高。该数据包括电缆(14)的实时电气数据。本文还公开了一种装置和逻辑。

Description

用于传输数据和电力的电缆的热建模
技术领域
本公开一般地涉及通信网络，并且更具体地，涉及用于传输电力和数据通信的电缆的热建模。
背景技术
用于同时输送电力和数据的通信电缆可能由于电缆中承载的电流、电缆如何安装(例如，电缆束)以及使用什么类型的电缆的组合而遇到自发热。电缆束中的热量生成是一个问题，其可以极大地影响性能并且引起对电缆线路的损害。
附图说明
图1示出了可以实现本文描述的实施例的网络的示例。
图2描绘了在实现本文描述的实施例时有用的网络设备的示例。
图3是示出根据一个实施例的用于电缆的热建模的过程的概况的流程图。
图4示出了根据一个实施例的电缆相邻性的检测。
图5示出了根据另一实施例的电缆相邻性的检测。
图6示出了根据一个实施例使用TDR(时域反射仪)来确定电缆长度和健康状况。
图7示出了根据一个实施例的提供电缆热状态的风险评估表的示例。
图8示出了根据另一实施例的提供电缆热状态的风险评估表的示例。
图9示出了根据另一实施例的提供电缆热状态的风险评估表的示例。
图10示出了根据一个实施例的提供风险评估和电缆热状态的图形视图。
在附图的若干视图中，相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施方式
概述
本发明的各个方面在独立权利要求中阐述，并且优选特征在从属权利要求中阐述。一个方面的特征可以单独地或与其他方面组合地应用于每个方面。
在一个实施例中，一种方法一般地包括在热建模模块处接收来自供电装置设备(PSE)的数据，该数据针对从PSE延伸到受电设备(PD)的电缆，该电缆被配置为将电力和数据从PSE传输到PD，在热建模模块处基于数据来计算电缆的热特性，以及标识电缆中的一个电缆处高于指定阈值的热升高。该数据包括电缆的实时电气数据。
在另一实施例中，一种装置一般地包括：接口，用于从供电装置设备(PSE)接收数据，该数据针对从PSE延伸到受电设备(PD)的电缆，该电缆被配置为将电力和数据从PSE传输到PD，该数据包括电缆的实时电气数据；处理器，用于基于数据来计算电缆的热特性并且标识电缆中的一个电缆处标识高于指定阈值的热升高；以及存储器，用于存储线规和相关联的电缆温度额定值。
在又一实施例中，一种被编码在一个或多个非暂态计算机可读介质上以供执行的逻辑，并且该逻辑在由处理器执行时，该处理器可操作以处理来自供电装置设备(PSE)的数据，该数据针对从PSE延伸到受电设备(PD)的电缆，该电缆被配置为将电力和数据从PSE传输到PD，该数据包括电缆的实时电气数据，基于该数据来计算电缆的热特性，以及标识别电缆中的一个电缆处高于指定阈值的热升高。
示例性实施例
呈现以下描述以使所属领域的普通技术人员能够制作和使用实施例。特定实施例和应用的描述仅作为示例提供，并且各种修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的。在不脱离实施例的范围的情况下，本文描述的一般原理可以被应用于其他应用。因此，实施例不限于所示出的那些，而是符合与本文描述的原理和特征一致的最宽范围。为了清楚起见，没有详细描述与和实施例相关联的技术领域中已知的技术材料有关的细节。
在用于同时传输电力和数据通信(例如，有源以太网(PoE)、有源光纤(PoF)等)的系统中，电缆发热可能降低在电缆上承载的通信信号的可靠性并且损坏电缆线路。电缆线路损坏通常是在无人看管或不可见的位置中发生的热应力的直接结果。在一些情况下，受电设备可能仍然在具有不确定操作的热应力电缆上操作，从而使得用户对于如何调试系统感到困惑。高温也会由于电缆中消耗更多的电力而导致更高的电力成本。在传统系统中，可能需要进行可视检查以符合标准(例如，NEC(国家电气规程)、IEEE(电气和电子工程师协会)802.3)，并且确定供电装置和受电设备之间的电缆线路的操作能力。许多失败的实例可能被遗漏或忽略。由于PoE标准允许更高电力的传输，因此期望温度问题将变得更加普遍。
本文描述的实施例提供了用于同时承载数据和电力的电缆中的实时热建模。实时测量提供了电缆线路健康评估的准确和最新的分析。例如，实施例可以被用于对由于自发热而引起的电力和热冲击进行标识，并且提供针对可能的过热状况的警报。一个或多个实施例可以被用于基于建模来限制电力输出，或者防止可能导致不期望的电缆行为(例如，对电缆的热损坏或其他不预期的后果)的模式。如下文详细描述的，一个或多个实施例可以收集电缆发热因素(例如，电缆中承载的电流、电缆类型、电缆安装等)并且使用该数据来对期望的温度上升和电缆中的其他健康评估特性进行建模，以确定电缆是否能够处理电力水平以及跨电缆承载的数据的完整性是否处于风险中。
现在参考附图，并且首先参考图1，示出了其中可以实现本文描述的实施例的网络的示例。实施例在包括多个网络设备的数据通信网络的环境中操作。网络可以包括经由任意数量的节点(例如，路由器、交换机、网关、控制器或其他网络设备)进行通信的任意数量的网络设备，其促进网络内的数据的传递。网络设备可以在如下网络上通信或者与如下网络进行通信：一个或多个网络(例如，局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、虚拟专用网(VPN)(例如，以太网虚拟专用网(EVPN)、第2层虚拟专用网(L2VPN))、虚拟局域网(VLAN)、企业网、公司网、数据中心、互联网、内联网或任意其他网络)。
网络可以被配置用于有源以太网(PoE)、有源光纤(PoF)或被用于将电力与数据一起传递以允许单个电缆向网络设备(例如，无线接入点、IP(互联网协议)相机、VoIP(IP语音)电话、摄像机、销售点设备、安全存取控制设备、住宅设备、建筑自动化、工业自动化和许多其他设备)提供数据连接和电力的任意其他有源通信电缆系统。信号可以在通信装置之间交换，并且电力从供电装置传输到受电设备。
如图1的经简化示例所示，网络可以包括经由电缆14与任意数量的受电设备(PD)12进行通信的供电装置设备(PSE)10。PSE可以是诸如在电缆14上提供(供应)电力的交换机之类的网络设备。PSE 10可以被配置为以一个或多个输出水平(例如，可编程PoE)来输送电力。网络可以包括与任意数量的PD 12进行通信的任意数量的PSE 10。PD 12由PSE 10进行供电并且消耗能量。
电缆14被配置为将电力和数据二者从PSE 10传输到PD 12。电缆14可以由适于承载电力和数据二者的任意材料(例如，铜、光纤)形成。电缆14可以包括诸如Catx电缆(例如，5类双绞线(例如，四对)以太网电缆)或任意其他类型的电缆。电缆14可以在PSE 10和PD 12之间延伸一段距离，例如10米、100米或任意其他长度。电缆14可以以任意构造的方式进行布置。例如，电缆14可以以一个或多个组13被捆在一起，或者被堆叠在一个或多个组15中，如在图1的横截面中示意性地示出的。任意数量的电缆14可以被捆在一起。电缆14可以具有圆形、扁平、椭圆形或任意其他横截面形状，并且可以包括任意数量或类型的导体(例如，实心或绞合导线)。例如，电缆14可以在一个位置16处捆在一起，而在另一位置17处不捆在一起。
例如，电缆14可以被额定一个或多个电力水平、最大电力水平、最高温度，或者根据指示可接受电力水平利用率的一个或多个类别来标识。在一个示例中，电缆14对应于标准化线规系统，例如AWG(美国线规)。针对不同规格的电线，AWG提供数据，该数据包括直径、面积、每长度电阻、载流量(导体在承受即时或渐进劣化之前可以承载的最大电流量)和熔断电流(将电线在空气中熔化需要多大的电流)。可以使用各种其他标准(例如，NEC(国家电气规程)、UL(保险商实验室))来提供对电缆和电缆系统的各种要求，并且提供温度额定值或极限值或其他信息。该数据可以被存储在热建模系统中，以在提供电缆热状态时进行参考，如下所述。
如上所述，电缆14可能遇到自发热。例如，当对双绞线电缆施加电力时，铜导体生成热量并且温度升高。热建模模块18被配置为由于自发热而对热影响进行建模。在一个或多个实施例中，例如，热建模模块18位于网络设备19处，其可以位于网络运营中心(NOC)处。网络设备19可以包括诸如网络管理站、控制器、计算机或任意其他设备。网络设备19与PSE10进行通信，并且还可以直接或者通过PSE与一个或多个PD 12进行通信。热建模模块18(例如，代码、软件、逻辑、固件、应用、客户端、装置、硬件、设备、元件)也可以分布在任意数量的网络设备上或者在云环境中运行。而且，热建模模块18或模块的一个或多个组件可以位于PSE 10处，如图1所示。
PSE 10可以在PSE或网络设备19处测量用于热建模计算的一个或多个变量。例如，PSE 10可以使用TDR(时域反射仪)、PSE处的输出电压和电流(例如，用于各个导体)来测量电缆长度。在一个或多个实施例中，PSE 10还可以收集智能PD可用统计数据，以报告PD处的输入电压。基于在PSE处进行的测量，可以在PSE 10处或者在远程网络设备19处进行一个或多个计算。
热建模模块18可以收集数据，该数据包括诸如电缆AWG、电缆的导体中承载的实时电流(标称或最大电流)、电压(在PSE处输出，在PD处输入)、电缆长度、电缆段长度、PSE端口的数量、与承载可以用作局部热源的电流的其他电缆接近的电缆、电缆布线处的最高期望环境温度、电缆的最高温度额定值、PD处的温度或者这些数据或其他数据的任意组合。如果不可用，则可以使用各种测量来收集实时数据，并且还可以为一个或多个参数(例如，电缆类型、电缆安装配置、端口的数量)提供用户输入。热建模模块18可以使用该数据来确定可操作的最大电力(用于在PSE端口上输送的最大安全可用电力)、热特性(电缆中的实时温度升高)、端对端电缆14的整体健康、这些端对端电缆束、以及包含电缆束的束的束，以及电缆是否可以安全地通过附接的PD 12进行操作。
如以下详细描述的，热建模模块18可以计算电缆线路中的实时局部发热，并且生成电缆线路风险评估(例如，电子表格、图形图像)和警报状态以最小化不安全操作。在一个或多个实施例中，热建模模块18可以提供警报状态或系统记录(系统日志)消息，以及防止输送比为特定电缆安全地确定的电力更多的电力。例如，热建模模块18可以警告用户可能危及电缆线路、通信信道的数据完整性和PD操作的潜在发热问题和电力影响。
在一个或多个实施例中，网络设备19可以包括用于接收用户输入并且将热建模的结果呈现给用户的GUI(图形用户界面)11。如下所述，GUI11可以被用于显示风险评估表或图形图像，其指示热量上升、健康状态或有关电缆和电缆线路的其他信息。
应当理解，图1中示出的和上面描述的网络设备和拓扑仅仅是示例，并且在不脱离实施例的范围的情况下，本文描述的实施例可以在包括不同网络拓扑或网络设备的网络中实现，或者使用不同协议或电缆来实现。例如，网络可以包括促进数据在网络上的传递的任意数量或类型的网络设备(例如，路由器、交换机、网关、控制器)、作为端点或主机进行操作的网络元件(例如，服务器、虚拟机、客户端)以及与任意数量的网络进行通信的任意数量的网络站点或域。因此，网络节点可以在任意合适的网络拓扑中使用，其可以包括任意数量的服务器、虚拟机、交换机、路由器或相互连接以形成庞大且复杂的网络的其他节点，其可以包括云或雾计算。节点可以通过采用任意合适的有线或无线连接的一个或多个接口来耦合至其他节点或网络，这为电子通信提供了可行的途径。
图2示出了可以被用于实现本文描述的实施例的网络设备20的示例。在一个实施例中，网络设备20是可以以硬件、软件或前述的任意组合实现的可编程机器。网络设备20包括一个或多个处理器22、存储器24、网络接口(端口)26和热建模模块28。
存储器24可以是易失性存储器或非易失性存储器，其存储由处理器22执行和使用的各种应用、操作系统、模块和数据。例如，热建模模块28的组件(例如，代码、逻辑、固件等)可以被存储在存储器24中。存储器24还可以手动地存储输入数据(例如，线规和相关联的电缆温度额定值、测量、计算出的数据或其他数据、表格或图形)。网络设备20可以包括任意数量的存储器组件。
逻辑可以被编码在一种或多种有形介质中以由处理器22执行。例如，处理器22可以执行存储在计算机可读介质(例如，存储器24)中的代码。例如，计算机可读介质可以是电子(例如，RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器))、磁性、光学(例如，CD、DVD)、电磁、半导体技术或任意其他合适的介质。在一个示例中，计算机可读介质包括非暂态计算机可读介质。逻辑可以被用于执行下面参考图3的流程图描述的一个或多个功能。网络设备20可以包括任意数量的处理器22。
网络接口26可以包括用于接收数据或将数据传输到其他设备的任意数量的接口(线卡、端口)。例如，该接口可以是在PSE 10处用于向PD 12传输电力和数据的接口、在PSE处用于向网络设备19传输测量、数据或风险评估信息的接口、或者在PSE 10处用于将数据传输到热建模模块18(图1和图2)的内部接口。网络接口26可以包括诸如用于连接到计算机或网络的以太网接口。接口26可以被配置为用于PoE、PoF或类似操作。
应当理解，图2中所示和上面描述的网络设备20仅是示例，并且可以使用网络设备的不同配置。例如，网络设备20还可以包括可操作以促进本文描述的能力的硬件、软件、算法、处理器、设备、组件或元件的任意合适的组合。
图3是示出根据一个实施例的用于对用于传输电力和数据的电缆的热特性进行建模的过程的概述的流程图。在步骤30处，热建模模块18从PSE10(图1和图3)接收实时电气数据(例如，相关参数的实时测量)。在一个实施例中，从PSE 10提取数据，该数据可以包括来自PD 12的数据。如果智能PD不可用，则可以接收用户输入。热建模模块18标识电缆相邻性和特性(步骤32)。在一个实施例中，PSE 10可以使用TDR来确定每个端口处的电缆长度。热建模模块18可以使用电压、电流和电缆长度来使用计算出的电阻确定线规。如果PD 12无法提供V_in(PD处的电压)，则可以通过用户输入来提供线规。如下所述，可以通过在PSE 10处传输脉冲并且然后在周围电缆14处测量E场(脉冲场强)以检测相邻的电缆来标识电缆相邻性(例如，电缆在束内的布置、束大小)。热建模模块18可以使用线规数据、电缆相邻性以及电流、电压和电力数据来计算电缆的热特性(步骤34)。热特性可以包括诸如热升高、最大电力以及整个端对端电缆的健康。如果电缆中的一个电缆处的热升高超过指定阈值(步骤36)，则热建模模块18可以采取措施以减小电缆处的不安全操作的风险(步骤38)。例如，这可以包括在风险评估表、图形图像、警报、警告、消息或呈现给用户的其他指示中标识电缆，或者阻止连接到电缆的端口的操作。热建模模块18可以诸如生成表格或图像以指示电缆或电缆的束的所选电力水平和环境的电缆健康，以及生成警告状态(例如，灯)和消息(例如，系统记录)。热升高可以指特定温度、温度差、温度变化(例如，百分比或高于基线温度的升高)或一段时间内的温度升高。
应当理解，图3中所示和以上描述的过程仅是示例，并且可以在不脱离实施例的范围的情况下添加、移除或组合步骤。
以下提供了用于确定线规、束大小和电缆相邻性以及向用户呈现数据和热建模结果的示例。
在一个或多个实施例中，可以使用V_out(PSE的端口处的电压)、V_in(PD处的电压)、I_单个_电缆(电缆的电流)和TDR_m(电缆长度)来进行线规计算。在一个示例中，假设没有连接器损耗而执行计算。电阻计算可以如下执行：
R_单个导体＝(V_out-V_in)/I_单个导体；以及
R_mOhm/m＝(R_单个_导体/TDR_m)x 1000。
R_mOhm/m可以被用于确定导体的AWG。
如果没有智能PD提供V_in，则用户可以输入基本线规以进行评估计算。
图4示出了可以被用于提供用于自动地计算电缆相邻性的测量的PSE40的示例。在图4所示的示例中，PSE 40包括两个PHY(用于物理层功能的电路)，每个PHY均具有串并收发器41(串行器/并行器)、信号接收器44和信号发生器46。PSE 40可以包括任意数量的端口和相应的组件。在一个实施例中，由信号发生器46来传输1MHz(或任意其他频率)脉冲。该脉冲被用于通过计算在接收器44处的测量的场强(E场48)来自动地确定电缆到电缆的接近度。该脉冲可以被用于跟踪绑定到特定端口的电缆或在以传输端口为基准的电缆束内的交换机。例如，在启动期间，可以在交换机或路由器内使用该脉冲。1MHz脉冲不能被用于确定网络中的交换机之间的电缆接近度，或者在数据中心正在运行生产业务并且添加了新的交换机或新的电缆线路的情况下。在这种情况下，可以使用分组脉冲发生器，如图5所示。
图5示出了根据一个实施例的多个PSE 50a、50b、50c、50d、50e，其中一个或多个PSE被配置为分组脉冲发生器，以用于自动地计算电缆相邻性和束大小确定。如上所述，PSE包括串并收发器51、信号接收器54和信号发生器56。例如，PSE可以通过以太网命令端口通信平面或通过数据平面彼此通信。分组脉冲发生器是传输的特定分组类型(图5中的分组55)而不是空闲分组，并且具有通过增加所传输的信号而获得的更高的能量含量。检测到分组55，并且接收器54基于场强(E场58)来计算电缆到电缆的距离。在图5所示的示例中，PSE50b生成分组55，并且场强58由PSE 50a测量。分组脉冲发生器允许装置和电缆线路随时间变化，其中对数据中心或办公室环境中的电缆到电缆的相邻性进行持续(或周期性)的更新。
在一个实施例中，分组脉冲发生器承载交换机IP(互联网协议)地址和端口ID(标识符)，以便数据中心中的相邻交换机可以标识分组的来源，并且为接收或标识分组的交换机上的每个端口返回接收到的计算。在一个示例中，分组55包括源装置IP地址(例如，用于以太网控制台端口或命令控制面板的IP地址)、源装置定义(例如，哪种交换或路由装置)、源端口(例如，端口号、端口电力性能、端口速度性能)、信号数据定义(例如，数据分组类型(FFFF0000、FF00、AA55等))和数据(例如，信号数据定义中尽可能多的字节)。
上述的脉冲和高频测试可以被用于检测电缆架构(例如，电缆束、电缆相邻性、束大小)，并且基本电介质计算可以被用于确定电缆绝缘类型。在96个端口交换机的一个示例中，源导线脉冲可以在一个端口上传输，并且在95个端口上测量脉冲场强。可以通过96个端口或更少数量的端口来重复该过程。在另一示例中，可以仅在一部分端口上发送脉冲，直到标识出电缆的布置为止。电缆束可以通过使用场强测量来确定电缆位置和电缆相邻性来确定。例如，可以使用有限元件分析和收敛算法来确定电缆到电缆的接近度。为了检测被屏蔽的箔，可以在最接近的一对上增加脉冲强度，以确定变化表示被屏蔽还是未被屏蔽。使用被屏蔽的电缆时，测得的场强将以较小的系数增加。算法输出可以被用于确定电缆的接近度并且建立表格。
应当理解，上述用于确定电缆相邻性和束特性的方法和系统仅是示例，并且在不脱离实施例的范围的情况下，可以使用其他设备或方法。此外，如果已知束特性，则可以将该信息手动地输入到热建模系统。在一个或多个实施例中，1MHz脉冲和分组脉冲发生器二者均可以被用于确定电缆相邻性。例如，在启动期间可以使用1MHz脉冲，并且将分组脉冲发生器用于周期性的更新。
图6示出了可以被用于确定电缆长度和健康状况的实施例。在图6所示的示例中，PSE 60包括串并收发器61、信号接收器64、TDR(时域反射仪)65和信号发生器66。TDR 65可以被用于确定任意端口的电缆长度，其可以被用于计算线规(例如，AWG)。如果PSE 60知道PD 12处的电压，则可以将其与电缆长度结合使用，以确定每个端口的电缆AWG，如前所述。TDR 65也可以被用于评估和确定电缆段和连接质量。当PHY检测到电缆已连接时，可以执行TDR处理以确定基本电缆布局。TDR数据可以提供诸如电缆长度和最大损耗、电缆段的数量(电缆段的长度和每段的损耗、连接器计数和损耗)以及电缆异常的标识。在TDR过程期间，可以基于电缆中的损耗来执行电缆健康评估。健康评估可以确定每个段(电缆的指定长度中的导体)处和每个段点(例如，RJ45连接器或其他类型的连接器)处的相对损耗。使用定义的线规计算，可以评估整个电缆长度中的每个电缆段的最大导体电流。可以评估每个连接器处理端口导体电流的能力。健康评估以及总体线规计算可以被用于确定端对端电缆的最大导体电流。在一个实施例中，可以使用传输和接收均衡序列或信道操作余量来代替TDR。
如图7、图8和图9所示，可以从自动生成的数据、手动输入的数据和计算中创建表格70、80和90。图7中所示的表格70基于智能PD，其被配置为测量其输入端口电压。图8中所示的表格80基于由PSE计算的Vpd。图9中所示的表格90基于智能PD，并且自动地收集了电缆束信息。
首先参考图7，针对PSE 10处的每个端口(例如，1-24)，表格70包括Vpse(V_out)，Iport(I_单个_电缆)、Pport(电力_端口)、Vpd(V_in)、TDR(长度)、电缆AWG(线规)、电缆温度额定值、束(包含电缆的束(例如，A，B))、Pcable(计算出的由电缆(或在电缆中)消耗的电力)、热升高和电缆热状态。PSE 10测量Iport、Vpse、Pport和TDR(以确定电缆长度)(图1和图7)。PSE 10测量电缆中的实时电流和PSE处的实时输出电压。在一个或多个实施例中，PD12测量其端口电压，并且将其经由层2发送到PSE 10。用户可以输入每个AWG的电缆温度额定值以及电缆所处的束。例如，该信息可以在位于网络操作中心设备19处的GUI 11处输入，并且被存储在热建模模块18处。热建模模块18(在PSE 10或网络设备19处)基于Iport和Vpd的组合来计算Pcable。可以基于Iport和束大小来计算热升高。热升高计算可以考虑诸如电缆特性(例如，规格、面积、长度、材料、绝缘类型)、位置(例如，电缆相邻性、束位置、束大小)、电气特性(例如，电流、电压、电阻、电力)、热特性(例如，电缆的导电和对流属性、环境(气隙、束接触、电缆布线的位置处的最大期望环境温度))或前述或其他变型的任意组合。
电缆热状态基于计算出的电缆的热升高和最高温度额定值，并且可以基于指定极限值或阈值被表示为诸如颜色(例如，绿色(安全操作条件)、黄色(接近不安全操作条件)、红色(不安全操作条件))。该阈值可以基于电缆的标准温度极限值或者可以由用户来定义。与使用Vpd计算的Pcable相比较，可以基于期望Pcable(其基于Iport、Vport和TDR)来确定电缆健康。
现在参考图8，表格80示出了系统的风险评估表的示例，在该系统中，PD未被配置为测量端口电压并且提供Vpd。表格80中的Vpd列从自动地收集的数据(表格70中)移至计算出的数据。如前所述，PSE 10测量Iport、Vport、Pport和TDR(以测量电缆长度)。用户可以输入电缆导体的AWG，电缆温度额定值以及包含电缆的束。热建模模块18(在PSE或其他网络设备19处)可以计算：基于Iport、Vport、电缆长度和AWG的Vpd；基于Iport和Vpd的组合的Pcable；以及基于Iport和束大小的热升高。电缆热状态基于热升高，并且可以被指示为绿色、黄色或红色，如上所述。在没有PD的帮助的情况下，无法确定电缆健康。
图9中的表格90示出了一种自动情况，其中智能PD提供端口电压(Vpd)，并且PSE使用信号或分组脉冲(如上面参考图4和5所述)来自动地确定电缆束配置。在该示例中，将自动地收集包括Vpse、Iport、Pport、Vpd、TDR、电缆AWG和束信息的数据。计算电缆电力(Pcable)和由此产生的热升高。如前所述，提供了电缆热状态列，以基于热升高阈值来指示电缆的健康。
应当理解，分别在图7、图8和图9中示出的表格70、80和90仅是示例，并且在不脱离实施例的范围的情况下，并且可以包括不同的列或数据或者使用不同的格式。此外，如上所述，可以基于系统配置或设备的能力来自动地收集或计算不同的数据。
图10示出了客户风险评估图形图像100的示例。在该示例中，相对于风险/健康状况评估表为每根电缆提供了指示。如图10所示，一个电缆被标识为“健康：良好，22AGW，P_c＝2.3W，Trise＝6degC”，并且另一个电缆被标识为“健康：超出最大电流，24AGW，P_c＝10.2W，Trise＝12degC”。图10中所示的图形视图100可以在客户屏幕(例如，图1中的位于网络操作中心设备19处的GUI 11)上或在装置显示屏上可用。
应当理解，图7、图8和图9中示出的表格70、80、90和图10中示出的图形图像100仅是示例，并且可以在表格中提供或者在图形视图中示出不同的数据、或多或少的数据或数据的任意组合或表示。GUI可以允许用户选择呈现多少信息或细节以及呈现它们的方式(例如，表格、图像)。此外，用户可以选择仅查看电缆线路的部分、一个或多个电缆线路，或者仅查看具有热或电力问题的电缆或电缆线路。
除了表格70、80、90或示意图100之外(或代替表格70、80、90或示意图100)，当已经达到指定阈值(例如，超过指定极限值的热升高，一个或多个电缆超过最大电流或电力)时，热建模模块18可以传输一个或多个警报(警告、消息、系统记录等)。例如，热建模模块18可以确定或提供用户输入以限定电缆中针对每个端口的安全操作的可允许温度升高的适当阈值。在一个示例中，红色的电缆热状态可能会阻止端口运行，并且黄色的电缆热状态可能仅允许端口在用户干预的情况下运行。在一个实施例中，GUI可以允许红色覆盖。用户可以针对他们的电缆线路配置来适当地设置绿色/黄色/红色阈值。在一个实施例中，热建模模块18可以基于最坏情况的PD分类电流来生成标记。警告条件可以包括诸如严格模式和非严格模式，在严格模式中，PSE 10监视实时PD电流并且实施电流极限值(即，当超过电流极限值时关闭端口)，在非严格模式中，PSE监视实时PD电流，并且在超过电流极限值时发出警告。警告和评估信息可以被显示在诸如系统显示面板或客户界面上，并且提供需要注意(例如，蓝色注意LED(发光二极管)、通过以太网控制接口端口发送到网络运营中心的系统记录消息)的指示。
从前述可以看出，本文描述的实施例可以提供许多优点。例如，一个或多个实施例可以被用于防止通信电缆中的电缆(例如，单个电缆、电缆的束)的不期望的发热，其中电力通过电缆被输送到受电设备。例如，该计算可以在安装时进行，并且在通信电路的空闲分组传输期间实时地继续进行。在PD请求超出电缆和电缆环境的能力的不期望的电力量的情况下，警告条件、注意灯、LCD(液晶显示器)和消息可以被用于警告最终用户。在一个或多个实施例中，PSE端口可以基于电缆安全地输送所需电流的能力来自动地限制可用于输送的电力，并且从而防止严重损坏电缆线路、建筑物或用户。例如，网络工程师(其管理具有大量部署的PoE或PoF受电设备的网络)可以使用这些实施例来提供部署场景的警告，其中电缆的自发热可能危及电缆的数据完整性。例如，系统可以被用于电缆线路的长期规划。一个或多个实施例允许网络工程师简单地查看电缆线路健康状况评估，这提供了比可提供有视觉检查的评估更准确的评估，并且还节省了大量时间。
尽管已经根据所示的实施例描述了方法和装置，但是本领域的普通技术人员将容易认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对实施例进行改变。因此，旨在将以上描述中包含的以及附图中示出的所有内容解释为说明性的，而不是限制性的。

Claims (20)

1.一种用于电缆的热建模的方法，包括：
在热建模模块处接收来自供电装置设备(PSE)的数据，所述数据针对从所述PSE延伸至受电设备(PD)的电缆，所述电缆被配置为将电力和数据从所述PSE传输到所述PD，其中，所述数据包括所述电缆的实时电气数据；
通过测量所述电缆中的一个或多个电缆处的场强来检测电缆束内的相邻电缆，从而识别电缆相邻性；
在所述热建模模块处基于所述数据和所述电缆相邻性计算所述电缆的热特性；以及
标识所述电缆中的一个电缆处高于指定阈值的热升高。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据包括在连接至所述电缆的所述PSE的端口处的电压和电流。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括在所述热建模模块处基于所述PSE和PD处的测量来标识所述电缆中的一个或多个电缆的线规。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括使用时域反射仪测量电缆长度，其中，所述电缆长度用于计算所述线规。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述数据包括所述PD处的输入电压。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，检测相邻电缆包括在所述电缆中连接至所述PSE的一个电缆上传输脉冲，并且测量所述电缆中连接至所述PSE处的信号接收器的另一电缆处的场强。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，检测相邻电缆包括基于在所述电缆中连接至另一PSE的一个电缆上传输的分组脉冲来测量所述电缆中连接至所述PSE的一个电缆处的场强。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括对连接至电缆的所述PSE的端口处的电力输出进行限制，该电缆被标识为具有高于所述指定阈值的所述热升高。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括生成图形图像，该图形图像指示所述电缆中的一个或多个电缆的热状态。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括生成风险评估表，该风险评估表包括所述电缆中的每个电缆的所述数据和所述热升高。
11.一种用于电缆的热建模的装置，包括：
接口，所述接口用于接收来自供电装置设备(PSE)的数据，所述数据针对从所述PSE延伸至受电设备(PD)的电缆，所述电缆被配置为将电力和数据从所述PSE传输到所述PD，所述数据包括所述电缆的实时电气数据；
处理器，所述处理器用于通过测量所述电缆中的一个或多个电缆处的场强来检测电缆束内的相邻电缆从而识别电缆相邻性，基于所述数据和所述电缆相邻性计算所述电缆的热特性，并且标识所述电缆中的一个电缆处高于指定阈值的热升高；以及
存储器，所述存储器用于存储线规和相关联的电缆温度额定值。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述数据包括连接至所述电缆的所述PSE的端口处的电压和电流，以及所述PD中的每个PD处的输入电压。
13.根据权利要求11或12所述的装置，其中，所述处理器还被配置为基于所述数据来标识所述电缆中的一个或多个电缆的线规，所述数据包括所述PSE的端口处的电压输出、所述PD处的电压输入、所述电缆上的电流以及所述电缆的长度。
14.根据权利要求11所述的装置，其中，所述处理器被配置为对连接至电缆的所述PSE的端口处的电力输出进行限制，所述电缆被标识为具有高于所述指定阈值的所述热升高。
15.根据权利要求11所述的装置，其中，所述处理器被配置为生成图形以指示所述电缆的所述热特性，从而为包括所述电缆的电缆线路提供风险评估。
16.根据权利要求11所述的装置，其中，所述装置包括位于所述PSE处的模块，并且所述接口包括内部接口。
17.根据权利要求11所述的装置，其中，所述装置包括与所述PSE进行通信的网络设备。
18.一种用于电缆的热建模的装置，包括：
用于在热建模模块处接收来自供电装置设备(PSE)的数据的装置，所述数据针对从所述PSE延伸至受电设备(PD)的电缆，所述电缆被配置为将电力和数据从所述PSE传输到所述PD，其中，所述数据包括所述电缆的实时电气数据；
用于通过测量所述电缆中的一个或多个电缆处的场强来检测电缆束内的相邻电缆从而识别电缆相邻性的装置；
用于在所述热建模模块处基于所述数据和所述电缆相邻性计算所述电缆的热特性的装置；以及
用于标识所述电缆中的一个电缆处高于指定阈值的热升高的装置。
19.根据权利要求18所述的装置，还包括用于实现根据权利要求2至10中任一项所述的方法的装置。
20.一种存储指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时，使得所述计算机执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。
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