CN110719177A - 基于以太网络供电的供电骨干装置及供电骨干系统 - Google Patents

Abstract

一种基于以太网络供电的供电骨干装置，包含：电力骨干输入埠、受电端芯片、数据交换器、电力转换器、供电端芯片、电力骨干输出埠及讯号传输埠；受电端芯片电性连接电力骨干输入埠；数据交换器电性连接受电端芯片；电力转换器电性连接电力接收埠及受电端芯片；供电端芯片电性连接数据交换器及电力转换器；电力骨干输出埠电性连接供电端芯片；讯号传输埠电性连接电力转换器、数据交换器或供电端芯片；另，数个供电骨干装置更可组成一供电骨干系统。借此，此供电骨干装置可解决应用于难以取得电力源的环境时的设置困难问题。

Description

基于以太网络供电的供电骨干装置及供电骨干系统

技术领域

本发明涉及一种作为传输电力及数据的网络节点装置，特别是基于以太网络供电的供电骨干装置，以及包含此供电骨干装置的供电骨干系统。

背景技术

当前的供电技术中，以太网络供电(Power over Ethernet)技术是常运用于数据传输网络领域的供电技术，其原因主要在于借助以太网络供电技术可利用一条电缆一并传输电力讯号及数据讯号，因此能够减少系统布线时的复杂度。

然而，由于现有的以太网络供电系统多为一对一的设计，也就是供电端(PowerSource Equipment，PSE)与受电端(Powered Device，PD)通常为分别设置的两个设备，因此相较于标准以太网络(Ethernet)系统所具有的多变化拓朴(Topology)而言，明显来得单调且使用便利性不足。追究其主要原因，就在于现有的以太网络供电系统所能承载的功率(Watt)不足，15.4/30瓦特的功率在经过100公尺的网络线之后会有所衰减，而且现有的以太网络供电系统所使用的节点装置无法进行外加供电。另，现有的以太网络供电系统所使用的电力标准为直流48V/56V，相较一般工业与商业应用常见的直流12/24V存在较大的电压差，使得使用便利性受到一定的限制。此外，现有的以太网络供电系统通常也未提供备援设计，因此在电力源异常或讯号线断线时便会出现整个系统中的至少一部分无法运作的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种基于以太网络供电的供电骨干装置，借此解决应用于难以取得电力源的环境中的设置困难问题。

此外，本发明更提出一种基于以太网络供电的备援式供电骨干装置，借此同时解决电力源异常或讯号线断线时的断讯问题，且易达到远距电力供给与数据传输的目的。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

依据本发明一实施例所叙述的一种基于以太网络供电的供电骨干装置，包含：电力骨干输入埠、受电端芯片、数据交换器、电力转换器、供电端芯片、电力骨干输出埠及讯号传输埠。电力骨干输入埠用于接收第一电力讯号及传输第一数据讯号。受电端芯片电性连接电力骨干输入埠，以由电力骨干输入埠接收第一电力讯号及传输第一数据讯号。数据交换器电性连接受电端芯片，以与受电端芯片传输第一数据讯号。电力转换器电性连接电力接收埠及受电端芯片，电力转换器用于选择性地由电力接收埠接收直流电力、用于由受电端芯片接收第一电力讯号并用于产生第二电力讯号。供电端芯片电性连接数据交换器及电力转换器，用于与数据交换器传输第二数据讯号，并用于由电力转换器接收第二电力讯号。电力骨干输出埠电性连接供电端芯片，用于输出第二电力讯号及传输第二数据讯号。讯号传输埠电性连接电力转换器、数据交换器或供电端芯片，讯号传输埠用于自电力转换器输出第三电力讯号，或与数据交换器传输第三数据讯号，或自供电端芯片输出第三电力讯号并与供电端芯片传输第三数据讯号。

依据本发明一实施例所叙述的一种基于以太网络供电的供电骨干装置，其中电力骨干输入埠为第一电力骨干输入埠，受电端芯片为第一受电端芯片，供电骨干装置更包含：第二电力骨干输入埠、第二受电端芯片及第二电力骨干输出埠。第二电力骨干输入埠用于接收另一第一电力讯号及传输另一第一数据讯号。第二受电端芯片电性连接第二电力骨干输入埠、电力转换器及数据交换器，第二受电端芯片由第二电力骨干输入埠接收另一第一电力讯号并传输另一第一数据讯号，电力转换器接收此另一第一电力讯号，数据交换器与受电端芯片传输此另一第一数据讯号。第二电力骨干输出埠电性连接该供电端芯片，以供输出另一第二电力讯号及传输另一第二数据讯号，电力转换器产生此另一第二电力讯号，并输出此另一第二电力讯号至供电端芯片，数据交换器与供电端芯片传输此另一第二数据讯号。

依据本发明一实施例所叙述的一种基于以太网络供电的供电骨干装置，其中供电骨干装置更包含监控装置电性连接第一受电端芯片、第二受电端芯片、供电端芯片、数据交换器及电力转换器，以根据所述的二第一电力讯号、二第二电力讯号、第三电力讯号及直流电力操控电力转换器，并根据二第一数据讯号之一、二第二数据讯号之一及第三数据讯号操控数据交换器。

依据本发明一实施例所叙述的一种基于以太网络供电的供电骨干系统，包含串接的多个供电骨干装置，且此多个供电骨干装置之中仅有一个供电骨干装置的电力接收埠接收一直流电力。

依据本发明一实施例所叙述的一种基于以太网络供电的供电骨干系统，包含串接的多个供电骨干装置，且此多个供电骨干装置之中有多个供电骨干装置的电力接收埠接收对应的多个直流电力。

依据本发明一实施例所叙述的一种基于以太网络供电的供电骨干系统，包含串接的多个供电骨干装置，且串接的多个供电骨干装置之中的首个供电骨干装置及末个供电骨干装置的电力接收埠分别接收二直流电力。

依据本发明一实施例所叙述的一种基于以太网络供电的供电骨干系统，包含环状连接的多个供电骨干装置，且环状连接的多个供电骨干装置之中仅有一个供电骨干装置的电力接收埠接收一直流电力。

换句话说，本发明提供一种基于以太网络供电的供电骨干装置，包含：一电力骨干输入埠，用于接收一第一电力讯号及传输一第一数据讯号；一受电端芯片，电性连接该电力骨干输入埠，以由该电力骨干输入埠接收该第一电力讯号及传输该第一数据讯号；一数据交换器，电性连接该受电端芯片，以与该受电端芯片传输该第一数据讯号；一电力转换器，电性连接一电力接收埠及该受电端芯片，该电力转换器选择性地由该电力接收埠接收一直流电力、由该受电端芯片接收该第一电力讯号并产生一第二电力讯号；一供电端芯片，电性连接该数据交换器及该电力转换器，该供电端芯片与该数据交换器传输一第二数据讯号，并由该电力转换器接收该第二电力讯号；一电力骨干输出埠，电性连接该供电端芯片，该电力骨干输出埠输出该第二电力讯号及传输该第二数据讯号；以及一讯号传输埠，电性连接该电力转换器、该数据交换器或该供电端芯片，该讯号传输埠自该电力转换器输出一第三电力讯号，或与该数据交换器传输一第三数据讯号，或自该供电端芯片输出该第三电力讯号并与该供电端芯片传输该第三数据讯号。

该电力骨干输入埠为一第一电力骨干输入埠，该受电端芯片为一第一受电端芯片，该电力骨干输出埠为一第一电力骨干输出埠，该供电端芯片为一第一供电端芯片，该供电骨干装置更包含：一第二电力骨干输入埠，用于接收另一第一电力讯号及传输另一第一数据讯号；一第二受电端芯片，电性连接该第二电力骨干输入埠、该电力转换器及该数据交换器，该第二受电端芯片由该第二电力骨干输入埠接收该另一第一电力讯号并传输该另一第一数据讯号，该电力转换器接收该另一第一电力讯号，该数据交换器与该第二受电端芯片传输该另一第一数据讯号；一第二供电端芯片，电性连接该数据交换器及该电力转换器，该第二供电端芯片与该数据交换器传输另一第二数据讯号，并由该电力转换器接收该电力转换器所产生的另一第二电力讯号；一第二电力骨干输出埠，电性连接该第二供电端芯片，以供输出该另一第二电力讯号及传输该另一第二数据讯号；以及一监控装置，电性连接该数据交换器及该电力转换器，以根据两个该第一电力讯号、两个该第二电力讯号、该第三电力讯号及该直流电力操控该电力转换器，并根据两个该第一数据讯号中的一个、两个该第二数据讯号中的一个及该第三数据讯号操控该数据交换器。

该电力转换器包含一直流-直流转换器及一升压变换器。

该讯号传输埠电性连接该电力转换器，且该讯号传输埠为一电力输出埠。

该讯号传输埠电性连接该数据交换器，且该讯号传输埠为一以太网络数据传输埠。

该讯号传输埠电性连接该供电端芯片且该讯号传输埠为一以太网络供电传输埠。

本发明还提供一种基于以太网络供电的供电骨干系统，包含多个供电骨干装置，且多个所述供电骨干装置的每一个均为如上所述的基于以太网络供电的供电骨干装置，其中多个所述供电骨干装置为串接，且多个所述供电骨干装置之中仅有一个供电骨干装置的该电力接收埠接收一直流电力。

本发明还提供一种基于以太网络供电的供电骨干系统，包含多个供电骨干装置，且多个所述供电骨干装置的每一个均为如上所述的基于以太网络供电的供电骨干装置，其中多个所述供电骨干装置为串接，且多个所述供电骨干装置之中有多个供电骨干装置的该电力接收埠接收对应的多个直流电力。

本发明还提供一种基于以太网络供电的供电骨干系统，包含多个供电骨干装置，且多个所述供电骨干装置的每一个均为如上所述的基于以太网络供电的供电骨干装置，其中多个所述供电骨干装置为串接，且串接的多个所述供电骨干装置之中的首个供电骨干装置及末个供电骨干装置的该电力接收埠分别接收二个直流电力。

本发明还提供一种基于以太网络供电的供电骨干系统，包含多个供电骨干装置，且多个所述供电骨干装置的每一个均为如上所述的基于以太网络供电的供电骨干装置，其中多个所述供电骨干装置为环状连接，且环状连接的多个所述供电骨干装置之中仅有一个供电骨干装置的该电力接收埠接收一直流电力。

借助上述架构，本发明所揭露的基于以太网络供电的供电骨干装置，可以同时传输电力讯号及数据讯号，并可借助设置于其内电力转换器达到以数个供电骨干装置构成设备无需供电区域的效果。此外，更可借助于供电骨干装置增设电力骨干输入埠、受电端芯片及电力骨干输出埠的方式，以多个串接的供电骨干装置实现兼具电力及数据双传输备援功能的讯号传输系统。因此，本发明的基于以太网络供电的供电骨干装置可具有降低设置困难度及设置复杂度的技术效果，且更能够以相对较低的设置成本建构电力及数据双备援系统。

以上之关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明是用来示范与解释本发明的精神与原理，并且为本发明的保护范围提供更进一步的解释。

附图说明

图1为本发明实施例一基于以太网络供电的供电骨干装置的架构示意图；

图2为本发明实施例一基于以太网络供电的供电骨干装置的应用示意图；

图3为本发明实施例一基于以太网络供电的供电骨干装置所形成的一供电骨干系统的架构示意图；

图4为本发明实施例一基于以太网络供电的供电骨干装置所形成的另一供电骨干系统的架构示意图；

图5为本发明实施例二基于以太网络供电的供电骨干装置的架构示意图；

图6为本发明实施例二基于以太网络供电的供电骨干装置所形成的一供电骨干系统的架构示意图；

图7为本发明实施例二基于以太网络供电的供电骨干装置所形成的另一供电骨干系统的架构示意图。

【附图标记说明】

1 供电骨干装置

1a 第一级供电骨干装置

1b 第二级供电骨干装置

11 电力骨干输入埠

12 受电端芯片

13 数据交换器

14 电力转换器

15 供电端芯片

16 电力骨干输出埠

17 讯号传输埠

18 电力接收埠

2 供电骨干装置

21 电力骨干输入埠

21’ 电力骨干输入埠

22 受电端芯片

22’ 受电端芯片

23 数据交换器

24 电力转换器

25 供电端芯片

25’ 供电端芯片

26 电力骨干输出埠

26’ 电力骨干输出埠

27 讯号传输埠

28 电力接收埠

29 监控装置

C 电脑

D1 摄影机

D2 末端装置

LAN 局部局域网络

PFZ 无供电区域

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域技术人员了解本发明的技术内容并加以实施，且根据本说明书所揭露的内容、保护范围及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例为进一步详细说明本发明的观点，并非以任何观点限制本发明的保护范围。

本发明的基于以太网络供电的供电骨干装置适用于既需要使用电力也需要传输数据的系统，不仅借助现有的以太网络供电技术同时传输电力讯号及数据讯号，且可更进一步地在系统中形成至少一个无供电区域(Power-Free Zone，PFZ)，甚至构成兼具电力及数据双传输备援功能的讯号传输系统。尤其是，为了使整体系统中的多个供电骨干装置均可提供充分的电力予其所连接的周边装置，本发明的供电骨干装置较佳系基于规格为IEEE802.3bt(type 3，可供传输60瓦特电力)或IEEE 802.3(type 4，可供传输90瓦特电力)的以太网络供电系统。此外，虽然本发明的后述各实施例中的供电骨干装置以单一装置的型态呈现，然而在其他实施例中，供电骨干装置也可以呈现为整合于一个人用电脑、一服务器主机或任何网络类相关设备中的型态。

实施例一

图1为本发明实施例一基于以太网络供电的供电骨干装置的架构示意图。请参考图1，其示出了本发明实施例一基于以太网络供电的供电骨干装置1，其中此供电骨干装置1至少包含一电力骨干输入埠11、一受电端芯片12、一数据交换器13、一电力转换器14、一供电端芯片15、一电力骨干输出埠16及一讯号传输埠17。

实施例一的供电骨干装置1的电力骨干输入埠11乃用于接收一第一电力讯号及传输一第一数据讯号，且电力骨干输入埠11较佳是RJ45插座。意即，电力骨干输入埠11可以是由以太网络供电传输埠所构成，可利用以太网络供电技术自供电骨干装置1的外部接收第一电力讯号，且同时也由外部接收第一数据讯号，或是将第一数据讯号自供电骨干装置1输出。然而，构成电力骨干输入埠11的以太网络供电传输埠需可支持较大功率之电力讯号(例如60瓦特以上)的传输。

所述的受电端芯片(Powered Device IC，简称PD IC)12乃是支持以太网络供电技术且适用于受电端装置的控制芯片，且受电端芯片12电性连接电力骨干输入埠11，以由电力骨干输入埠11接收第一电力讯号，并与电力骨干传输端口11传输第一数据讯号，也就是由电力骨干输入埠11接收第一数据讯号，或将第一数据讯号传送至电力骨干输入埠11。

实施例一的供电骨干装置1的数据交换器13电性连接受电端芯片12，以便数据交换器13与受电端芯片12传输第一数据讯号。数据交换器13也电性连接至讯号传输埠17，其中讯号传输埠17的细部说明将于后详述。数据交换器13乃是做为供电骨干装置1的数据切换引擎(Data Switching Engine)，以对供电骨干装置1中传输的数据进行整合(merge)或转传(transfer)。

请仍参考图1，供电骨干装置1的电力转换器14电性连接受电端芯片12及一电力接收埠18，以选择性地由电力接收埠18接收一直流电力、由受电端芯片12接收第一电力讯号以及产生一第二电力讯号。详言之，电力转换器14乃是做为供电骨干装置1的直流/直流引擎(DC/DC Engine)，且可以包含一直流-直流转换器(DC/DC Converter)及一升压变换器(Boost Converter)，以借助直流-直流转换器对供电骨干装置1中的直流电压进行降压，及/或借助升压变换器对供电骨干装置1中的直流电压进行升压，进而可提供适用的电力予供电骨干装置1的周边装置使用，并将剩余的电力进一步供给至下一级的供电骨干装置。由于供电骨干装置1同时电性连接受电端芯片12及电力接收埠18，故供电骨干装置1本身的用电及产生第二电力讯号的电力来源可以为电力接收埠18的直流电力，也可以是通过受电端芯片12及电力骨干输入埠11所接收的第一电力讯号，甚至是所述的直流电力及第一电力讯号汇整所得。此外，电力接收埠18可以选择为一直流插座(DC Jack)或一端子台(TerminalBlock)，以便与一般的直流电力源连接。

所述的供电端芯片(Power Source Equipment IC，简称PSE IC)15乃是支持以太网络供电技术且适用于供电端装置的控制芯片，且供电端芯片15电性连接数据交换器13及电力转换器14，以由电力转换器14接收第二电力讯号，并与数据交换器13传输一第二数据讯号，也就是将第二数据讯号传送至数据交换器13，或由数据交换器13接收第二数据讯号。虽然图1所示的供电端芯片15的数量为一个，然而供电端芯片15的数量也可以是多个提供多种功率输出的电力讯号的供电端芯片(例如15.4/30瓦特的电力讯号与60瓦特的电力讯号系由不同的两个供电端芯片所输出)，而每个供电端芯片均连接至数据交换器13及电力转换器14。

供电骨干装置1的一电力骨干输出埠16电性连接供电端芯片15，以用于输出第二电力讯号至前述的下一级的供电骨干装置，并用来与此下一级供电骨干装置传输第二数据讯号。同理，电力骨干输出埠16较佳是RJ45插座，且电力骨干输出埠16也可以由以太网络供电传输埠构成，以借助以太网络供电技术将第二电力讯号传送出供电骨干装置1，且同时由外部接收第二数据讯号，或是将第二数据讯号自供电骨干装置1输出。同理，构成电力骨干输出埠16的以太网络供电传输埠需可支持较大功率之电力讯号(例如60瓦特以上)的传输。

请再参考图1，实施例一的讯号传输埠17可指称供电骨干装置1的一个数据讯号传输信道，也可指用于将一第三电力讯号自供电骨干装置1输出的一个电力数据传输信道，甚至是类似于电力骨干输出埠16而可同时输出电力讯号并传输数据讯号的信道。讯号传输埠17乃是用于连接供电骨干装置1及前述的周边装置，而此周边装置可以例如为一末端装置(Edge Device，例如传感器、警报器或风扇)或一摄影机(Camera)。详言之，讯号传输埠17可为电性连接于电力转换器14且仅用于传输电力讯号的一般电力输出端口(例如现有的直流电力插座)，以输出电力转换器14由第一电力讯号及/或所述直流电力所产生的一第三电力讯号至前述的周边装置；讯号传输埠17也可为电性连接数据交换器13且仅用于传输数据讯号的以太网络数据传输埠，以供数据交换器13通过讯号传输埠17与周边装置传输一第三数据讯号；或者，讯号传输埠17可为电性连接于供电端芯片15的一个一般以太网络供电传输埠，以便输出供电端芯片15所产生的另一电力讯号(为方便随后说明，以下仍以第三电力讯号称之)至周边装置，并与此周边装置传输另一数据讯号(为方便随后说明，以下仍以第三数据讯号称之)。上述的第三电力讯号做为提供给周边装置运作之用的电力，而第三数据讯号则是供传送至周边装置的致动命令(例如用来控制警报器、风扇或摄影机的命令)，或是自周边装置输出的数据(例如传感器的感测数据或摄影机的监视画面资料)。更详言之，虽然电力骨干输入埠11、电力骨干输出埠16及做为讯号传输埠17的以太网络供电传输埠均为以太网络供电传输埠，然而其较佳仍有规格上的差异：电力骨干输入埠11及电力骨干输出埠16较佳均使用至少可传输60瓦特电力的以太网络供电传输埠；反之，做为讯号传输埠17的以太网络供电传输埠可以仅为一般以太网络供电传输埠，仅供传输30/15.4瓦特的电力即可。此外，数据传输端口17的实现方式可为直流插座、端子台、局部局域网络(Local AreaNetwork，LAN)底座或是RJ45插座，且供电骨干装置1也可具有多个讯号传输埠17，以便供电骨干装置1连接多个周边装置，或是同时连接至局部局域网络及因特网。

图2为本发明实施例一基于以太网络供电的供电骨干装置的应用示意图。请参考图2，实施例一的供电骨干装置1主要供运用于需要同时进行电力及数据传输的系统(一般以以太网络供电方式架构的系统，例如监视系统)，尤其是可以将供电骨干装置1视为此系统中的讯号传输节点，以便供电给系统中的其他设备，并供传输控置命令或数据。详言之，以应用于监视系统为例，如图2所示，对串接的二个供电骨干装置1(以下称为第一级供电骨干装置1a及第二级供电骨干装置1b)而言，可依据数据讯号的传送及电力讯号的传送分为以下两部分说明。

请一并参考图1及图2，针对数据讯号的传送，第一级供电骨干装置1a可以通过讯号传输埠17自外部的局部局域网络LAN取得控制指令，并以数据交换器13将控制指令通过供电端芯片15及另一讯号传输埠17传送至一摄影机D1，或者以数据交换器13将控制指令通过供电端芯片15及电力骨干输出埠16传送至第二级供电骨干装置1b。反之，摄影机D1所取得的影像数据可以通过所述的另一讯号传输埠17及供电端芯片15传送至数据交换器13，或者第二级供电骨干装置1b须上传的影像数据也可以通过电力骨干输出埠16及供电端芯片15传送至数据交换器13，然后再由数据交换器13通过连接于局部局域网络LAN的讯号传输埠17自第一级供电骨干装置1a输出。换言之，在此运作示例中，第一数据讯号指由电力骨干输入埠11及受电端芯片12所传输的控制指令及影像数据，第二数据讯号指由该供电端芯片15及电力骨干输出埠16所传输的控制指令及影像数据，而第三数据讯号则指连接于摄影机D1的讯号传输埠17以及摄影机D1所传输的控制指令及影像数据。此外，对第二级供电骨干装置1b而言，其通过本身的电力骨干输入埠11及RJ45连接线与第一级供电骨干装置1a的电力骨干输出埠16连接，因此第二级供电骨干装置1b乃是由其电力骨干输入埠11接收控制指令，与第一级供电骨干装置1a通过连接于局部局域网络LAN的讯号传输埠17接收控制指令不同。

针对电力讯号的传送，第一级供电骨干装置1a可以通过电力接收埠18自外部的直流电力源取得直流电力，并以电力转换器14将此直流电力进行转换之后，通过供电端芯片15及一讯号传输埠17传送至摄影机D1(所传送的电力即前述的第三电力讯号)，或以电力转换器14将此直流电力进行转换后经由另一讯号传输埠17传送至一末端装置D2(所传送的电力亦属于前述的第三电力讯号)，或者亦可由电力转换器14将此直流电力通过供电端芯片15及电力骨干输出埠16传送至第二级供电骨干装置1b(即第二电力讯号)。其中，由第一级供电骨干装置1a输出的第二电力讯号，即是直流电力供给第一级供电骨干装置1a及第三电力讯号之后的剩余电力。此外，对第二级供电骨干装置1b而言，其通过本身的电力骨干输入埠11及RJ45连接线，与第一级供电骨干装置1a的电力骨干输出埠16连接，因此第二级供电骨干装置1b乃是由其电力骨干输入埠11自第一级供电骨干装置1a接收电力(即第一电力讯号)以供运作。

图3为本发明实施例一基于以太网络供电的供电骨干装置所形成的一供电骨干系统的架构示意图。请参考图3所示，其示出了包含本发明实施例一的供电骨干装置1的一种供电骨干系统，供用户通过串接多个供电骨干装置1的方式连接监视系统中的多个摄影机D1。在一般情况下，每一个供电骨干装置1的功耗约为3瓦特；若连接于任二供电骨干装置1之间的RJ45连接线为100公尺(100公尺为以太网络供电技术的规定最大传送距离)，则任二供电骨干装置1之间的功耗约为3瓦特；若连接于任一供电骨干装置1及对应的摄影机D1之间的RJ45连接线也是100公尺，则此二者之间的功耗也约为3瓦特；每一台摄影机D1的功耗约为7瓦特；且供电骨干装置1由电力接收埠18接收12至58伏特的电压时，可由电力骨干输出埠16输出约57瓦特的电力。由此可推知，借助串接多个供电骨干装置1的方式组接图3的供电骨干系统时，在设置环境中仅需要具有单一个直流电力源，即可借助将一供电骨干装置1的电力接收埠18连接于一直流电力源而设置至少5个摄影机D1。换言之，如图3所示，借助本实施例多个串接的供电骨干装置1，可以非常容易地形成包含多个供电骨干装置1及多个摄影机D1的无供电区域(Power-Free Zone，PFZ)同时延伸了可供设置摄影机D1与电力源之间的距离，大幅降低了应用于难以取得电力源的环境中的设置困难度。更且，本实施例的供电骨干装置1更能够供用户在安装系统时一并完成数据及电力的布线，省去用户以传统装置设置系统时必须同时配置电力源的麻烦，因此也大幅降低了设置复杂度。此外，图3所示的摄影机并非限制此供电骨干系统可连接的周边装置，用户也可视需求将摄影机D1替换为支持RJ45连接线的传感器或警报器，或者通过其他讯号传输线连接供电骨干装置1及讯号传输埠17。

图4为本发明实施例一基于以太网络供电的供电骨干装置所形成的另一供电骨干系统的架构示意图。请参考图4所示，其示出了包含本发明实施例一的供电骨干装置1的另一种供电骨干系统，供电骨干装置1更可供用户在通过串接多个供电骨干装置1的方式连接监视系统中的多个摄影机D1的同时，依需求将这些供电骨干装置1之中的数个供电骨干装置1的电力接收埠18连接至对应的直流电力源，适当的对供电骨干系统提供额外的直流电力。详言之，如图4所示，串接的多个供电骨干装置1可以分为三供电区Z1、Z2及Z3，每一个供电区Z1-Z3均具有多个串接的供电骨干装置1，供电区Z1的最后一个供电骨干装置1连接供电区Z2的首个供电骨干装置1，而供电区Z2的最后一个供电骨干装置1连接供电区Z3的首个供电骨干装置1，且每一个供电区Z1-Z3的首个供电骨干装置1均连接一直流电力源。借此，能更进一步增加串接的供电骨干装置1的总数，或是增加单一个供电骨干装置1所能连接并供电的摄影机D1数量。

实施例二

图5为本发明实施例二基于以太网络供电的供电骨干装置的架构示意图。请参考图5，其示出了本发明实施例二的基于以太网络供电的供电骨干装置2。相较于前述实施例一的供电骨干装置1，实施例二的供电骨干装置2除了包含与供电骨干装置1之组件相同的电力骨干输入埠21、受电端芯片22、数据交换器23、电力转换器24、供电端芯片25、电力骨干输出埠26及讯号传输埠27之外，供电骨干装置2更包含另一电力骨干输入埠21’、另一受电端芯片22’、另一供电端芯片25’、另一电力骨干输出埠26’及一监控装置29。

实施例二的供电骨干装置2的电力骨干输入埠21’乃用于接收另一第一电力讯号及传输另一第一数据讯号；受电端芯片22’电性连接第二电力骨干输入埠21’，以由第二电力骨干输入埠21’接收所述的另一第一电力讯号及所述的另一第一数据讯号；供电端芯片25’电性连接电力转换器24及数据交换器25，以由电力转换器24接收另一第二电力讯号，并与数据交换器25传输另一第二数据讯号；电力骨干输出埠26’电性连接供电端芯片25’，以供输出所述的另一第二电力讯号及传输所述的另一第二数据讯号。详言之，电力骨干输入埠21’、受电端芯片22’、供电端芯片25’及电力骨干输出埠26’乃是用于供设置本实施例的供电骨干装置2的系统实现传输备援功能。借此，供电骨干装置2不仅能通过供电端芯片25及电力骨干输出埠26对下一级的供电骨干装置2提供运作电力并传输数据，也能在电力骨干输入埠21’连接此下一级供电骨干装置2的电力骨干输出埠26’的情况下，通过电力骨干输入埠21’及受电端芯片22’由此下一级供电骨干装置2接收运作电力并传输数据。

本实施例的供电骨干装置2的监控装置29电性连接数据交换器23及电力转换器24，以便搜集前述的两个第一电力讯号、两个第二电力讯号、第三电力讯号及该直流电力的信息，以及搜集前述的两个第一数据讯号、两个第二数据讯号及第三数据讯号的信息，并根据所述的两个第一电力讯号、两个第二电力讯号、第三电力讯号及直流电力操控电力转换器24，并根据两个第一数据讯号之一、两个第二数据讯号之一及第三数据讯号操控数据交换器23。监控装置29更可在系统中的多个供电骨干装置2相互连接而构成数据传输环形网络的情况下，预先设定数据交换器23不由电力骨干输入埠21’及电力骨干输出埠22’传送前述的另一第一数据讯号及前述的另一第二数据讯号，而仅在未能由电力骨干输入埠21传输第一数据讯号或由电力骨干输出埠22传输第二数据讯号时，才通过电力骨干输入埠21’及电力骨干输出埠22’进行数据传输，借此避免一般在环形网络常出现的广播风暴。此监控装置29的管理软件可同时针对电力及数据讯号进行监测以进行记录及控管，且软件部分可使用现有的网络管理协议实现，例如简单网络管理协议(Simple Network ManagementProtocol，SNMP)及/或能源管理协议(Energy Management System)，然而监控装置29的软件实现并不以此为限。

详言之，本实施例的监控装置29由具有运算及储存功能的电子组件集合所构成，例如可包含一中央处理器(CPU)及一内存(memory)。此监控装置29乃用于规划及管理供电骨干装置2于电力骨干输出埠26、26’及讯号传输埠27所输出的电力讯号大小及其所传输的数据讯号流量，以及依设定决定电力讯号及数据讯号的传输方向，甚至更可依据由数据交换器23及电力转换器24所取得的信息进行电力传输及数据传输上的安全性监控，例如在判断必要时断开讯号传输埠27的电力讯号传输，或是禁止数据由讯号传输埠27输出。

图6为本发明实施例二基于以太网络供电的供电骨干装置所形成的一供电骨干系统的架构示意图。请参考图6所示，其示出了包含本案实施例二的供电骨干装置2的一种供电骨干系统。虽然本实施例的供电骨干装置2也可使用于具有如图3及图4的连接方式的系统中，然而相较于实施例一的供电骨干装置1，此实施例的供电骨干装置2更进一步能够借助如图6所示的连接方式而构成具有电力及数据备援功能的以太网络供电系统。请一并参照图5及图6，在图6所绘示的供电骨干系统中，在串接的数个供电骨干装置2中，首个与末个供电骨干装置2的电力接收埠28分别连接至二直流电力源，以便在任一个直流电力源发生异常，或是任二个供电骨干装置2之间的一条RJ45连接线(例如图6中连接于供电骨干装置2a的电力骨干输出埠26及供电骨干装置2b的电力骨干输入埠21之间的RJ45连接线)断线时，仍有另一供电路径(例如图6中连接于供电骨干装置2c的电力骨干输出埠26’及供电骨干装置2b的电力骨干输入埠21’之间的RJ45连接线)可维持系统中的各供电骨干装置正常运作。同理，在数据传输方面，由于任二供电骨干装置2之间均具有二条RJ45连接线，因此在任一条RJ45连接线发生断线情况时，仍可有另一条RJ45连接线可供进行数据传输。另，为降低数据运算量及电力消耗，借助设置有监控装置29的供电骨干装置2，也可以预先设置此二条RJ45连接线仅有其中一条进行数据传输。此外，首个供电骨干装置2也可通过讯号传输埠17连接至一电脑C，以供此电脑C显示系统中的周边装置回传至首个供电骨干装置2的数据，例如传感器的感测数据、风扇的运作状态或摄影机的监视画面数据。此外，由于此供电骨干系统中的任二供电骨干装置2之间的数据讯号会循环传递，因此这些供电骨干装置2之中任二者之一或全部必须具有监控装置29，以避免系统中产生广播风暴。

图7为本发明实施例二基于以太网络供电的供电骨干装置所形成的另一供电骨干系统的架构示意图。请参考图7，包含本发明实施例二的供电骨干装置2的另一种供电骨干系统系将数个供电骨干装置2设置为环状连接，则不仅仍可构成具有电力及数据备援功能的以太网络供电系统，且更仅需要将此数个供电骨干装置2之一的电力接收埠28连接至直流电力源，即可提供整个系统的运作电力。

综上所述，本发明各实施例所揭露的基于以太网络供电的供电骨干装置，可以同时传输电力讯号及数据讯号，并可借助设置于其内电力转换器达到以数个供电骨干装置构成无供电区域的效果。此外，更可借助于供电骨干装置增设电力骨干输入埠、受电端芯片及电力骨干输出埠的方式，以多个串接的供电骨干装置实现兼具电力及数据双传输备援功能的讯号传输系统。因此，本发明的基于以太网络供电的供电骨干装置可具有降低设置困难度及设置复杂度的技术效果，且更能够以相对较低的设置成本建构电力及数据双备援系统。

Claims (10)

1.一种基于以太网络供电的供电骨干装置，其特征在于，包含：

一电力骨干输入埠，用于接收一第一电力讯号及传输一第一数据讯号；

一受电端芯片，电性连接该电力骨干输入埠，以由该电力骨干输入埠接收该第一电力讯号及传输该第一数据讯号；

一数据交换器，电性连接该受电端芯片，以与该受电端芯片传输该第一数据讯号；

一电力转换器，电性连接一电力接收埠及该受电端芯片，该电力转换器选择性地由该电力接收埠接收一直流电力、由该受电端芯片接收该第一电力讯号并产生一第二电力讯号；

一供电端芯片，电性连接该数据交换器及该电力转换器，该供电端芯片与该数据交换器传输一第二数据讯号，并由该电力转换器接收该第二电力讯号；

一电力骨干输出埠，电性连接该供电端芯片，该电力骨干输出埠输出该第二电力讯号及传输该第二数据讯号；以及

一讯号传输埠，电性连接该电力转换器、该数据交换器或该供电端芯片，该讯号传输埠自该电力转换器输出一第三电力讯号，或与该数据交换器传输一第三数据讯号，或自该供电端芯片输出该第三电力讯号并与该供电端芯片传输该第三数据讯号。

2.如权利要求1所述的基于以太网络供电的供电骨干装置，其特征在于，该电力骨干输入埠为一第一电力骨干输入埠，该受电端芯片为一第一受电端芯片，该电力骨干输出埠为一第一电力骨干输出埠，该供电端芯片为一第一供电端芯片，该供电骨干装置更包含：

一第二电力骨干输入埠，用于接收另一第一电力讯号及传输另一第一数据讯号；

一第二受电端芯片，电性连接该第二电力骨干输入埠、该电力转换器及该数据交换器，该第二受电端芯片由该第二电力骨干输入埠接收该另一第一电力讯号并传输该另一第一数据讯号，该电力转换器接收该另一第一电力讯号，该数据交换器与该第二受电端芯片传输该另一第一数据讯号；

一第二供电端芯片，电性连接该数据交换器及该电力转换器，该第二供电端芯片与该数据交换器传输另一第二数据讯号，并由该电力转换器接收该电力转换器所产生的另一第二电力讯号；

一第二电力骨干输出埠，电性连接该第二供电端芯片，以供输出该另一第二电力讯号及传输该另一第二数据讯号；以及

一监控装置，电性连接该数据交换器及该电力转换器，以根据两个该第一电力讯号、两个该第二电力讯号、该第三电力讯号及该直流电力操控该电力转换器，并根据两个该第一数据讯号中的一个、两个该第二数据讯号中的一个及该第三数据讯号操控该数据交换器。

3.如权利要求1所述的基于以太网络供电的供电骨干装置，其特征在于，该电力转换器包含一直流-直流转换器及一升压变换器。

4.如权利要求1所述的基于以太网络供电的供电骨干装置，其特征在于，该讯号传输埠电性连接该电力转换器，且该讯号传输埠为一电力输出埠。

5.如权利要求1所述的基于以太网络供电的供电骨干装置，其特征在于，该讯号传输埠电性连接该数据交换器，且该讯号传输埠为一以太网络数据传输埠。

6.如权利要求1所述的基于以太网络供电的供电骨干装置，其特征在于，该讯号传输埠电性连接该供电端芯片且该讯号传输埠为一以太网络供电传输埠。

7.一种基于以太网络供电的供电骨干系统，其特征在于，包含多个供电骨干装置，且多个所述供电骨干装置的每一个均为如权利要求1所述的基于以太网络供电的供电骨干装置，其中多个所述供电骨干装置为串接，且多个所述供电骨干装置之中仅有一个供电骨干装置的该电力接收埠接收一直流电力。

8.一种基于以太网络供电的供电骨干系统，其特征在于，包含多个供电骨干装置，且多个所述供电骨干装置的每一个均为如权利要求1所述的基于以太网络供电的供电骨干装置，其中多个所述供电骨干装置为串接，且多个所述供电骨干装置之中有多个供电骨干装置的该电力接收埠接收对应的多个直流电力。

9.一种基于以太网络供电的供电骨干系统，其特征在于，包含多个供电骨干装置，且多个所述供电骨干装置的每一个均为如权利要求2所述的基于以太网络供电的供电骨干装置，其中多个所述供电骨干装置为串接，且串接的多个所述供电骨干装置之中的首个供电骨干装置及末个供电骨干装置的该电力接收埠分别接收二个直流电力。

10.一种基于以太网络供电的供电骨干系统，其特征在于，包含多个供电骨干装置，且多个所述供电骨干装置的每一个均为如权利要求2所述的基于以太网络供电的供电骨干装置，其中多个所述供电骨干装置为环状连接，且环状连接的多个所述供电骨干装置之中仅有一个供电骨干装置的该电力接收埠接收一直流电力。

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