JP2009171474A

JP2009171474A - 通信回線の電力判定の方法及び給電側の装置及び受電側の装置

Info

Publication number: JP2009171474A
Application number: JP2008009957A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Igarashi; 信行五十嵐; Hidesuke Motoi; 秀介本居
Original assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2009-07-30

Abstract

【課題】空き線を利用して正確に供給電力を判定すること。
【解決手段】複数の通信線を含む通信回線Ｌ１〜Ｌ８について、該通信回線Ｌ３〜Ｌ６を利用して電力を供給する場合であって、通信に使用していない回線の空き線Ｌ１、Ｌ２に通電し、給電側の装置１にはその空き線の通電状態をモニタするモニタ手段１１、１２を備え、受電側には受電側の装置２の所定の使用電力に応じて前記空き線Ｌ１、Ｌ２の通電状態を予め設定する電力設定手段２１、２２を備え、前記空き線Ｌ１、Ｌ２の通電の有無の組み合わせ状態に応じて供給電力を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＰｏＥ（ＰｏｗｅｒＯｖｅｒＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））等の複数の通信線で構成される通信回線の空き線を利用することで受電側に供給する電力を給電側で簡単に判定することができるようにした通信回線の電力判定の方法及び給電側の装置及び受電側の装置に関する。

従来、イーサネット（登録商標）等のネットワークに接続されたＩＰ電話等の装置へは、通常電源線から電力が供給されている。しかし、通信線と電源線の２種類の配線が必要であるため、通信線を用いて、ネットワークに接続されたＩＰ電話等の装置へ電力を供給することが行われるようになってきた。特に、イーサネットでは、ＰｏＥの技術が用いられるようになってきた。

給電側の装置からイーサネット（Ethernet）ケーブル（通信回線）を利用して受電側の装置に供給する電力は、受電側の装置のクラスによって異なるため、給電側では受電側の装置に供給する電力を判定する必要があった。

従来、給電側では、受電回路内部の抵抗値を給電回路が識別することにより、供給する電力クラスを判定している（例えば、特許文献１参照）。しかし、抵抗値の誤差やイーサネットケーブルの抵抗値の条件によって、抵抗値が正確に識別できず電力クラスを誤判定することがあった。

図３は従来例の説明図である。図３において、ルータ等の給電側の装置１が、イーサネットケーブル３によりＩＰ電話等の受電側の装置２と接続されている。給電側の装置１には、給電回路１０、データ送信トランスＴ１、データ受信トランスＴ２が設けてある。給電回路１０には、給電電力判定部１３、図示しない給電電力発生部等が設けてある。

受電側の装置２には、受電回路２０、データ受信トランスＴ３、データ送信トランスＴ４が設けてある。受電回路２０には、図示しない電圧安定化回路などがあり、内部抵抗 (負荷抵抗）Ｒ_Lがある。イーサネットケーブル３には、通信回線Ｌ１〜Ｌ８が設けてある。

給電側の装置１からの送信データは、データ送信トランスＴ１、通信回線Ｌ３、Ｌ４を通して受電側の装置２のデータ受信トランスＴ３へと送られる。また、受電側の装置２からの送信データは、データ送信トランスＴ４、通信回線Ｌ５、Ｌ６を通して給電側の装置１のデータ受信トランスＴ２へと送られる。

給電側の装置１からの電力（電流Ｉ_R）は、プラス側が給電回路１０からデータ送信トランスＴ１の通信回線側の巻き線の中点、通信回線Ｌ３、Ｌ４、データ受信トランスＴ３の通信回線側の巻き線の中点へと送られ、この中点から受電側の装置２の受電回路２０のプラス側に供給される。受電回路２０のマイナス側は、データ送信トランスＴ４の通信回線側の巻き線の中点、通信回線Ｌ５、Ｌ６を通して給電側の装置１のデータ受信トランスＴ２の通信回線側の巻き線の中点を通り、この中点から給電側の装置１の給電回路１０のマイナス側へと接続されている。ここで、通信回線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ７、Ｌ８は空き線となっている。

給電電力判定部１３では、給電回路１０から電流Ｉ_Rを受電回路２０に供給して、受電回路２０の内部抵抗Ｒ_Lを判定し、供給する電力のクラスを判定するものであった。
特開２００６−３４５１３６号公報（段落番号０００６−０００８、図２）

上記従来のものは、次のような課題があった。

給電側で、受電回路内部の抵抗値を給電回路が識別することにより、供給する電力クラスを判定するのは、抵抗値の誤差やイーサネットケーブルの抵抗値の条件によって、受電回路の抵抗値が正確に識別できず電力クラスを誤判定することがあった。

ここで説明する通信回線の電力判定では、空き線を利用することで受電側の装置に供給する電力を給電側で正確に判定できるようにすることを目的とする。

図１は本発明の供給電力を判定する装置の説明図である。図１中、１は給電側の装置、２は受電側の装置、３はイーサネットケーブル (通信回線）、１０は給電回路 (給電手段）、１１は電流モニタ部（１）（モニタ手段）、１２は電流モニタ部（２）（モニタ手段）、１３は給電電力判定部 (給電電力判定手段）、１４は電力供給制御部、２０は受電回路、２１は電力設定部（１） (電力設定手段）、２２は電力設定部（２） (電力設定手段）、Ｌ１〜Ｌ８は通信回線、Ｔ１はデータ送信トランス、Ｔ２はデータ受信トランス、Ｔ３はデータ受信トランス、Ｔ４はデータ送信トランス、Ｒ１、Ｒ２は抵抗、Ｖは電源である。

この通信回線の電力判定は、次のような手段を有する。

（１）：複数の通信線を含む通信回線Ｌ１〜Ｌ８について、該通信回線Ｌ３〜Ｌ６を利用して電力を供給する場合であって、通信に使用していない回線の空き線Ｌ１、Ｌ２に通電し、給電側の装置１にはその空き線の通電状態をモニタするモニタ手段１１、１２を備え、受電側には受電側の装置２の所定の使用電力に応じて前記空き線Ｌ１、Ｌ２の通電状態を予め設定する電力設定手段２１、２２を備え、前記空き線Ｌ１、Ｌ２の通電の有無の組み合わせ状態に応じて供給電力を判定する。このため、空き線を利用して正確に供給電力を判定することができる。

（２）：前記（１）の通信回線の電力判定において、前記給電側の装置１が備える前記空き線の通電状態のモニタ手段１１、１２は、電流を計測する手段を含む。このため、空き線に流れる電流により、正確に供給電力を判定することができる。

（３）：前記（１）又は（２）の通信回線の電力判定において、前記受電側の装置２が備える予め電力設定をする電力設定手段２１、２２は、前記通電に使用する空き線に設けたジャンパスイッチなどのオープン／ショートである。このため、空き線に電流が流れるか流れないかにより、正確に供給電力を判定することができる。

本発明によれば、次のような効果がある。

（１）：通信に使用していない回線の空き線の通電の有無の組み合わせ状態に応じて供給電力を判定するため、空き線を利用して正確に供給電力を判定することができる。

（２）：給電側の装置が備える空き線の通電状態のモニタ手段は、電流を計測する手段を含むため、空き線に流れる電流により、正確に供給電力を判定することができる。

（３）：受電側の装置が備える予め電力設定をする電力設定手段は、通電に使用する空き線に設けたジャンパスイッチなどのオープン／ショートであるため、空き線に電流が流れるか流れないかにより、正確に供給電力を判定することができる。

ＰｏＥ等の複数の通信線で構成される通信回線の空き線 (２本）を利用することで、受電側に供給する電力を給電側の装置で判定できるようにするものである。この判定は、イーサネットを含む通信回線について、通信に使用していない回線の空き線の２本に通電し、通電の有無の組み合わせ状態に応じて供給電力を判定する。

これはイーサネットを含む通信回線について、通信に使用していない回線の空き線の２本に通電し、給電側装置にはその空き線の通電状態をモニタする手段を備え、受電側には受電側の装置の所定の使用電力に応じて電力設定（使用する空き線に設けたジャンパスイッチなどのオープン／ショート）を予め設定可能とする手段を備え、通電の有無の組み合わせ状態に応じて供給電力を判定する。

この給電側装置が備える空き線通電状態のモニタ手段は、空き線に抵抗を介して電圧を印加し、空き線の電流 (又は電圧）を計測する手段を備えている。また、給電側装置には、空き線通電状態モニタ手段が認識した通電状態の組み合わせに応じて受電側への供給電力を切替制御する機能を備えている。

（１）：供給電力を判定する装置の説明
図１は供給電力を判定する装置の説明図である。図１において、供給電力を判定するルータ等の給電側の装置１が、イーサネットケーブル３によりＩＰ電話等の受電側の装置２と接続されている。

給電側の装置１は、ルータ等であり、通信線であるイーサネットケーブル３を用いてＩＰ電話等の受電側の装置２に電力を供給するものである。受電側の装置２は、ＩＰ電話等であり、通信線であるイーサネットケーブル３より給電側の装置１から電力の供給を受けるものである。イーサネットケーブル３は、空き線（回線）を含む、複数の通信回線を有するものである。

ａ）給電側の装置説明
給電側の装置１には、給電回路１０、電流モニタ部（１）（電流モニタ部１１）、電流モニタ部（２）（電流モニタ部１２）、データ送信トランスＴ１、データ受信トランスＴ２、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、電源Ｖが設けてある。給電回路１０には、給電電力判定部１３、電力供給制御部１４、図示しない給電電力発生部が設けてある。

給電回路１０は、イーサネットケーブル３を用いて受信側の装置２に電力を供給する給電手段である。電流モニタ部（１）１１は、イーサネットケーブル３の通信回線の空き線Ｌ１に流れる電流Ｉ₁を検出するモニタ手段である。電流モニタ部（２）１２は、イーサネットケーブル３の通信回線の空き線Ｌ２に流れる電流Ｉ₂を検出するモニタ手段である。給電電力判定部１３は、電流モニタ部（１）１１と電流モニタ部（２）１２で検出した電流Ｉ₁、Ｉ₂により受電側の装置２に供給する電力 (クラス）を判定するものである。電力供給制御部１４は、給電電力判定部１３で判定した電力を受電側の装置２に供給する制御（電力切替制御）を行う電力給電制御手段である。

データ送信トランスＴ１は、給電側の装置１からのデータ信号とプラス側の電力を通信回線Ｌ３、Ｌ４を利用して受電側の装置２に供給するものである。データ受信トランスＴ２は、受電側の装置２からのデータ信号を通信回線Ｌ５、Ｌ６を利用して受信し、受電側の装置２にマイナス側の電力を通信回線Ｌ５、Ｌ６を利用して供給するものである。抵抗Ｒ１は、一端が電源Ｖに接続され、他端が電流モニタ部（１）１１と空き線Ｌ１に接続されている。抵抗Ｒ２は、一端が電源Ｖに接続され、他端が電流モニタ部（２）１２と空き線Ｌ２に接続されている。なお、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２は、通常は同じ抵抗値のものが使用される。電源Ｖは、受電側の装置２へ供給する電力を判定するための電流を流すための電源である。なお、空き線Ｌ８は、給電側の装置１内で接地されている。

ｂ）受電側の装置の説明
受電側の装置２には、受電回路２０、電力設定部（１）（電力設定部２１）、電力設定部（２）（電力設定部２２）、データ受信トランスＴ３、データ送信トランスＴ４が設けてある。受電回路２０には、図示しない電圧安定化回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ等）などがある。

受電回路２０は、給電側の装置１から電力の供給を受け、ＤＣ−ＤＣコンバータ等で安定化し、受電側に必要な電力を供給するものである。電力設定部（１）２１は、通信回線の空き線Ｌ１と空き線Ｌ８をショート（短絡）にするか、オープン (開放）にするかの設定を行う (図１の例ではオープン）電力設定手段である。電力設定部（２）２２は、通信回線の空き線Ｌ２と空き線Ｌ８をショート（短絡）にするか、オープン (開放）にするかの設定を行う (図１の例ではショート）電力設定手段である。データ受信トランスＴ３は、給電側の装置１からのデータ信号とプラス側の電力を通信回線Ｌ３、Ｌ４を利用して受けるものである。データ送信トランスＴ４は、給電側の装置１にデータ信号を通信回線Ｌ５、Ｌ６を利用して送信し、給電側の装置１のマイナス側の電力を通信回線Ｌ５、Ｌ６を利用して受けるものである。なお、電力設定部（１）、（２）の設定は、受電側の装置２の製造段階でメーカにより設定されるものである。

ｃ）通信回線の説明
イーサネットケーブル３には、通信回線Ｌ１〜Ｌ８が設けてある。通信回線Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６が通信に利用され、通信回線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ７、Ｌ８は空き線である。空き線の通信回線Ｌ１、Ｌ２は、給電側の装置１内で抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して電源Ｖに接続されている。空き線の通信回線Ｌ８は、給電側の装置１内で接地されている。

（２）：データ送信と給電の説明
給電側の装置１と受電側の装置２とのデータ通信は、給電側の装置１からの送信データが、データ送信トランスＴ１、通信回線Ｌ３、Ｌ４を通して受電側の装置２のデータ受信トランスＴ３へと送られる。また、受電側の装置２からの送信データは、データ送信トランスＴ４、通信回線Ｌ５、Ｌ６を通して給電側の装置１のデータ受信トランスＴ２へと送られる。

給電側の装置１から受電側の装置２への電力の供給は、給電電力判定部１３で判定した受電側の装置２が必要とする電力を電力供給制御部１４で切り替えて給電回路１０から供給するものである。給電側の装置１からの電力（電流Ｉ_R）は、プラス側が給電回路１０からデータ送信トランスＴ１の通信回線側の巻き線の中点、通信回線Ｌ３、Ｌ４、データ受信トランスＴ３の通信回線側の巻き線の中点へと送られ、この中点から受電側の装置２の受電回路２０のプラス側に供給される。受電回路２０のマイナス側は、データ送信トランスＴ４の通信回線側の巻き線の中点、通信回線Ｌ５、Ｌ６を通して給電側の装置１のデータ受信トランスＴ２の通信回線側の巻き線の中点を通り、この中点から給電側の装置１の給電回路１０のマイナス側へと接続されている。ここで、通信回線Ｌ７は空き線となっている。

（３）：クラス別の供給電力判定の説明
給電側の装置１の給電電力判定部１３では、イーサネットケーブル３で受電側の装置２が接続された時点で、供給する電力（クラス）を判定する。この判定は、電流モニタ部（１）１１と電流モニタ部（２）１２で検出した通信回線の空き線Ｌ１、Ｌ２に流れる電流Ｉ₁、Ｉ₂により給電電力判定部１３で行うものである。

図２はクラス別の供給電力判定の説明図である。図２において、電力設定と電力値が設けてある。電力設定は、受電側の装置２の電力設定部（１）、（２）で行われる。電力設定部（１）が、ショートの場合は電流Ｉ₁は流れ、オープンの場合は電流Ｉ₁は流れない。電力設定部（２）が、ショートの場合は電流Ｉ₂は流れ、オープンの場合は電流Ｉ₂は流れない。これら電力設定部の設定の組み合せは４通りあり、クラス「０」〜「３」に分けられる。例えば、クラス「０」は、給電側の装置１の出力電力は、１５．４Ｗであり、受電側の装置２での使用電力は０．４４〜１２．９５Ｗであることを示している。なお、図１の例では、電力設定部（１）がオープンであり、電力設定部（２）がショートの場合であるため、供給電力がクラス「２」である。

このようにして、空き線を利用し、空き線に電流が流れるか流れないかを、給電電力判定部１３で論理的に判断することにより、正確に供給電力 (クラス）を判定することができる。

（４）：他の例の説明
上記の例では、２本の空き線の電流で供給電力のクラスを判定する説明をしたが、３本以上の空き線を使用 (例えば、図１の空き線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ７を使用）することにより、さらに多くの種類（３本では８クラス）の判別を行うことができる。また、受電側の装置２の電力設定部（１）、（２）の電力設定をショートの場合とオープンの場合の説明をしたが、ショートの変わりに小さい抵抗（抵抗Ｒ１、Ｒ２より十分小さい抵抗）を挿入、オープンの変わりに大きい抵抗（抵抗Ｒ１、Ｒ２より十分大きい抵抗）を挿入することもできる。このような抵抗を挿入することにより、給電電力判定部１３で、受電側の装置２が接続されると電力設定部に大きい抵抗が接続されている場合でも少しの電流が流れるため、この電流を電流モニタ部で検出して受電側の装置２が接続されたことが判断できる。また、電力設定部に抵抗を使用することにより、この供給電力のクラスを判定するための回線の断線や短絡を判定することもできる。

本発明の供給電力を判定する装置の説明図である。本発明のクラス別の供給電力判定の説明図である。従来例の説明図である。

符号の説明

１給電側の装置
２受電側の装置
３イーサネットケーブル (通信回線）
１０給電回路 (給電手段）
１１電流モニタ部（１）（モニタ手段）
１２電流モニタ部（２）（モニタ手段）
１３給電電力判定部 (給電電力判定手段）
１４電力供給制御部
２０受電回路
２１電力設定部（１） (電力設定手段）
２２電力設定部（２） (電力設定手段）
Ｌ１〜Ｌ８通信回線
Ｔ１データ送信トランス
Ｔ２データ受信トランス
Ｔ３データ受信トランス
Ｔ４データ送信トランス
Ｒ１、Ｒ２抵抗
Ｖ電源

Claims

複数の通信線を含む通信回線について、該通信回線を利用して電力を供給する場合に、通信に使用していない回線の空き線に通電し、該通電の有無の組み合わせ状態に応じて供給電力を判定する通信回線の電力判定の方法。
複数の通信線を含む通信回線について、該通信回線を利用して電力を供給する場合であって、通信に使用していない回線の空き線に通電し、給電側の装置にはその空き線の通電状態をモニタするモニタ手段を備え、受電側には受電側の装置の所定の使用電力に応じて前記空き線の通電状態を予め設定する電力設定手段を備え、前記空き線の通電の有無の組み合わせ状態に応じて供給電力を判定する通信回線の電力判定の方法。
前記給電側の装置が備える前記空き線通電状態のモニタ手段は、電流を計測する手段を含むことを特徴とする請求項２記載の通信回線の電力判定の方法。
前記受電側の装置が備える予め電力設定をする電力設定手段は、前記通電に使用する空き線に設けたジャンパスイッチなどのオープン／ショートであることを特徴とする請求項２又は３記載の通信回線の電力判定の方法。
複数の通信線を含む通信回線について、該通信回線を利用して受電側の装置に電力を供給する給電側の装置であって、
前記受電側の装置の所定の使用電力に応じて通信に使用していない回線の空き線の通電状態が予め前記受電側で設定されているその空き線に通電し、その空き線の通電状態をモニタするモニタ手段と、
該モニタ手段で認識した通電状態の組み合わせに応じて前記受電側への供給電力を判定する給電電力判定手段と、
該判定した供給電力に応じて前記受電側への供給電力を切替制御する給電手段とを備える給電側の装置。
複数の通信線を含む通信回線について、該通信回線を利用して給電側の装置から電力の供給を受ける場合、前記給電側の装置で通信に使用していない回線の空き線の通電状態から前記受電側への供給電力を判定し、該判定した供給電力に応じて電力の供給を受ける受電側の装置であって、
所定の使用電力に応じて、前記通信に使用していない回線の空き線のオープン／ショートによる通電状態を予め設定する電力設定手段を備える受電側の装置。