JP2011523541A - 長距離通信イーサネットシステムおよびリレー - Google Patents
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Abstract
相互に通信する第１イーサネットデバイスと第２イーサネットデバイスとを備える長距離通信イーサネットシステムであって、リレーをさらに備え、前記第１イーサネットデバイスと第２イーサネットデバイスのうち、一方は通常イーサネットデバイスであり、他方は通常イーサネットデバイスまたは長距離イーサネットデバイスであり、第１イーサネットデバイスと第２イーサネットデバイスはリレーを介して通信し、リレーは通常イーサネットデータと長距離イーサネットデータとの間の相互変換を行う。２つのイーサネットデバイスのうち、少なくとも１つのデバイスが通常イーサネットデバイスであり、かつ２つのデバイス間の動作距離が１００メートルより遠い場合の相互通信を実現できる。
Description
本発明はネットワーク給電技術に関し、具体的には、長距離イーサネット（登録商標）システム、およびこのシステムにおけるリレーに関する。
イーサネットシステムにおいて、２つのイーサネットデバイスの間がケーブルを介して直接に接続され、この２つのイーサネットデバイスの間は通常イーサネットリンクであり、かつ動作距離が１００メートル以内に制限される。１００メートルより遠いような長距離イーサネット通信を実現するために、現在では長距離イーサネットデバイスが既にあり、この長距離イーサネットデバイスは先進の符号化方法を利用してイーサネットデータのボーレートを低減し、さらにイーサネットの動作距離を１００メートルから５００メートル以上に拡張する。２つの長距離イーサネットデバイスの間は長距離イーサネットデータを搭載する長距離イーサネットリンクである。しかしながら、長距離イーサネット通信では、通信の両側がいずれも長距離イーサネットデバイスであり、かつケーブルを介して直接に接続される必要があるが、従来の大量のイーサネットデバイスは通常イーサネット技術を用いて構築されている。従って、長距離通信を必要とする２つのイーサネットデバイスのうち、少なくとも１つが通常イーサネットデバイスであって、両者は正常に通信することができなくなる。
現在、ＩＥＥＥ標準化委員会により発行されたＩＥＥＥ８０２．３ａｆ−２００３標準規格において定義されているイーサネット給電（ＰＯＥ：Ｐｏｗｅｒｅｄ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）技術も通信双方のデバイスタイプが同じであり、かつ直接に接続されることを基礎としている。ＰＯＥ技術は４対のシールド付きより対線を有するケーブルを介してデータ端末デバイスに給電する技術である。図１〜図３はＩＥＥＥ８０２．３ａｆ−２００３標準規格において定義されている３種類のＰＯＥシステムを示している。
図１は従来技術のエンドポイントＰＳＥ（Ｅｎｄｐｏｉｎｔ ＰＳＥ）モードＡのＰＯＥシステム構成を示す図であり、図１に示すように、このＰＯＥシステムは給電機器（ＰＳＥ：Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｕｒｃｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）ユニット１１と、受電機器（ＰＤ：Ｐｏｗｅｒｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）ユニット３１と、を備える。ＰＳＥユニット１１は給電側であるネットワークスイッチデバイス１０に設定され、このネットワークスイッチデバイス１０はハブ、スイッチ、ルータなどのデバイスであってよい。ＰＤユニット３１は受電側である受電端末３０に設定され、この受電端末３０はＩＰ電話機、無線ＬＡＮアクセスポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）、ネットワークビデオカメラなどのイーサネットデータ端末であってよい。ネットワークスイッチデバイス１０と受電端末３０との間はケーブル２０を介して直接に接続される。ケーブル２０での１／２芯（１／２芯は１芯と２芯を表す）、３／６芯、４／５芯、および７／８芯はそれぞれより対線を構成する。１０Ｍｂｐｓと１００Ｍｂｐｓイーサネットシステムではケーブルでの１対または２対のより対線を用いてイーサネットデータを伝送するが、１０００Ｍｂｐｓイーサネットシステムでは４対のより対線を用いてイーサネットデータを伝送する。２対のより対線を用いてイーサネットデータを伝送することを例とすると、ケーブル２０での１／２芯と３／６芯で構成された２つのより対線をそれぞれデータ線対２２とし、４／５芯と７／８芯で構成された２つのより対線は使用しないままでスペア線対２４とする。ネットワークスイッチデバイス１０での各データ線対１３を１つの変圧器１２を介してケーブル２０でのデータ線対２２とカップリングする。ＰＳＥ１１の正極・負極電源出力側をそれぞれ２つの変圧器１２のセンタータップと接続することによって、給電電源を２つのデータ線対２２の間に印加する。データ線対２２はイーサネットデータと給電電源を同時に搭載し、そのうち、イーサネットデータは交流信号であり、給電電源は直流信号であり、異なる周波数で区別することができる。受電端末３０での各データ線対３３を１つの変圧器３２を介してケーブル２０でのデータ線対２２とカップリングする。ＰＤユニット３１は２つの変圧器３２のセンタータップと接続して、２つのデータ線対２２の間から給電電源を取得する。
図１に示すエンドポイントＰＳＥモードＡはデータ線対２２を用いて給電電源を搭載する実現方法であり、図２に示すエンドポイントＰＳＥモードＢはスペア線対２４を用いて給電電源を搭載する実現方法である。図２を参照すると、ＰＳＥユニット１１の正極・負極電源出力側をそれぞれ２つのスペア線対２４と接続することによって給電電源を２つのスペア線対２４の間に印加するという点で図１と異なっており、この場合、データ線対２２はイーサネットデータだけを伝送し、ＰＤユニット３１はスペア線対２４の間から給電電源を直接に取得する。図１と図２はいずれもＰＳＥユニット１１をネットワークスイッチデバイス１０に設定するため、エンドポイントＰＳＥモードと呼ばれる。図３はＰＳＥユニット１１を中間デバイスに設定するミッドスパン（Ｍｉｄ ｓｐａｎ）モードである。
図３は従来技術のミッドスパンモードのＰＯＥシステム構成を示す図である。図３に示すように、このシステムのＰＳＥユニット１１はミッドスパンデバイス４０に設定され、ＰＳＥユニット１１から出力される直流給電電源は２つのスペア線対２４の間に印加され、従って、ＰＤ３１は２つのスペア線対２４の間から電源を取得する必要がある。
上記の３つのモードでは、データ線対を用いて給電するか、またはスペア線対を用いて給電するかにかかわらず、ＰＳＥユニット１１の所在デバイスはいずれもケーブルを介してＰＤユニット３１の所在デバイスと直接に接続されている。そのため、ＰＳＥユニット１１の所在デバイスとＰＤユニット３１の所在デバイスのうち、少なくとも１つが通常イーサネットデバイスであり、かつ両者間の動作距離が１００メートルより遠い場合には、従来のＰＯＥシステムを用いてＰＤに給電することができなくなる。
上記の３つのモードでは、データ線対を用いて給電するか、またはスペア線対を用いて給電するかにかかわらず、ＰＳＥユニット１１の所在デバイスはいずれもケーブルを介してＰＤユニット３１の所在デバイスと直接に接続されている。そのため、ＰＳＥユニット１１の所在デバイスとＰＤユニット３１の所在デバイスのうち、少なくとも１つが通常イーサネットデバイスであり、かつ両者間の動作距離が１００メートルより遠い場合には、従来のＰＯＥシステムを用いてＰＤに給電することができなくなる。
上記のように、従来のイーサネットシステムにおいて、２つのイーサネットデバイスのうち、少なくとも１つが通常イーサネットデバイスであり、かつ両者間の動作距離が１００メートルより遠い場合には、この２つのイーサネットデバイスが正常にデータ通信することができなくなり、従来のＰＯＥ技術を用いてイーサネット給電を実現することもできなくなる。
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、２つのイーサネットデバイスのうち少なくとも１つが通常イーサネットデバイスであり、かつ両者間の動作距離が１００メートルより遠い場合の通信を実現できる長距離通信イーサネットシステム及びリレーを提供している。
相互に通信する第１イーサネットデバイスと第２イーサネットデバイスとを備える長距離通信イーサネットシステムであって、リレーをさらに備え、
前記第１イーサネットデバイスと第２イーサネットデバイスのうち、一方は通常イーサネットデバイスであり、他方は通常イーサネットデバイスまたは長距離イーサネットデバイスであり、
前記第１イーサネットデバイスと前記第２イーサネットデバイスはリレーを介して通信し、
前記リレーは通常イーサネットデータと長距離イーサネットデータとの間の相互変換を行う。
前記第１イーサネットデバイスと第２イーサネットデバイスはいずれも通常イーサネットデバイスであり、前記システムは２つのリレーを備え、
１つの場合は、前記第１イーサネットデバイスは通常イーサネットデータを搭載する通常イーサネットリンクを介して一方のリレーと接続し、第２イーサネットデバイスは通常イーサネットデータを搭載する通常イーサネットデータリンクを介して他方のリレーと接続し、前記２つのリレーは長距離イーサネットデータを搭載する長距離イーサネットリンクを介して接続する。
もう１つの場合は、前記第１イーサネットデバイスは長距離イーサネットデバイスであり、前記第２イーサネットデバイスは通常イーサネットデバイスであり、前記第１イーサネットデバイスは通常イーサネットデータを搭載する通常イーサネットリンクを介してリレーと接続し、前記第２イーサネットデバイスは長距離イーサネットデータを搭載する長距離イーサネットリンクを介して前記リレーと接続する。
好ましくは、前記第１イーサネットデバイスはイーサネット給電機器であり、前記第２イーサネットデバイスはイーサネット受電端末であり、前記リレーはさらにイーサネット給電機器から供給された給電電源をイーサネット受電端末へ伝送する。
ここで、前記リレーは、第１インターフェースユニットと、データリレーユニットと、第２インターフェースユニットと、を備え、前記第１インターフェースユニットと前記第２インターフェースユニットはそれぞれ通常イーサネットインターフェースユニットと長距離イーサネットインターフェースユニットのうちの一方と他方であり、
前記第１インターフェースユニットは、受信された双方向イーサネットデータに対して自局のインターフェースタイプ下の物理層処理を行い、前記イーサネット給電機器からの給電電源を電源伝送トンネルを介して前記第２インターフェースユニットに送信し、
前記データリレーユニットは、前記第１インターフェースユニットからのイーサネットデータを前記第２インターフェースユニットに伝達し、前記第２インターフェースユニットからのイーサネットデータを前記第１インターフェースユニットに伝達し、
前記第２インターフェースユニットは、受信された双方向イーサネットデータに対して自局のインターフェースタイプ下の物理層処理を行い、前記第１インターフェースユニットからの給電電源を前記イーサネット受電端末へ送信する。
ここで、前記長距離イーサネットインターフェースユニットは、第１コネクターと、第１カプラー群と、長距離イーサネット物理層チップと、を備え、前記通常イーサネットインターフェースユニットは、第２コネクターと、第２カプラー群と、通常イーサネット物理層チップと、を備え、
前記第１コネクターは長距離イーサネットリンクと接続し、
前記第１カプラー群は、前記第１コネクターにおいて長距離イーサネットデータを搭載する線対を前記長距離イーサネット物理層チップにカップリングし、前記第１コネクターにおいて給電電源を搭載する線対を前記第２コネクターにおいて給電電源を搭載する線対に接続し、
前記長距離イーサネット物理層チップは、双方向イーサネットデータに対して長距離イーサネット物理層処理を行い、
前記第２コネクターは通常イーサネットリンクと接続し、
前記第２カプラー群は、第２コネクターにおいて通常イーサネットデータを搭載する線対を前記通常イーサネット物理層チップにカップリングし、
前記通常イーサネット物理層チップは、双方向イーサネットデータに対して通常イーサネット物理層処理を行う。
好ましくは、前記リレーは、前記電源伝送トンネルから給電電源を取得し、取得された給電電源の電圧を所在リレーの動作電圧に変換して、所在リレーの動作電源とする受電機器ＰＤユニットをさらに備える。
好ましくは、前記システムにおいて、前記リレーのＰＤユニットが前記イーサネット受電端末におけるＰＤユニットと並列接続して統合ＰＤに等価し、
前記リレーのＰＤユニットはインポジション指示等価抵抗調節回路を備え、
前記インポジション指示等価抵抗調節回路は、その所在するＰＤユニットがＰＤインポジション検出段階で所定の等価抵抗値に現れるように設定され、この所定の等価抵抗値は前記統合ＰＤのインポジション指示等価抵抗がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにする。
好ましくは、前記リレーのＰＤユニットは、消費電力指示等価電流調節回路および／または開始インパルス電流調節回路をさらに備え、
前記消費電力指示等価電流調節回路は、その所在するＰＤユニットがＰＤ消費電力検出段階で所定の等価電流値に現れるように設定され、この所定の等価電流値は前記統合ＰＤの消費電力指示等価電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにし、
前記開始インパルス電流調節回路は、その所在するＰＤユニットの開始インパルス電流が給電開始段階で所定の最大開始電流値より小さいように設定され、この所定の最大開始電流値は前記統合ＰＤの開始インパルス電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにする。
好ましくは、前記所定の等価抵抗値は２６５Ｋオームより大きく、前記所定の等価電流値は０．５ｍＡより小さく、前記所定の最大開始電流値は１８μＦ等価容量により生じたインパルス電流より小さい。
リレーであって、
外部の通常イーサネットリンクと接続し、受信された双方向イーサネットデータに対して通常イーサネット物理層処理を行う通常イーサネットインターフェースユニットと、
前記通常イーサネットインターフェースユニットからのイーサネットデータを長距離イーサネットインターフェースユニットに伝達し、前記長距離イーサネットインターフェースユニットからのイーサネットデータを通常イーサネットインターフェースユニットに伝達するデータリレーユニットと、
外部の長距離イーサネットリンクと接続し、受信された双方向イーサネットデータに対して長距離イーサネット物理層処理を行う長距離イーサネットインターフェースユニットと、を備える。
前記第１イーサネットデバイスと第２イーサネットデバイスのうち、一方は通常イーサネットデバイスであり、他方は通常イーサネットデバイスまたは長距離イーサネットデバイスであり、
前記第１イーサネットデバイスと前記第２イーサネットデバイスはリレーを介して通信し、
前記リレーは通常イーサネットデータと長距離イーサネットデータとの間の相互変換を行う。
前記第１イーサネットデバイスと第２イーサネットデバイスはいずれも通常イーサネットデバイスであり、前記システムは２つのリレーを備え、
１つの場合は、前記第１イーサネットデバイスは通常イーサネットデータを搭載する通常イーサネットリンクを介して一方のリレーと接続し、第２イーサネットデバイスは通常イーサネットデータを搭載する通常イーサネットデータリンクを介して他方のリレーと接続し、前記２つのリレーは長距離イーサネットデータを搭載する長距離イーサネットリンクを介して接続する。
もう１つの場合は、前記第１イーサネットデバイスは長距離イーサネットデバイスであり、前記第２イーサネットデバイスは通常イーサネットデバイスであり、前記第１イーサネットデバイスは通常イーサネットデータを搭載する通常イーサネットリンクを介してリレーと接続し、前記第２イーサネットデバイスは長距離イーサネットデータを搭載する長距離イーサネットリンクを介して前記リレーと接続する。
好ましくは、前記第１イーサネットデバイスはイーサネット給電機器であり、前記第２イーサネットデバイスはイーサネット受電端末であり、前記リレーはさらにイーサネット給電機器から供給された給電電源をイーサネット受電端末へ伝送する。
ここで、前記リレーは、第１インターフェースユニットと、データリレーユニットと、第２インターフェースユニットと、を備え、前記第１インターフェースユニットと前記第２インターフェースユニットはそれぞれ通常イーサネットインターフェースユニットと長距離イーサネットインターフェースユニットのうちの一方と他方であり、
前記第１インターフェースユニットは、受信された双方向イーサネットデータに対して自局のインターフェースタイプ下の物理層処理を行い、前記イーサネット給電機器からの給電電源を電源伝送トンネルを介して前記第２インターフェースユニットに送信し、
前記データリレーユニットは、前記第１インターフェースユニットからのイーサネットデータを前記第２インターフェースユニットに伝達し、前記第２インターフェースユニットからのイーサネットデータを前記第１インターフェースユニットに伝達し、
前記第２インターフェースユニットは、受信された双方向イーサネットデータに対して自局のインターフェースタイプ下の物理層処理を行い、前記第１インターフェースユニットからの給電電源を前記イーサネット受電端末へ送信する。
ここで、前記長距離イーサネットインターフェースユニットは、第１コネクターと、第１カプラー群と、長距離イーサネット物理層チップと、を備え、前記通常イーサネットインターフェースユニットは、第２コネクターと、第２カプラー群と、通常イーサネット物理層チップと、を備え、
前記第１コネクターは長距離イーサネットリンクと接続し、
前記第１カプラー群は、前記第１コネクターにおいて長距離イーサネットデータを搭載する線対を前記長距離イーサネット物理層チップにカップリングし、前記第１コネクターにおいて給電電源を搭載する線対を前記第２コネクターにおいて給電電源を搭載する線対に接続し、
前記長距離イーサネット物理層チップは、双方向イーサネットデータに対して長距離イーサネット物理層処理を行い、
前記第２コネクターは通常イーサネットリンクと接続し、
前記第２カプラー群は、第２コネクターにおいて通常イーサネットデータを搭載する線対を前記通常イーサネット物理層チップにカップリングし、
前記通常イーサネット物理層チップは、双方向イーサネットデータに対して通常イーサネット物理層処理を行う。
好ましくは、前記リレーは、前記電源伝送トンネルから給電電源を取得し、取得された給電電源の電圧を所在リレーの動作電圧に変換して、所在リレーの動作電源とする受電機器ＰＤユニットをさらに備える。
好ましくは、前記システムにおいて、前記リレーのＰＤユニットが前記イーサネット受電端末におけるＰＤユニットと並列接続して統合ＰＤに等価し、
前記リレーのＰＤユニットはインポジション指示等価抵抗調節回路を備え、
前記インポジション指示等価抵抗調節回路は、その所在するＰＤユニットがＰＤインポジション検出段階で所定の等価抵抗値に現れるように設定され、この所定の等価抵抗値は前記統合ＰＤのインポジション指示等価抵抗がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにする。
好ましくは、前記リレーのＰＤユニットは、消費電力指示等価電流調節回路および／または開始インパルス電流調節回路をさらに備え、
前記消費電力指示等価電流調節回路は、その所在するＰＤユニットがＰＤ消費電力検出段階で所定の等価電流値に現れるように設定され、この所定の等価電流値は前記統合ＰＤの消費電力指示等価電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにし、
前記開始インパルス電流調節回路は、その所在するＰＤユニットの開始インパルス電流が給電開始段階で所定の最大開始電流値より小さいように設定され、この所定の最大開始電流値は前記統合ＰＤの開始インパルス電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにする。
好ましくは、前記所定の等価抵抗値は２６５Ｋオームより大きく、前記所定の等価電流値は０．５ｍＡより小さく、前記所定の最大開始電流値は１８μＦ等価容量により生じたインパルス電流より小さい。
リレーであって、
外部の通常イーサネットリンクと接続し、受信された双方向イーサネットデータに対して通常イーサネット物理層処理を行う通常イーサネットインターフェースユニットと、
前記通常イーサネットインターフェースユニットからのイーサネットデータを長距離イーサネットインターフェースユニットに伝達し、前記長距離イーサネットインターフェースユニットからのイーサネットデータを通常イーサネットインターフェースユニットに伝達するデータリレーユニットと、
外部の長距離イーサネットリンクと接続し、受信された双方向イーサネットデータに対して長距離イーサネット物理層処理を行う長距離イーサネットインターフェースユニットと、を備える。
ここで、前記通常イーサネットリンクと長距離イーサネットリンクはいずれもイーサネットデータと給電電源を搭載し、前記通常イーサネットインターフェースユニットと長距離イーサネットインターフェースユニットの間には給電電源を伝達する電源伝送トンネルがさらに備えられている。
ここで、前記長距離イーサネットインターフェースユニットは、第１コネクターと、第１カプラー群と、長距離イーサネット物理層チップと、を備え、前記通常イーサネットインターフェースユニットは、第２コネクターと、第２カプラー群と、通常イーサネット物理層チップと、を備え、
前記第１コネクターは外部の長距離イーサネットリンクと接続し、
前記第１カプラー群は、前記第１コネクターにおいて長距離イーサネットデータを搭載する線対を前記長距離イーサネット物理層チップにカップリングし、前記第１コネクターにおいて給電電源を搭載する線対を前記第２コネクターにおいて給電電源を搭載する線対に接続して、電源伝送トンネルを形成し、
前記長距離イーサネット物理層チップは、受信された双方向イーサネットデータに対して長距離イーサネット物理層処理を行い、
前記第２コネクターは外部の通常イーサネットリンクと接続し、
前記第２カプラー群は、前記第２コネクターにおいて通常イーサネットデータを搭載する線対を前記通常イーサネット物理層チップにカップリングし、
前記通常イーサネット物理層チップは、受信された双方向イーサネットデータに対して通常イーサネット物理層処理を行う。
ここで、前記第１カプラー群は４つのカプラーを備え、前記第２カプラー群は２つのカプラーを備え、
前記第１カプラー群において、給電電源を搭載する２つのカプラーはそれぞれ前記第１コネクターにおいて給電電源を搭載する２つの線対と対応的に接続し、この給電電源を搭載する２つのカプラーのセンタータップはそれぞれ前記第２カプラー群における２つのカプラーのセンタータップと対応的に接続し、またはこの給電電源を搭載する２つのカプラーのセンタータップはそれぞれ前記第２コネクターの２つのスペア線対と対応的に接続する。
ここで、前記第１コネクターにおいて長距離イーサネットデータを搭載する線対と給電電源を搭載する線対が同じ線対、または異なる線対であり、前記第２コネクターにおいて通常イーサネットデータを搭載する線対と給電電源を搭載する線対が同じ線対、または異なる線対である。
好ましくは、前記電源伝送トンネルは隔離インダクタをさらに備える。
好ましくは、前記リレーは、前記電源伝送トンネルから給電電源を取得し、取得された給電電源の電圧を所在リレーの動作電圧に変換して、所在リレーの動作電源とするＰＤユニットをさらに備える。
好ましくは、前記リレーをイーサネット給電ＰＯＥシステムのデータと給電電源リレーとする場合、前記ＰＤユニットと、所在ＰＯＥにおけるイーサネット受電端末のＰＤユニットと、他のリレーのＰＤユニットとを並列接続して統合ＰＤに等価し、
前記ＰＤユニットは、整流器と、ＰＤ制御回路モジュールと、電圧変換回路モジュールと、を備え、
前記整流器は、電源伝送トンネルから取得された給電電源を整流し、
ＰＤ制御回路モジュールは、主制御回路と、インポジション等価抵抗調節回路とを備え、
前記主制御回路は、整流された給電電源を前記電源変換回路モジュールに供給して、ＰＤ検出での関連制御操作を実現し、
前記インポジション等価抵抗調節回路は、ぞの所在するＰＤ制御回路モジュールがＰＤインポジション検出段階で所定の等価抵抗値に現れるように設定され、この所定の等価抵抗値は前記統合ＰＤのインポジション指示等価抵抗がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにし、
電源変換回路モジュールは、ＰＤ制御回路モジュールからの給電電源電圧を所在リレーの動作電圧に変換して、所在リレーの動作電源とする。
好ましくは、前記ＰＤ制御回路モジュールは、消費電力指示等価電流調節回路および／または開始インパルス電流調節回路をさらに備え、
前記消費電力指示等価電流調節回路は、その所在するＰＤ制御回路モジュールがＰＤ消費電力検出段階で所定の等価電流値に現れるように設定され、この所定の等価電流値は前記統合ＰＤの消費電力指示等価電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにし、
前記開始インパルス電流調節回路は、その所在するＰＤ制御回路モジュールの開始インパルス電流が給電開始段階で所定の最大開始電流値より小さいように設定され、この所定の最大開始電流値は前記統合ＰＤの開始インパルス電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにする。
好ましくは、前記所定の等価抵抗値は２６５Ｋオームより大きく、前記所定の等価電流値は０．５ｍＡより小さく、前記所定の最大開始電流値は１８μＦ等価容量により生じたインパルス電流より小さい。
好ましくは、前記インポジション等価抵抗調節回路、前記消費電力指示等価電流調節回路、および前記開始インパルス電流調節回路はいずれも可変抵抗である。
ここで、前記長距離イーサネットインターフェースユニットは、第１コネクターと、第１カプラー群と、長距離イーサネット物理層チップと、を備え、前記通常イーサネットインターフェースユニットは、第２コネクターと、第２カプラー群と、通常イーサネット物理層チップと、を備え、
前記第１コネクターは外部の長距離イーサネットリンクと接続し、
前記第１カプラー群は、前記第１コネクターにおいて長距離イーサネットデータを搭載する線対を前記長距離イーサネット物理層チップにカップリングし、前記第１コネクターにおいて給電電源を搭載する線対を前記第２コネクターにおいて給電電源を搭載する線対に接続して、電源伝送トンネルを形成し、
前記長距離イーサネット物理層チップは、受信された双方向イーサネットデータに対して長距離イーサネット物理層処理を行い、
前記第２コネクターは外部の通常イーサネットリンクと接続し、
前記第２カプラー群は、前記第２コネクターにおいて通常イーサネットデータを搭載する線対を前記通常イーサネット物理層チップにカップリングし、
前記通常イーサネット物理層チップは、受信された双方向イーサネットデータに対して通常イーサネット物理層処理を行う。
ここで、前記第１カプラー群は４つのカプラーを備え、前記第２カプラー群は２つのカプラーを備え、
前記第１カプラー群において、給電電源を搭載する２つのカプラーはそれぞれ前記第１コネクターにおいて給電電源を搭載する２つの線対と対応的に接続し、この給電電源を搭載する２つのカプラーのセンタータップはそれぞれ前記第２カプラー群における２つのカプラーのセンタータップと対応的に接続し、またはこの給電電源を搭載する２つのカプラーのセンタータップはそれぞれ前記第２コネクターの２つのスペア線対と対応的に接続する。
ここで、前記第１コネクターにおいて長距離イーサネットデータを搭載する線対と給電電源を搭載する線対が同じ線対、または異なる線対であり、前記第２コネクターにおいて通常イーサネットデータを搭載する線対と給電電源を搭載する線対が同じ線対、または異なる線対である。
好ましくは、前記電源伝送トンネルは隔離インダクタをさらに備える。
好ましくは、前記リレーは、前記電源伝送トンネルから給電電源を取得し、取得された給電電源の電圧を所在リレーの動作電圧に変換して、所在リレーの動作電源とするＰＤユニットをさらに備える。
好ましくは、前記リレーをイーサネット給電ＰＯＥシステムのデータと給電電源リレーとする場合、前記ＰＤユニットと、所在ＰＯＥにおけるイーサネット受電端末のＰＤユニットと、他のリレーのＰＤユニットとを並列接続して統合ＰＤに等価し、
前記ＰＤユニットは、整流器と、ＰＤ制御回路モジュールと、電圧変換回路モジュールと、を備え、
前記整流器は、電源伝送トンネルから取得された給電電源を整流し、
ＰＤ制御回路モジュールは、主制御回路と、インポジション等価抵抗調節回路とを備え、
前記主制御回路は、整流された給電電源を前記電源変換回路モジュールに供給して、ＰＤ検出での関連制御操作を実現し、
前記インポジション等価抵抗調節回路は、ぞの所在するＰＤ制御回路モジュールがＰＤインポジション検出段階で所定の等価抵抗値に現れるように設定され、この所定の等価抵抗値は前記統合ＰＤのインポジション指示等価抵抗がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにし、
電源変換回路モジュールは、ＰＤ制御回路モジュールからの給電電源電圧を所在リレーの動作電圧に変換して、所在リレーの動作電源とする。
好ましくは、前記ＰＤ制御回路モジュールは、消費電力指示等価電流調節回路および／または開始インパルス電流調節回路をさらに備え、
前記消費電力指示等価電流調節回路は、その所在するＰＤ制御回路モジュールがＰＤ消費電力検出段階で所定の等価電流値に現れるように設定され、この所定の等価電流値は前記統合ＰＤの消費電力指示等価電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにし、
前記開始インパルス電流調節回路は、その所在するＰＤ制御回路モジュールの開始インパルス電流が給電開始段階で所定の最大開始電流値より小さいように設定され、この所定の最大開始電流値は前記統合ＰＤの開始インパルス電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにする。
好ましくは、前記所定の等価抵抗値は２６５Ｋオームより大きく、前記所定の等価電流値は０．５ｍＡより小さく、前記所定の最大開始電流値は１８μＦ等価容量により生じたインパルス電流より小さい。
好ましくは、前記インポジション等価抵抗調節回路、前記消費電力指示等価電流調節回路、および前記開始インパルス電流調節回路はいずれも可変抵抗である。
以上の解決手段からわかるように、本発明の実施例に係るリレーは、通常イーサネットデータと長距離イーサネットデータとの相互変換を行うことができるため、このリレーに通常イーサネットデバイスと長距離イーサネットデバイスが接続された後に、通常イーサネットデバイスからのデータを長距離イーサネットデータに変換することができ、この長距離イーサネットデータがリンクで長距離伝送されることができることで、通信双方の１つだけが通常イーサネットデバイスであり、かつ両者間の動作距離が１００メートルより遠い場合の通信を実現することができる。２つのリレーがある場合、２つの通常イーサネットデバイスを接続することができ、２つのリレーの間で長距離イーサネットデータを伝送し、この長距離イーサネットデータがリンクで長距離伝送されることができることで、通信双方がいずれも通常イーサネットデバイスであり、かつ両者間の動作距離が１００メートルより遠い場合の通信を実現することができる。
長距離通信の２つのイーサネットデバイスのうち、一方はイーサネット給電機器であり、他方はイーサネット受電端末である場合、リレーはさらにイーサネット給電機器から供給された給電電源信号をイーサネット受電端末へ伝送する。このようにリレーの存在で、イーサネット給電機器からイーサネット受電端末への給電も可能になって、長距離イーサネット給電を実現すしている。
また、本発明ではさらにリレーを最適化して付加のＰＤ機器とする。１つまたは複数のリレーは付加ＰＤ機器として１つの通常イーサネット受電端末と共に１つの統合ＰＤとして、イーサネット給電を受ける。実施例では、リレーのインポジション（in position）等価抵抗調節回路、オプションの消費電力指示等価電流調節回路、オプションの開始インパルス電流調節回路に対して特別な設定を行って、リレーを付加受電負荷とする場合に発生可能なインポジション検出エラー、消費電力タイプ識別エラー、およびパワーオン開始電流過大の問題を避けている。
長距離通信の２つのイーサネットデバイスのうち、一方はイーサネット給電機器であり、他方はイーサネット受電端末である場合、リレーはさらにイーサネット給電機器から供給された給電電源信号をイーサネット受電端末へ伝送する。このようにリレーの存在で、イーサネット給電機器からイーサネット受電端末への給電も可能になって、長距離イーサネット給電を実現すしている。
また、本発明ではさらにリレーを最適化して付加のＰＤ機器とする。１つまたは複数のリレーは付加ＰＤ機器として１つの通常イーサネット受電端末と共に１つの統合ＰＤとして、イーサネット給電を受ける。実施例では、リレーのインポジション（in position）等価抵抗調節回路、オプションの消費電力指示等価電流調節回路、オプションの開始インパルス電流調節回路に対して特別な設定を行って、リレーを付加受電負荷とする場合に発生可能なインポジション検出エラー、消費電力タイプ識別エラー、およびパワーオン開始電流過大の問題を避けている。
本発明の実施例においては長距離通信イーサネットシステムを提供している。このシステムは２つのイーサネットデバイスを備え、この２つのイーサネットデバイスのうち、一方は通常イーサネットデバイスであり、他方は通常イーサネットデバイスまたは長距離イーサネットデバイスである。２つのイーサネットデバイスの間には長距離イーサネットリンクと、通常イーサネットリンクとが備えられている。通常イーサネットリンクと長距離イーサネットリンクはリレーを用いて接続される。通常イーサネットデバイスは通常イーサネットリンクと接続され、長距離イーサネットデバイスは長距離イーサネットリンクと接続される。リレーは通常イーサネットリンク上の通常イーサネットデータと長距離イーサネットリンク上の長距離イーサネットデータ間の相互変換を行い、２つのイーサネットデバイスはリレーを介して通信する。
２つのイーサネットデバイスがいずれも通常イーサネットデバイスである場合、この２つのイーサネットデバイス間には２つの通常イーサネットリンクと、１つの長距離イーサネットリンクと、２つのリレーとが備えられている。２つのイーサネットデバイスのうち、一方は通常イーサネットであり、他方は長距離イーサネットデバイスである場合、この２つのイーサネットデバイス間には１つの通常イーサネットリンクと、１つの長距離イーサネットリンクと、１つのリレーとが備えられている。
ここからわかるように、リレーの存在で、通常イーサネットデバイスを有する長距離イーサネットシステムに長距離イーサネットリンクが備えられ、長距離イーサネットリンクはイーサネットデバイスの動作距離を延長することができる。そのため、イーサネット通信両側のデバイスタイプが異なったり、またはいずれも通常イーサネットデバイスであっても、長距離通信を行うことができる。
好ましくは、長距離通信の２つのイーサネットデバイスのうち、一方がイーサネット給電機器であり、他方がイーサネット受電端末である場合、リレーは、さらに、イーサネット給電機器から提供される給電電源をイーサネット受電端末へ伝送することに用いられる。ここからわかるように、リレーが存在しているため、イーサネット給電機器はイーサネット受電端末へ給電できるようになる。このような場合に、通常イーサネットリンクと長距離イーサネットリンクはイーサネットデータと給電電源を同時に搭載する。
好ましくは、長距離通信の２つのイーサネットデバイスのうち、一方がイーサネット給電機器であり、他方がイーサネット受電端末である場合、リレーは、さらに、イーサネット給電機器から提供される給電電源をイーサネット受電端末へ伝送することに用いられる。ここからわかるように、リレーが存在しているため、イーサネット給電機器はイーサネット受電端末へ給電できるようになる。このような場合に、通常イーサネットリンクと長距離イーサネットリンクはイーサネットデータと給電電源を同時に搭載する。
以下、長距離通信の２つのイーサネットデバイスのうち、一方は給電し、他方は受電することを例として、本発明の実施例に係る長距離通信イーサネットシステムを詳しく説明する。
図４は、イーサネット受電端末は通常イーサネット端末であり、イーサネット給電機器は通常イーサネットスイッチである長距離通信イーサネットシステムの構成を示す図である。図４に示すように、このシステムは、通常イーサネットスイッチ４１０と、リレー４２０と、リレー４３０と、通常イーサネット端末４４０とを備える。通常イーサネットスイッチ４１０は通常イーサネットリンクを介してリレー４２０と接続し、リレー４２０は長距離イーサネットリンクを介してリレー４３０と接続し、リレー４３０は通常イーサネットリンクを介して通常イーサネット端末４４０と接続する。ここで、イーサネットリンクはケーブルを伝送媒体として、イーサネットデータと給電電源を搭載する。
図４は、イーサネット受電端末は通常イーサネット端末であり、イーサネット給電機器は通常イーサネットスイッチである長距離通信イーサネットシステムの構成を示す図である。図４に示すように、このシステムは、通常イーサネットスイッチ４１０と、リレー４２０と、リレー４３０と、通常イーサネット端末４４０とを備える。通常イーサネットスイッチ４１０は通常イーサネットリンクを介してリレー４２０と接続し、リレー４２０は長距離イーサネットリンクを介してリレー４３０と接続し、リレー４３０は通常イーサネットリンクを介して通常イーサネット端末４４０と接続する。ここで、イーサネットリンクはケーブルを伝送媒体として、イーサネットデータと給電電源を搭載する。
図４における通常イーサネットスイッチ４１０は通常イーサネットリンクを介して通常イーサネットデータを送受信し、また給電電源を通常イーサネットリンクに負荷する。リレー４２０は通常イーサネットデータと長距離イーサネットデータとの変換を行い、通常イーサネットスイッチ４１０との間の通常イーサネットリンクから給電電源を取得して、リレー４３０との間の長距離イーサネットリンクに負荷する。リレー４３０はリレー４２０の機能と類似しており、給電電源に対する処理として、長距離イーサネットリンクから取得された給電電源を通常イーサネットリンクに送信するという点で異なっている。通常イーサネット端末４４０は自局とリレー４３０との間の通常イーサネットリンクを介して通常イーサネットデータを送受信し、またこの通常イーサネットリンクから給電電源を取得する。
図５は、イーサネット受電端末は通常イーサネット端末であり、イーサネット給電機器は長距離イーサネットスイッチである長距離通信イーサネットシステムの構成を示す図である。図５に示すように、このシステムは、長距離イーサネットスイッチ５１０と、リレー５２０と、通常イーサネット端末５４０とを備える。長距離イーサネットスイッチ５１０は長距離イーサネットリンクを介してリレー５２０と接続し、リレー５２０は通常イーサネットリンクを介して通常イーサネット端末５４０と接続する。
ここで、リレー５２０は図４のリレー４３０の機能と同じであり、通常イーサネット端末５４０は図４の通常イーサネット端末４４０の機能と同じである。図５の長距離イーサネットスイッチ５１０は長距離イーサネットリンクを介して長距離イーサネットデータを送受信し、また給電電源を通常イーサネットリンクに負荷する。
図４と図５において給電側とするイーサネットスイッチは、図１と図２においてＰＳＥユニットを備えるネットワークスイッチデバイスを参照して実現してよい。図３を参照してＰＳＥを中間デバイスに設定してもよく、すると、イーサネットスイッチはＰＳＥユニットを備える中間デバイスとともにイーサネット給電機器を構成する。
ここで、リレー５２０は図４のリレー４３０の機能と同じであり、通常イーサネット端末５４０は図４の通常イーサネット端末４４０の機能と同じである。図５の長距離イーサネットスイッチ５１０は長距離イーサネットリンクを介して長距離イーサネットデータを送受信し、また給電電源を通常イーサネットリンクに負荷する。
図４と図５において給電側とするイーサネットスイッチは、図１と図２においてＰＳＥユニットを備えるネットワークスイッチデバイスを参照して実現してよい。図３を参照してＰＳＥを中間デバイスに設定してもよく、すると、イーサネットスイッチはＰＳＥユニットを備える中間デバイスとともにイーサネット給電機器を構成する。
以下、イーサネットデータリレーおよび給電電源リレーを実現するリレーの構成を詳しく説明する。図６は本発明に係るリレーの構成を示す図である。図６に示すように、リレーは、第１インターフェースユニット６１と、データリレーユニット６２と、第２インターフェースユニット６３とを備える。ここで、第１インターフェースユニット６１はデバイス外部で給電側のケーブルと接続し、デバイス内部でデータ伝送トンネルを介してデータリレーユニット６２と接続し、電源伝送トンネルを介して第２インターフェースユニット６３と接続する。第２インターフェースユニット６３はデバイス外部で受電側のケーブルと接続し、デバイス内部でデータ伝送トンネルを介してデータリレーユニット６２と接続する。第１インターフェースユニット６１と第２インターフェースユニット６３は長距離イーサネットインターフェースユニットと通常イーサネットインターフェースユニットのうちの一方と他方である。即ち、第１インターフェースユニット６１が長距離イーサネットインターフェースユニットである場合、第２インターフェースユニット６３は通常イーサネットインターフェースユニットであり、第１インターフェースユニット６１が通常イーサネットインターフェースユニットである場合、第２インターフェースユニット６３は長距離イーサネットインターフェースユニットである。
第１インターフェースユニット６１は、受信された双方向イーサネットデータに対して自局のインターフェースタイプ下の物理層処理を行い、給電側からの給電電源を電源伝送トンネルを介して第２インターフェースユニット６３に送信する。いわゆる双方向イーサネットデータはケーブルから取得されるイーサネットデータとデータリレーユニット６２から受信されるイーサネットデータを指す。
データリレーユニット６２は、第１インターフェースユニット６１からのイーサネットデータを第２インターフェースユニット６３に伝達し、第２インターフェースユニット６３からのイーサネットデータを第１インターフェースユニット６１に伝達する。データ伝達はデータリレーユニット６２の基本的な仕事である。実際に、実際の要求に応じてデータリレーユニット６２にデータ信号の整形などのようなほかの処理任務を担当させる。
第２インターフェースユニット６３は、受信された双方向イーサネットデータに対して自局のインターフェースタイプ下の物理層処理を行い、電源伝送トンネルから受信される電源信号をケーブルに負荷して、受電側へ送信する。
データリレーユニット６２は、第１インターフェースユニット６１からのイーサネットデータを第２インターフェースユニット６３に伝達し、第２インターフェースユニット６３からのイーサネットデータを第１インターフェースユニット６１に伝達する。データ伝達はデータリレーユニット６２の基本的な仕事である。実際に、実際の要求に応じてデータリレーユニット６２にデータ信号の整形などのようなほかの処理任務を担当させる。
第２インターフェースユニット６３は、受信された双方向イーサネットデータに対して自局のインターフェースタイプ下の物理層処理を行い、電源伝送トンネルから受信される電源信号をケーブルに負荷して、受電側へ送信する。
上記第１インターフェースユニットまたは第２インターフェースユニットが長距離イーサネットインターフェースユニットである場合、この長距離イーサネットインターフェースユニットは外部の長距離イーサネットリンクと接続し、受信された双方向イーサネットデータに対して長距離イーサネット物理層処理を行うことは、外部のケーブルから取得された長距離イーサネットデータに対して長距離物理層復号を行って、データリレーユニット６２に送信し、データリレーユニット６２からのイーサネットデータに対して長距離物理層符号化を行って、外部のケーブルに送信することを含む。この長距離イーサネットインターフェースユニットは、さらに、ケーブルから取得される電源信号を電源伝送トンネルを介して通常イーサネットインターフェースユニットに送信する。
ケーブルでの１対または２対のより対線をデータ線対とする場合、長距離イーサネット物理層の処理は３Ｂ２Ｔ変換符号化とＰＡＭ−３リンク符号化方法を用いてイーサネットデータを符号化・復号する。ケーブルでの４対のより対線をデータ線対とする場合、長距離イーサネット物理層の処理は８Ｂ１Ｑ４変換符号化とＰＡＭ−５リンク符号化方法を用いてイーサネットデータを符号化・復号する。以上の符号化によって、通常イーサネットデータを長距離イーサネットデータに変換する。変換後のボーレートは通常イーサネットデータのボーレートより極めて低くなる。ボーレートの低下は、長距離イーサネットデータ伝送距離の増加につながる。
ケーブルでの１対または２対のより対線をデータ線対とする場合、長距離イーサネット物理層の処理は３Ｂ２Ｔ変換符号化とＰＡＭ−３リンク符号化方法を用いてイーサネットデータを符号化・復号する。ケーブルでの４対のより対線をデータ線対とする場合、長距離イーサネット物理層の処理は８Ｂ１Ｑ４変換符号化とＰＡＭ−５リンク符号化方法を用いてイーサネットデータを符号化・復号する。以上の符号化によって、通常イーサネットデータを長距離イーサネットデータに変換する。変換後のボーレートは通常イーサネットデータのボーレートより極めて低くなる。ボーレートの低下は、長距離イーサネットデータ伝送距離の増加につながる。
上記の第１インターフェースユニットまたは第２インターフェースユニットが通常イーサネットインターフェースユニットである場合、この通常イーサネットインターフェースユニットは外部の通常イーサネットリンクと接続し、受信された双方向イーサネットデータに対して通常イーサネット物理層処理を行い、電源伝送トンネルから取得される電源信号をケーブルに負荷する。ここで、通常イーサネット物理層処理は既知の技術手段であるため、ここで説明を省略する。
以下、第１インターフェースユニット６１は長距離イーサネットインターフェースユニットであり、第２インターフェースユニット６３は通常イーサネットインターフェースであることを例として、複数の実施例を挙げて図６のリレーにおける各モジュールの実現を詳しく説明する。このリレーは図４のリレー４３０および図５のリレー５２０とされることができる。
以下、第１インターフェースユニット６１は長距離イーサネットインターフェースユニットであり、第２インターフェースユニット６３は通常イーサネットインターフェースであることを例として、複数の実施例を挙げて図６のリレーにおける各モジュールの実現を詳しく説明する。このリレーは図４のリレー４３０および図５のリレー５２０とされることができる。
実施例１
本実施例では、ケーブルでのスペア線対を介して給電電源を伝送する。通常イーサネットインターフェースは２より対線モードで動作し、即ち、通常イーサネットインターフェースは２対のより対線を用いてイーサネットデータを伝送する。長距離イーサネットインターフェースも２より対線モードで動作する。
図７は実施例１に係るリレーの構成を示す図である。図７に示すように、このリレーは、長距離イーサネットインターフェースユニット７１と、データリレーユニット７２と、通常イーサネットインターフェースユニット７３とを備える。ここで、データリレーユニット７２の機能は図６の同名のモジュールと同じであるため、ここで説明を省略する。
本実施例では、ケーブルでのスペア線対を介して給電電源を伝送する。通常イーサネットインターフェースは２より対線モードで動作し、即ち、通常イーサネットインターフェースは２対のより対線を用いてイーサネットデータを伝送する。長距離イーサネットインターフェースも２より対線モードで動作する。
図７は実施例１に係るリレーの構成を示す図である。図７に示すように、このリレーは、長距離イーサネットインターフェースユニット７１と、データリレーユニット７２と、通常イーサネットインターフェースユニット７３とを備える。ここで、データリレーユニット７２の機能は図６の同名のモジュールと同じであるため、ここで説明を省略する。
長距離イーサネットインターフェースユニット７１は、ＲＪ４５コネクター７１１と、変圧器群７１２と、長距離イーサネット物理層チップ７１３とを備える。通常イーサネットインターフェースユニット７３は、ＲＪ４５コネクター７３１と、変圧器群７３２と、通常イーサネット物理層チップ７３３と、を備える。
ＲＪ４５コネクター７１１の８個のピンは長距離イーサネットリンクを搭載するケーブルの８本の芯線と対応的に接続する。本実施例では、長距離イーサネットが２より対線モードで動作するため、図７のＲＪ４５コネクター７１１の１／２ピンおよび３／６ピンがデータ線対に対応して、長距離イーサネットデータを搭載することに用いられ、４／５ピンおよび７／８ピンがスペア線対に対応して、給電電源を搭載することに用いられる。
変圧器群７１２は、ＲＪ４５コネクター７１１でのデータ線対を長距離イーサネット物理層チップ７１３にカップリングして、イーサネットデータ信号を長距離イーサネット物理層チップ７１３に送信し、長距離イーサネット物理層チップ７１３で変換したイーサネットデータ信号を長距離イーサネットリンクに送信する。さらに、変圧器群７１２はＲＪ４５コネクター７１１でのスペア線対を通常イーサネットインターフェースユニットのＲＪ４５コネクター７３１で給電電源を搭載する線対に接続することにより、給電電源を伝送するための電源伝送トンネルを提供して、給電電源のリレーを実現する。
ＲＪ４５コネクター７１１の８個のピンは長距離イーサネットリンクを搭載するケーブルの８本の芯線と対応的に接続する。本実施例では、長距離イーサネットが２より対線モードで動作するため、図７のＲＪ４５コネクター７１１の１／２ピンおよび３／６ピンがデータ線対に対応して、長距離イーサネットデータを搭載することに用いられ、４／５ピンおよび７／８ピンがスペア線対に対応して、給電電源を搭載することに用いられる。
変圧器群７１２は、ＲＪ４５コネクター７１１でのデータ線対を長距離イーサネット物理層チップ７１３にカップリングして、イーサネットデータ信号を長距離イーサネット物理層チップ７１３に送信し、長距離イーサネット物理層チップ７１３で変換したイーサネットデータ信号を長距離イーサネットリンクに送信する。さらに、変圧器群７１２はＲＪ４５コネクター７１１でのスペア線対を通常イーサネットインターフェースユニットのＲＪ４５コネクター７３１で給電電源を搭載する線対に接続することにより、給電電源を伝送するための電源伝送トンネルを提供して、給電電源のリレーを実現する。
具体的に、図７を参照して、本実施例の変圧器群７１２は４対の変圧器を備え、変圧器群７３２は２対の変圧器を備える。ここで、変圧器群７１２において、１／２ピンおよび３／６ピンとそれぞれ接続されている変圧器はイーサネットデータを搭載する変圧器であり、４／５ピンおよび７／８ピンとそれぞれ接続されている変圧器は給電電源を搭載する変圧器であり、給電電源を搭載する２つの変圧器のセンタータップはそれぞれ変圧器群７３２での２つのスペア線対と接続する。図７からわかるように、物理的な側面で、変圧器群７１２は、さらに、ＲＪ４５コネクター７１１での４／５ピンに対応する線対および７／８ピンに対応する線対を長距離イーサネット物理層チップ７１３にカップリングする。しかしながら、長距離イーサネット物理層チップ７１３ではこの２パスの信号を処理しない。ここでの接続は、長距離イーサネット物理層チップ７１３が４より対線モードで動作する場合、４／５および７／８に対応する線対からイーサネットデータを取得できるようにするためである。
変圧器群はカップリング接続の機能を果たす。当業者は、カップリング機器が交流カップリング効果を果たすことが可能ないかなるカプラーであってよいことを理解すべきである。
好ましくは、この給電電源を伝送する電源伝送トンネルに隔離インダクタ７７を追加して、低周波数直流電源のオンと高周波数イーサネット信号の隔離を実現する。
ＲＪ４５コネクター７３１での８個のピンはそれぞれ通常イーサネットリンクを搭載するケーブルの８本の芯線と対応的に接続する。通常イーサネットインターフェースユニット７３が２より対線モードで動作するため、図７のＲＪ４５コネクター７３１での１／２ピンおよび３／６ピンはデータ線対に対応して、イーサネットデータを搭載することに用いられ、４／５ピンおよび７／８ピンはスペア線対に対応して、給電電源を搭載することに用いられる。上記の変圧器群７１２の説明で述べたように、ＲＪ４５コネクター７３１でのスペア線対は変圧器群７１２で給電電源を搭載する変圧器のセンタータップと接続する。
好ましくは、この給電電源を伝送する電源伝送トンネルに隔離インダクタ７７を追加して、低周波数直流電源のオンと高周波数イーサネット信号の隔離を実現する。
ＲＪ４５コネクター７３１での８個のピンはそれぞれ通常イーサネットリンクを搭載するケーブルの８本の芯線と対応的に接続する。通常イーサネットインターフェースユニット７３が２より対線モードで動作するため、図７のＲＪ４５コネクター７３１での１／２ピンおよび３／６ピンはデータ線対に対応して、イーサネットデータを搭載することに用いられ、４／５ピンおよび７／８ピンはスペア線対に対応して、給電電源を搭載することに用いられる。上記の変圧器群７１２の説明で述べたように、ＲＪ４５コネクター７３１でのスペア線対は変圧器群７１２で給電電源を搭載する変圧器のセンタータップと接続する。
変圧器群７３２は、ＲＪ４５コネクター７３１でのデータ線対を通常イーサネット物理層チップ７３３にカップリングして、外部からの通常イーサネットデータを通常イーサネット物理層チップ７３３に送信し、通常イーサネット物理層チップ７３３で処理された通常イーサネットデータを送出する。
長距離イーサネット物理層チップ７１３は、受信された双方向イーサネットデータに対して長距離イーサネット物理層処理を行う。
通常イーサネット物理層チップ７３３は、受信された双方向イーサネットデータに対して通常イーサネット物理層処理を行う。
長距離イーサネット物理層チップ７１３は、受信された双方向イーサネットデータに対して長距離イーサネット物理層処理を行う。
通常イーサネット物理層チップ７３３は、受信された双方向イーサネットデータに対して通常イーサネット物理層処理を行う。
本実施例でのリレーは外部電源から給電されるようにしてよい。リレーの消費電力が小さいため、特別な受電機器として、付加ＰＤ機器と呼ばれるようにしてもよい。１つまたは複数の付加ＰＤ機器は１つの通常受電機器と共にシステムでのイーサネットスイッチから給電される。この場合、付加ＰＤ機器としてのリレーは、通常イーサネットインターフェースと長距離イーサネットインターフェースとの間の電源伝送トンネルから給電電源を取得し、取得された給電電源電圧をリレーの動作電圧に変換して、リレーの動作電源とするＰＤユニット７４をさらに備える。このＰＤユニット７４の構成は図１〜図３に示す従来のＰＯＥシステム内のＰＤユニット３１と同じである。具体的には、整流器７４１と、ＰＤ制御回路モジュール７４２と、ＰＤ電源変換回路モジュール７４３と、を備える。
整流器７４１は、電源伝送トンネルから取得された給電電源を整流して、給電電源の電圧方向を固定にする。
ＰＤ制御回路モジュール７４２は、整流器７４１で整流された給電電源を電源変換回路モジュール７４３に供給して、イーサネット給電機器に合わせてＰＤ検出を完成する。リレーを有するシステムに対して、ＰＤ検出の対象は図４と図５の通常イーサネット端末である。ＰＤ検出は、ＰＤインポジション(in position)検出と、ＰＤ消費電力検出と、給電開始段落のパワーオンスロースタートと、を含む。
電源変換回路モジュール７４３は、イーサネット給電機器から供給された給電電源の電圧を所在機器の動作電圧に変換して、動作電源として所在機器の使用に供給する。
ＰＤユニット７４において、ＰＤ制御回路モジュール７４２はイーサネット給電機器に合わせてＰＤ検出を完成する重要なユニットであり、以下、本発明の実施例に係るＰＤ制御回路モジュール７４２を詳しく説明する。
ＰＤ制御回路モジュール７４２は、整流器７４１で整流された給電電源を電源変換回路モジュール７４３に供給して、イーサネット給電機器に合わせてＰＤ検出を完成する。リレーを有するシステムに対して、ＰＤ検出の対象は図４と図５の通常イーサネット端末である。ＰＤ検出は、ＰＤインポジション(in position)検出と、ＰＤ消費電力検出と、給電開始段落のパワーオンスロースタートと、を含む。
電源変換回路モジュール７４３は、イーサネット給電機器から供給された給電電源の電圧を所在機器の動作電圧に変換して、動作電源として所在機器の使用に供給する。
ＰＤユニット７４において、ＰＤ制御回路モジュール７４２はイーサネット給電機器に合わせてＰＤ検出を完成する重要なユニットであり、以下、本発明の実施例に係るＰＤ制御回路モジュール７４２を詳しく説明する。
ＰＤ制御回路モジュール７４２は、主制御回路と、インポジション等価抵抗調節回路とを備え、オプションとして、消費電力指示等価電流調節回路と、開始インパルス電流調節回路と、をさらに備えてよい。
主制御回路は、整流された給電電源を電源変換回路モジュール７４３に供給して、例えばスロースタート開閉などのようなＰＤ検出の関連制御操作を実現する。これは従来技術と同じであるため、ここで説明を省略する。
インポジション等価抵抗調節回路の異なる設定によって、その所在するＰＤ制御回路モジュール７４２（またはその所在するＰＤユニット）がＰＤインポジション検出段階で異なる大きさのインポジション等価抵抗に現れることが可能になる。
主制御回路は、整流された給電電源を電源変換回路モジュール７４３に供給して、例えばスロースタート開閉などのようなＰＤ検出の関連制御操作を実現する。これは従来技術と同じであるため、ここで説明を省略する。
インポジション等価抵抗調節回路の異なる設定によって、その所在するＰＤ制御回路モジュール７４２（またはその所在するＰＤユニット）がＰＤインポジション検出段階で異なる大きさのインポジション等価抵抗に現れることが可能になる。
消費電力指示等価電流調節回路の異なる設定によって、その所在するＰＤ制御回路モジュール７４２がＰＤ消費電力検出段階で異なる大きさの消費電力検出等価電流に現れることが可能になる。
開始インパルス電流調節回路の異なる設定によって、その所在するＰＤ制御回路モジュール７４２の給電開始段階における最大開始インパルス電流が異なる値に制限される。
この３つの調節回路の合理的な設定によって、イーサネット受電機器が給電機器に合わせてＰＤ検出でのＰＤインポジション検出と、ＰＤ消費電力タイプ識別と、パワーオンスロースタートとをそれぞれ完成することが可能になる。実際では、可変抵抗を用いてこれらの調節回路としてよい。当業者にとっては、上記の可変回路が抵抗、電流調節を完成できるいかなる可変電子機器を用いて実現でき、可変抵抗に限られないことがわかる。
開始インパルス電流調節回路の異なる設定によって、その所在するＰＤ制御回路モジュール７４２の給電開始段階における最大開始インパルス電流が異なる値に制限される。
この３つの調節回路の合理的な設定によって、イーサネット受電機器が給電機器に合わせてＰＤ検出でのＰＤインポジション検出と、ＰＤ消費電力タイプ識別と、パワーオンスロースタートとをそれぞれ完成することが可能になる。実際では、可変抵抗を用いてこれらの調節回路としてよい。当業者にとっては、上記の可変回路が抵抗、電流調節を完成できるいかなる可変電子機器を用いて実現でき、可変抵抗に限られないことがわかる。
以下、本発明の実施例において如何に３つの調節回路を合理的に設定するかを説明する。
本発明の実施例において、リレーがイーサネットを用いて給電される場合、１つまたは２つのリレーとイーサネット端末とを共に受電端末として、リレーとイーサネット端末とを並列接続してイーサネット受電負荷とすることに相当する。図４の２つのリレーが通常イーサネットスイッチデバイスのデータと電源を通常イーサネット端末にリレーすることを例として、図８は図４のリレー４２０と４３０及び通常イーサネット端末４４０をイーサネット受電負荷とすることを示す図である。説明すべきところとして、図８は負荷を示す図だけで、システム構成を示す図ではない。図８に示すように、２つのリレーと１つの通常イーサネット端末のＰＤユニットが受電負荷として並列関係であるため、システムにおける全てのリレーのＰＤユニットとイーサネット端末のＰＤユニットとは並列して統合ＰＤとなる。この統合ＰＤはＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格に準拠すべきで、即ち、統合ＰＤのインポジション指示等価抵抗、消費電力指示等価電流、開始インパルス電流のようなＰＤ検出指標はＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に準拠すべきである。
本発明の実施例において、リレーがイーサネットを用いて給電される場合、１つまたは２つのリレーとイーサネット端末とを共に受電端末として、リレーとイーサネット端末とを並列接続してイーサネット受電負荷とすることに相当する。図４の２つのリレーが通常イーサネットスイッチデバイスのデータと電源を通常イーサネット端末にリレーすることを例として、図８は図４のリレー４２０と４３０及び通常イーサネット端末４４０をイーサネット受電負荷とすることを示す図である。説明すべきところとして、図８は負荷を示す図だけで、システム構成を示す図ではない。図８に示すように、２つのリレーと１つの通常イーサネット端末のＰＤユニットが受電負荷として並列関係であるため、システムにおける全てのリレーのＰＤユニットとイーサネット端末のＰＤユニットとは並列して統合ＰＤとなる。この統合ＰＤはＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格に準拠すべきで、即ち、統合ＰＤのインポジション指示等価抵抗、消費電力指示等価電流、開始インパルス電流のようなＰＤ検出指標はＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に準拠すべきである。
しかしながら、統合ＰＤは各ＰＤユニットを並列接続してなったものであるため、２つのリレーと１つのイーサネット端末のインポジション指示等価抵抗をＩＥＥＥ８０２．３ａｆの規格値に設定する場合、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆの規定に準拠する３つの同じ値のインポジション指示等価抵抗が並列接続して、抵抗が規定値の１／３に等価する。このような設定では、並列接続された等価抵抗値を測定対象である通常イーサネット端末４４０の等価抵抗値とする場合、ＰＤ検出の失効につながる。また、並列接続後に、総消費電力指示等価電流値と総開始インパルス電流値がいずれも三者の和になり、単一の負荷より遥かに大きくなって、消費電力タイプ判別エラーと開始インパルス電流過大につながるおそれがある。
本実施例では、各ＰＤ制御回路モジュール７４２の調節回路を特別設定することにより、上記のＰＤ検出失効、消費電力タイプ判別エラー、及び開始インパルス電流過大の問題を避ける。以下、ＰＤ検出のいくつかの段階の分析と結びつけて、各調節回路の設定方式を詳しく説明する。
本実施例では、各ＰＤ制御回路モジュール７４２の調節回路を特別設定することにより、上記のＰＤ検出失効、消費電力タイプ判別エラー、及び開始インパルス電流過大の問題を避ける。以下、ＰＤ検出のいくつかの段階の分析と結びつけて、各調節回路の設定方式を詳しく説明する。
１．ＰＤインポジション検出：通常イーサネットスイッチ４１０側のＰＳＥは給電する前に、通常イーサネット端末４４０が存在するかどうかを検出する。
ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ−２００３標準規格の規定によれば、ＰＤインポジション検出の際に、イーサネット給電等価負荷のモデルは図９に示すようである。受電負荷は並列接続した等価抵抗と等価容量に等価し、図９の４つのダイオードは整流器を表す。こんな場合、ＰＳＥは２．８Ｖ〜１０Ｖ間のインポジション検出直流電圧Ｖｄｅｔｅｃｔ＋とＶｄｅｔｅｃｔ−を出力して、等価抵抗と等価容量の大きさを検出し、等価抵抗が１９Ｋ〜２６．５Ｋオームにあり、かつ等価容量が１５０ｎＦより小さい場合、ＰＤインポジションを表す。ＰＤインポジション検出段階で、等価抵抗はインポジション指示等価抵抗と呼ばれる。
ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ−２００３標準規格の規定によれば、ＰＤインポジション検出の際に、イーサネット給電等価負荷のモデルは図９に示すようである。受電負荷は並列接続した等価抵抗と等価容量に等価し、図９の４つのダイオードは整流器を表す。こんな場合、ＰＳＥは２．８Ｖ〜１０Ｖ間のインポジション検出直流電圧Ｖｄｅｔｅｃｔ＋とＶｄｅｔｅｃｔ−を出力して、等価抵抗と等価容量の大きさを検出し、等価抵抗が１９Ｋ〜２６．５Ｋオームにあり、かつ等価容量が１５０ｎＦより小さい場合、ＰＤインポジションを表す。ＰＤインポジション検出段階で、等価抵抗はインポジション指示等価抵抗と呼ばれる。
本発明の実施例において、受電負荷はリレーのＰＤユニットをさらに備える。上記に述べたように、並列接続したインポジション指示等価抵抗はイーサネット端末のインポジション指示等価抵抗より遥かに小さくなり、並列接続した等価容量はイーサネット端末の単一の等価容量より大きくなって、通常イーサネット端末４４０へのインポジション検出の正確性に影響を与える。
リレーによるＰＤインポジション検出への影響を低減するために、本発明の実施例では各リレーのインポジション等価抵抗調節回路を調節して、その所在するＰＤユニットがＰＤインポジション検出段階で所定の等価抵抗値に現れるようにし、この所定の等価抵抗値は統合ＰＤのインポジション指示等価抵抗がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにする。
リレーによるＰＤインポジション検出への影響を低減するために、本発明の実施例では各リレーのインポジション等価抵抗調節回路を調節して、その所在するＰＤユニットがＰＤインポジション検出段階で所定の等価抵抗値に現れるようにし、この所定の等価抵抗値は統合ＰＤのインポジション指示等価抵抗がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにする。
具体的には、インポジション等価抵抗調節回路を調節することにより、リレーのインポジション指示等価抵抗を２６．５Ｋオームより遥かに大きくなるようにし、例えば２６５Ｋオームより大きくなるようにする。実際では、可変インポジション指示抵抗Ｒｗをインポジション等価抵抗調節回路としてよく、簡単には、インポジション等価抵抗調節回路を４７０Ｋに設定する。すると、２つのリレーと通常イーサネット端末の並列接続インポジション指示等価抵抗は、通常イーサネット端末４４０のインポジション指示等価抵抗とほぼ同じになる。また、各リレーの等価容量を１５０ｎＦより遥かに小さいように設定すると、ＰＤ制御回路モジュールの入力側で例えば２ｎＦのような１０ｎＦより小さい容量を並列接続したり、またはいかなる容量も使用しないことができる。すると、並列接続等価容量は通常イーサネット端末４４０の等価容量とほぼ同じになる。
ここからわかるように、インポジション等価抵抗調節回路とＰＤ制御回路モジュールの入力側に対して容量を並列接続する設定により、リレーのインポジション指示等価抵抗と等価容量が通常イーサネット端末４４０のインポジション指示等価抵抗と等価容量に影響を与えることがなく、ＰＳＥは通常イーサネット端末４４０がインポジションであるかどうかを正確に判断することができる。
ここからわかるように、インポジション等価抵抗調節回路とＰＤ制御回路モジュールの入力側に対して容量を並列接続する設定により、リレーのインポジション指示等価抵抗と等価容量が通常イーサネット端末４４０のインポジション指示等価抵抗と等価容量に影響を与えることがなく、ＰＳＥは通常イーサネット端末４４０がインポジションであるかどうかを正確に判断することができる。
２．ＰＤ消費電力検出：オプションとして、通常イーサネットスイッチ４１０側のＰＳＥは給電の前に、通常イーサネット端末４４０の必要な消費電力タイプをさらに識別する。
ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ−２００３標準規格の規定によれば、負荷消費電力タイプを識別する際に、イーサネット給電等価負荷のモデルは図１０に示すようである。受電負荷は直列接続した等価電流源と定電圧ダイオードに等価する。この等価電流源は消費電力指示等価電流Ｉｃｌａｓｓと呼ばれる。図１０の４つのダイオードは整流器を表す。ＰＳＥは１５．５Ｖ〜２０．５Ｖ間の消費電力タイプ判別直流電圧Ｖｃｌａｓｓ＋とＶｃｌａｓｓ−を出力すると共に、最大出力電流を１００ｍＡに制限し、こんな場合、定電圧ダイオードの電圧は１０．１Ｖ〜１４．５Ｖの電圧を維持する。ＰＳＥはＩｃｌａｓｓの大きさによって、負荷消費電力要求を判別して、負荷消費電力要求によって、供給する電源消費電力を決定する。
ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ−２００３標準規格の規定によれば、負荷消費電力タイプを識別する際に、イーサネット給電等価負荷のモデルは図１０に示すようである。受電負荷は直列接続した等価電流源と定電圧ダイオードに等価する。この等価電流源は消費電力指示等価電流Ｉｃｌａｓｓと呼ばれる。図１０の４つのダイオードは整流器を表す。ＰＳＥは１５．５Ｖ〜２０．５Ｖ間の消費電力タイプ判別直流電圧Ｖｃｌａｓｓ＋とＶｃｌａｓｓ−を出力すると共に、最大出力電流を１００ｍＡに制限し、こんな場合、定電圧ダイオードの電圧は１０．１Ｖ〜１４．５Ｖの電圧を維持する。ＰＳＥはＩｃｌａｓｓの大きさによって、負荷消費電力要求を判別して、負荷消費電力要求によって、供給する電源消費電力を決定する。
本発明の実施例において、受電負荷はリレーのＰＤユニットをさらに備える。上記にも述べたように、並列接続した総消費電力指示等価電流が通常イーサネット端末４４０の消費電力指示等価電流より大きくなって、負荷消費電力タイプ識別の正確性に影響を与える。
リレーによる負荷消費電力タイプ識別への影響を低減するために、本発明の実施例では各リレーの消費電力指示等価電流調節回路を調節して、所在ＰＤユニットがＰＤ消費電力検出段階で所定の等価電流値に現れるようにし、この所定の等価電流値は統合ＰＤの消費電力指示等価電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにする。
リレーによる負荷消費電力タイプ識別への影響を低減するために、本発明の実施例では各リレーの消費電力指示等価電流調節回路を調節して、所在ＰＤユニットがＰＤ消費電力検出段階で所定の等価電流値に現れるようにし、この所定の等価電流値は統合ＰＤの消費電力指示等価電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにする。
具体的には、消費電力指示等価電流調節回路を調節することにより、各リレーの消費電力指示等価電流を０ｍＡに接近するようにし、例えば０．５ｍＡより小さくなるようにする。実際では、可変消費電力指示抵抗Ｒｐを消費電力指示等価電流調節回路としてよい。好ましくは、Ｒｐを設定することで、各リレーの消費電力指示等価電流が０．２５ｍＡになるようにする。すると、２つのリレーと通常イーサネット端末４４０の並列接続消費電力指示等価電流は、通常イーサネット端末４４０の消費電力指示等価電流とほぼ同じになる。Ｒｐの具体的な値はリレーの具体的なハードウェア構成に係り、実験によって決定することができる。
ここからわかるように、消費電力指示等価電流調節回路に対する設定により、リレーの消費電力指示等価電流が通常イーサネット端末４４０の消費電力指示等価電流に影響を与えることがなく、ＰＳＥは通常イーサネット端末４４０の消費電力タイプを正確に識別することができる。
ここからわかるように、消費電力指示等価電流調節回路に対する設定により、リレーの消費電力指示等価電流が通常イーサネット端末４４０の消費電力指示等価電流に影響を与えることがなく、ＰＳＥは通常イーサネット端末４４０の消費電力タイプを正確に識別することができる。
３．スロースタート
ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ−２００３標準規格の規定によれば、パワーオンの過程において、受電負荷の等価容量が１８０μＦより大きくないべきであり、さもないと、スロースタートを実施する必要がある。
本発明の実施例において、受電負荷はリレーのＰＤユニットをさらに備える。上記に述べたように、並列接続した等価容量が通常イーサネット端末の等価容量より大きくなって、スロースタートを行う必要かどうかの判断に影響を与える。
リレーによるスロースタートの判定への影響を低減するために、本発明の実施例では各リレーの開始インパルス電流調節回路を調節して、給電開始段階で所在ＰＤユニットの開始インパルス電流が所定の最大開始電流値より小さいようにし、この所定の最大開始電流値は前記統合ＰＤの開始インパルス電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにする。
ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ−２００３標準規格の規定によれば、パワーオンの過程において、受電負荷の等価容量が１８０μＦより大きくないべきであり、さもないと、スロースタートを実施する必要がある。
本発明の実施例において、受電負荷はリレーのＰＤユニットをさらに備える。上記に述べたように、並列接続した等価容量が通常イーサネット端末の等価容量より大きくなって、スロースタートを行う必要かどうかの判断に影響を与える。
リレーによるスロースタートの判定への影響を低減するために、本発明の実施例では各リレーの開始インパルス電流調節回路を調節して、給電開始段階で所在ＰＤユニットの開始インパルス電流が所定の最大開始電流値より小さいようにし、この所定の最大開始電流値は前記統合ＰＤの開始インパルス電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにする。
具体的には、開始インパルス電流調節回路を調節することにより、各リレーの開始インパルス電流を１８０μＦ等価容量により生じた開始インパルス電流より遥かに小さいようにし、例えば開始インパルス電流を１８μＦ等価容量により生じた開始インパルス電流より小さいようにする。実際では、可変開始インパルス電流調節抵抗Ｒｃを開始インパルス電流調節回路としてよい。好ましくは、各リレーの開始インパルス電流が１０μＦ負荷容量により生じたインパルス電流と等しいように、Ｒｃを設定する。Ｒｃの具体的な値はリレーの具体的なハードウェア構成に係り、実験によって決定することができる。
４．リアルタイム負荷検出：ＰＳＥが給電した後に、受電負荷状況をリアルタイムに検出する。オーバーフロー、負荷切断などの異常があれば、直ちに電源をオフにし、再び給電する。
ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ−２００３標準規格の規定によれば、ＰＳＥが給電した後に、受電負荷の等価電流が１０ｍＡより大きく、等価抵抗が１６．２５Ｋオームより小さく、等価容量が０．０５μＦより大きいはずである。一般的に、２つのリレーと通常イーサネット端末４４０の並列接続負荷はこのような要求を満たすことができ、特別な処理を必要としない。
ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ−２００３標準規格の規定によれば、ＰＳＥが給電した後に、受電負荷の等価電流が１０ｍＡより大きく、等価抵抗が１６．２５Ｋオームより小さく、等価容量が０．０５μＦより大きいはずである。一般的に、２つのリレーと通常イーサネット端末４４０の並列接続負荷はこのような要求を満たすことができ、特別な処理を必要としない。
説明すべきところとして、一般的に、各リレーの消費電力が０．５Ｗより小さく、２つのリレーがＰＳＥにより供給される総消費電力の小さな部分を占めており、長距離ケーブルの損失も増加するため、通常イーサネット端末の最大許可消費電力が減少される。そのため、例えば、ＰＳＥの出力電圧を向上させ、４より対線の給電を採用するような措置を取って長距離線路の損失を埋め合わせて、イーサネット受電端末の使用可能な消費電力を維持することができる。当業者にとって、これらの改善措置と本発明の実施例との結合は容易に理解でき、ここで説明を省略する。
上記では、本実施例１に係るリレーが、第１インターフェースユニットが長距離イーサネットインターフェースであることを例としたが、このリレーでの電源伝送トンネルが電気トンネルであって、方向の制限がないため、ＲＪ４５コネクター７１１を給電側に接続してもよく、受電側に接続してもよいので、このリレーは図４のリレー４３０であってもよい。
上記では、本実施例１に係るリレーが、第１インターフェースユニットが長距離イーサネットインターフェースであることを例としたが、このリレーでの電源伝送トンネルが電気トンネルであって、方向の制限がないため、ＲＪ４５コネクター７１１を給電側に接続してもよく、受電側に接続してもよいので、このリレーは図４のリレー４３０であってもよい。
本実施例１では具体的に長距離イーサネットインターフェースと通常イーサネットインターフェースとがいずれもデータ線対を用いてイーサネットデータを伝送し、スペア線対を用いて給電電源を伝送するリレーの構成図を説明した。
本発明に係る実施例２において、リレーの長距離イーサネットインターフェースはデータ線対を用いてイーサネットデータを伝送し、スペア線対を用いて給電電源を伝送し、通常イーサネットインターフェースはデータ線対を用いてイーサネットデータと給電電源を伝送する。実施例２のリレーの構成は図７と類似しており、実施例２において、変圧器群７１２で給電電源を搭載する２つの変圧器のセンタータップをそれぞれ変圧器群７３２における２つの変圧器の２つのセンタータップと対応的に接続するという点で異なっている。
本発明に係る実施例２において、リレーの長距離イーサネットインターフェースはデータ線対を用いてイーサネットデータを伝送し、スペア線対を用いて給電電源を伝送し、通常イーサネットインターフェースはデータ線対を用いてイーサネットデータと給電電源を伝送する。実施例２のリレーの構成は図７と類似しており、実施例２において、変圧器群７１２で給電電源を搭載する２つの変圧器のセンタータップをそれぞれ変圧器群７３２における２つの変圧器の２つのセンタータップと対応的に接続するという点で異なっている。
本発明に係る実施例３では、長距離イーサネットインターフェースと通常イーサネットインターフェースが全てデータ線対を用いてイーサネットデータと給電電源を伝送してもよい。図１１は実施例３に係るリレーの構成図を示す。図１１に示すように、長距離イーサネットインターフェースユニット７１でのデータ線対がイーサネットデータと給電電源を搭載し、このデータ線対と接続されている変圧器のセンタータップを通常イーサネットインターフェースユニット７３でのデータ線対と接続されている変圧器のセンタータップと接続するという点は実施例１と異なっている。
もちろん、長距離イーサネットインターフェースがデータ線対を用いてイーサネットデータと給電電源を伝送し、通常イーサネットインターフェースがスペア線対を用いてイーサネットデータと給電電源を伝送するようにしてもよい。この場合、図１１の長距離イーサネットインターフェースユニット７１でのデータ線対と接続されている変圧器のセンタータップは通常イーサネットインターフェースユニット７３でのスペア線対のより対線と接続される。
実際において、長距離イーサネットインターフェースはまた１より対線モードまたは４より対線モードで動作することができる。４より対線モードで動作する場合、４より対線がいずれもデータ線対であって、給電電源はデータと同じ線対を共有するしかない。
実際において、長距離イーサネットインターフェースはまた１より対線モードまたは４より対線モードで動作することができる。４より対線モードで動作する場合、４より対線がいずれもデータ線対であって、給電電源はデータと同じ線対を共有するしかない。
上記からわかるように、リレーの長距離イーサネットインターフェースと通常イーサネットインターフェースがどのようなモードで動作するにかかわらず、電源信号伝送にデータ線対を用いるかまたはスペア線対を用いるかにかかわらず、リレーの一方のインターフェースがイーサネットデータを搭載する線対から得られたデータをデータリレーユニットを介して他方のインターフェースに送信し、給電電源を搭載する線対から得られた給電電源を直接に他方のインターフェースを介して送出することさえすれば、データと電源のリレーは実現できる。ここからわかるように、イーサネットデータを搭載する線対が給電電源を搭載する線対と同じでもよく、異なってもよい。
説明すべきところとして、長距離イーサネットインターフェースと通常イーサネットインターフェースの動作モード、及び電源信号伝送にデータ線対を用いるかまたはスペア線対を用いるかは、このインターフェースと接続されたイーサネットデバイスに対応される必要がある。例えば、図５において長距離イーサネットスイッチ５１０と通常イーサネット端末５４０はいずれも２より対線モードで動作し、ここで、長距離イーサネットスイッチ５１０はスペア線対を用いて給電電源信号を伝送し、通常イーサネット端末５４０はデータ線対を用いて給電電源信号を伝送する場合、リレー５２０は実施例２で説明された構成を採用すべきである。
上記は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の精神と原則内で行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
４１０ 通常イーサネットスイッチ
４２０ リレー
４３０ リレー
４４０ 通常イーサネット端末
５１０ 長距離イーサネットスイッチ
５２０ リレー
５４０ 通常イーサネット端末
６１ 第１インターフェースユニット
６２ データリレーユニット
６３ 第２インターフェースユニット
７１ 長距離イーサネットインターフェースユニット
７１１ ＲＪ４５コネクター
７１２ 変換器群
７１３ 長距離イーサネット物理層チップ
７２ データリレーユニット
７３ 通常イーサネットインターフェースユニット
７３１ ＲＪ４５コネクター
７３２ 変換器群
７３３ 通常イーサネット物理層チップ
７４ ＰＤユニット
７４１ 整流器
７４２ ＰＤ制御回路モジュール
７４３ 電源変換回路モジュール
４２０ リレー
４３０ リレー
４４０ 通常イーサネット端末
５１０ 長距離イーサネットスイッチ
５２０ リレー
５４０ 通常イーサネット端末
６１ 第１インターフェースユニット
６２ データリレーユニット
６３ 第２インターフェースユニット
７１ 長距離イーサネットインターフェースユニット
７１１ ＲＪ４５コネクター
７１２ 変換器群
７１３ 長距離イーサネット物理層チップ
７２ データリレーユニット
７３ 通常イーサネットインターフェースユニット
７３１ ＲＪ４５コネクター
７３２ 変換器群
７３３ 通常イーサネット物理層チップ
７４ ＰＤユニット
７４１ 整流器
７４２ ＰＤ制御回路モジュール
７４３ 電源変換回路モジュール
Claims (21)
- 相互に通信する第１イーサネットデバイスと第２イーサネットデバイスとを備える長距離通信イーサネットシステムであって、リレーをさらに備え、
前記第１イーサネットデバイスと第２イーサネットデバイスのうち、一方は通常イーサネットデバイスであり、他方は通常イーサネットデバイスまたは長距離イーサネットデバイスであり、
前記第１イーサネットデバイスと前記第２イーサネットデバイスはリレーを介して通信し、
前記リレーは通常イーサネットデータと長距離イーサネットデータとの間の相互変換を行う、
ことを特徴とする長距離通信イーサネットシステム。 - 前記第１イーサネットデバイスと第２イーサネットデバイスはいずれも通常イーサネットデバイスであり、前記システムは２つのリレーを備え、
前記第１イーサネットデバイスは通常イーサネットデータを搭載する通常イーサネットリンクを介して一方のリレーと接続し、第２イーサネットデバイスは通常イーサネットデータを搭載する通常イーサネットデータリンクを介して他方のリレーと接続し、前記２つのリレーは長距離イーサネットデータを搭載する長距離イーサネットリンクを介して接続する、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。 - 前記第１イーサネットデバイスは長距離イーサネットデバイスであり、前記第２イーサネットデバイスは通常イーサネットデバイスであり、前記第１イーサネットデバイスは通常イーサネットデータを搭載する通常イーサネットリンクを介してリレーと接続し、前記第２イーサネットデバイスは長距離イーサネットデータを搭載する長距離イーサネットリンクを介して前記リレーと接続する、ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- 前記第１イーサネットデバイスはイーサネット給電機器であり、前記第２イーサネットデバイスはイーサネット受電端末であり、前記リレーはさらにイーサネット給電機器から供給された給電電源をイーサネット受電端末へ伝送する、ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- 前記リレーは、第１インターフェースユニットと、データリレーユニットと、第２インターフェースユニットと、を備え、前記第１インターフェースユニットと前記第２インターフェースユニットはそれぞれ通常イーサネットインターフェースユニットと長距離イーサネットインターフェースユニットのうちの一方と他方であり、
前記第１インターフェースユニットは、受信された双方向イーサネットデータに対して自局のインターフェースタイプ下の物理層処理を行い、前記イーサネット給電機器からの給電電源を電源伝送トンネルを介して前記第２インターフェースユニットに送信し、
前記データリレーユニットは、前記第１インターフェースユニットからのイーサネットデータを前記第２インターフェースユニットに伝達し、前記第２インターフェースユニットからのイーサネットデータを前記第１インターフェースユニットに伝達し、
前記第２インターフェースユニットは、受信された双方向イーサネットデータに対して自局のインターフェースタイプ下の物理層処理を行い、前記第１インターフェースユニットからの給電電源を前記イーサネット受電端末へ送信する、
ことを特徴とする請求項４に記載のシステム。 - 前記長距離イーサネットインターフェースユニットは、第１コネクターと、第１カプラー群と、長距離イーサネット物理層チップと、を備え、前記通常イーサネットインターフェースユニットは、第２コネクターと、第２カプラー群と、通常イーサネット物理層チップと、を備え、
前記第１コネクターは長距離イーサネットリンクと接続し、
前記第１カプラー群は、前記第１コネクターにおいて長距離イーサネットデータを搭載する線対を前記長距離イーサネット物理層チップにカップリングし、前記第１コネクターにおいて給電電源を搭載する線対を前記第２コネクターにおいて給電電源を搭載する線対に接続し、
前記長距離イーサネット物理層チップは、双方向イーサネットデータに対して長距離イーサネット物理層処理を行い、
前記第２コネクターは通常イーサネットリンクと接続し、
前記第２カプラー群は、第２コネクターにおいて通常イーサネットデータを搭載する線対を前記通常イーサネット物理層チップにカップリングし、
前記通常イーサネット物理層チップは、双方向イーサネットデータに対して通常イーサネット物理層処理を行う、
ことを特徴とする請求項５に記載のシステム。 - 前記リレーは、前記電源伝送トンネルから給電電源を取得し、取得された給電電源の電圧を所在リレーの動作電圧に変換して、所在リレーの動作電源とする受電機器ＰＤユニットをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
- 前記システムにおいて、前記リレーのＰＤユニットが前記イーサネット受電端末におけるＰＤユニットと並列接続して統合ＰＤに等価し、
前記リレーのＰＤユニットはインポジション指示等価抵抗調節回路を備え、
前記インポジション指示等価抵抗調節回路は、その所在するＰＤユニットがＰＤインポジション検出段階で所定の等価抵抗値に現れるように設定され、この所定の等価抵抗値は前記統合ＰＤのインポジション指示等価抵抗がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにする、
ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。 - 前記リレーのＰＤユニットは、消費電力指示等価電流調節回路および／または開始インパルス電流調節回路をさらに備え、
前記消費電力指示等価電流調節回路は、その所在するＰＤユニットがＰＤ消費電力検出段階で所定の等価電流値に現れるように設定され、この所定の等価電流値は前記統合ＰＤの消費電力指示等価電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにし、
前記開始インパルス電流調節回路は、その所在するＰＤユニットの開始インパルス電流が給電開始段階で所定の最大開始電流値より小さいように設定され、この所定の最大開始電流値は前記統合ＰＤの開始インパルス電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにする、
ことを特徴とする請求項８に記載のシステム。 - 前記所定の等価抵抗値は２６５Ｋオームより大きく、前記所定の等価電流値は０．５ｍＡより小さく、前記所定の最大開始電流値は１８μＦ等価容量により生じたインパルス電流より小さいことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
- リレーであって、
外部の通常イーサネットリンクと接続し、受信された双方向イーサネットデータに対して通常イーサネット物理層処理を行う通常イーサネットインターフェースユニットと、
前記通常イーサネットインターフェースユニットからのイーサネットデータを長距離イーサネットインターフェースユニットに伝達し、前記長距離イーサネットインターフェースユニットからのイーサネットデータを通常イーサネットインターフェースユニットに伝達するデータリレーユニットと、
外部の長距離イーサネットリンクと接続し、受信された双方向イーサネットデータに対して長距離イーサネット物理層処理を行う長距離イーサネットインターフェースユニットと、
を備えることを特徴とするリレー。 - 前記通常イーサネットリンクと長距離イーサネットリンクはいずれもイーサネットデータと給電電源を搭載し、前記通常イーサネットインターフェースユニットと長距離イーサネットインターフェースユニットの間には給電電源を伝達する電源伝送トンネルがさらに備えられていることを特徴とする請求項１１に記載のリレー。
- 前記長距離イーサネットインターフェースユニットは、第１コネクターと、第１カプラー群と、長距離イーサネット物理層チップと、を備え、
前記通常イーサネットインターフェースユニットは、第２コネクターと、第２カプラー群と、通常イーサネット物理層チップと、を備え、
前記第１コネクターは、外部の長距離イーサネットリンクと接続し、
前記第１カプラー群は、前記第１コネクターにおいて長距離イーサネットデータを搭載する線対を前記長距離イーサネット物理層チップにカップリングし、前記第１コネクターにおいて給電電源を搭載する線対を前記第２コネクターにおいて給電電源を搭載する線対に接続して、電源伝送トンネルを形成し、
前記長距離イーサネット物理層チップは、受信された双方向イーサネットデータに対して長距離イーサネット物理層処理を行い、
前記第２コネクターは、外部の通常イーサネットリンクと接続し、
前記第２カプラー群は、前記第２コネクターにおいて通常イーサネットデータを搭載する線対を前記通常イーサネット物理層チップにカップリングし、
前記通常イーサネット物理層チップは、受信された双方向イーサネットデータに対して通常イーサネット物理層処理を行う、
ことを特徴とする請求項１２に記載のリレー。 - 前記第１カプラー群は、４つのカプラーを備え、
前記第２カプラー群は、２つのカプラーを備え、
前記第１カプラー群において、給電電源を搭載する２つのカプラーは、それぞれ前記第１コネクターにおいて給電電源を搭載する２つの線対と対応的に接続し、当該給電電源を搭載する２つのカプラーのセンタータップは、それぞれ前記第２カプラー群における２つのカプラーのセンタータップと対応的に接続し、または当該給電電源を搭載する２つのカプラーのセンタータップは、それぞれ前記第２コネクターの２つのスペア線対と対応的に接続する、
ことを特徴とする請求項１３に記載のリレー。 - 前記第１コネクターにおいて長距離イーサネットデータを搭載する線対と給電電源を搭載する線対が、同じ線対または異なる線対であり、
前記第２コネクターにおいて通常イーサネットデータを搭載する線対と給電電源を搭載する線対が、同じ線対または異なる線対である、ことを特徴とする請求項１３に記載のリレー。 - 前記電源伝送トンネルは、隔離インダクタをさらに備えることを特徴とする請求項１２、１３、１４、または１５に記載のリレー。
- 前記リレーは、前記電源伝送トンネルから給電電源を取得し、取得された給電電源の電圧を所在リレーの動作電圧に変換して、所在リレーの動作電源とするＰＤユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１２、１３、１４、または１５に記載のリレー。
- 前記リレーをイーサネット給電ＰＯＥシステムのデータと給電電源リレーとする場合、前記ＰＤユニットと、所在ＰＯＥにおけるイーサネット受電端末のＰＤユニットと、他のリレーのＰＤユニットとを並列接続して統合ＰＤに等価し、
前記ＰＤユニットは、整流器と、ＰＤ制御回路モジュールと、電圧変換回路モジュールと、を備え、
前記整流器は、電源伝送トンネルから取得された給電電源を整流し、
ＰＤ制御回路モジュールは、主制御回路と、インポジション等価抵抗調節回路とを備え、
前記主制御回路は、整流された給電電源を前記電源変換回路モジュールに供給して、ＰＤ検出での関連制御操作を実現し、
前記インポジション等価抵抗調節回路は、その所在するＰＤ制御回路モジュールがＰＤインポジション検出段階で所定の等価抵抗値に現れるように設定され、当該所定の等価抵抗値は、前記統合ＰＤのインポジション指示等価抵抗がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにし、
電源変換回路モジュールは、ＰＤ制御回路モジュールからの給電電源電圧を所在リレーの動作電圧に変換して、所在リレーの動作電源とする、
ことを特徴とする請求項１７に記載のリレー。 - 前記ＰＤ制御回路モジュールは、消費電力指示等価電流調節回路および／または開始インパルス電流調節回路をさらに備え、
前記消費電力指示等価電流調節回路は、その所在するＰＤ制御回路モジュールがＰＤ消費電力検出段階で所定の等価電流値に現れるように設定され、当該所定の等価電流値は前記統合ＰＤの消費電力指示等価電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにし、
前記開始インパルス電流調節回路は、その所在するＰＤ制御回路モジュールの開始インパルス電流が給電開始段階で所定の最大開始電流値より小さいように設定され、当該所定の最大開始電流値は前記統合ＰＤの開始インパルス電流がＩＥＥＥ８０２．３ａｆ標準規格の要求に符合するようにする、
ことを特徴とする請求項１８に記載のリレー。 - 前記所定の等価抵抗値は２６５Ｋオームより大きく、
前記所定の等価電流値は０．５ｍＡより小さく、
前記所定の最大開始電流値は１８μＦ等価容量により生じたインパルス電流より小さいことを特徴とする請求項１９に記載のリレー。 - 前記インポジション等価抵抗調節回路、前記消費電力指示等価電流調節回路、および前記開始インパルス電流調節回路はいずれも可変抵抗である、ことを特徴とする請求項１９に記載のリレー。
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