JP2017536619A - 給電機器チップならびにパワーオーバーイーサネットデバイスおよび方法 - Google Patents

Abstract

電力を供給するために４つのケーブルペアが用いられるときに、ピアエンドが受電デバイス（ＰＤ）に接続されているというステータスを決定することができる、給電機器（ＰＳＥ）チップ、ならびにパワーオーバーイーサネット（ＰｏＥ）デバイスおよび方法がもたらされる。ＰＳＥチップは、チャネルコントローラ、第１のチャネル検出器、および第２のチャネル検出器を含む。チャネルコントローラは、イーサネットツイストペアにおける第１のグループのケーブルペアに沿って、第１のチャネル検出器を用いて第１の検出電圧を送り、イーサネットツイストペアにおける第２のグループのケーブルペアに沿って、第２のチャネル検出器を用いて第２の検出電圧を送り、第１の検出電圧および第１のチャネル検出器によって検出された電流に従って、第１のインピーダンスを決定し、第２の検出電圧および第２のチャネル検出器によって検出された電流に従って、第２のインピーダンスを決定し、第１のインピーダンスが予め設定された範囲に入るときは、第１のグループのケーブルペアは有効なＰＤに接続されていると決定し、第２のインピーダンスが予め設定された範囲に入るときは、第２のグループのケーブルペアは有効なＰＤに接続されていると決定する。

Description

本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、２０１４年１０月３０日に中国特許庁に出願した「給電機器チップならびにパワーオーバーイーサネットデバイスおよび方法」という名称の中国特許出願第２０１４１０６０４２１０．１号の優先権を主張するものである。

本発明は、パワーオーバーイーサネット技術の分野に関し、具体的には給電機器チップ、ならびにパワーオーバーイーサネットデバイスおよび方法に関する。

パワーオーバーイーサネット（Power over Ethernet、略してＰｏＥ）は、ツイストペアを用いて、イーサネットデータの送信および電力（power）の供給の両方を行う技術である。電力とは、供給される電気（electricity）を指す。

米国電気通信工業会（Telecommunications Industry Association、略してＴＩＡ）／米国電子工業会（Electronic Industries Alliance、略してＥＩＡ）５６８（ＴＩＡ／ＥＩＡ−５６８）の仕様によればイーサネットツイストペアにおいて、８位置８接点（8 position 8 contact、略して８Ｐ８Ｃ）モジュラコネクタ（modular connector）内のピン１に接続されたケーブル（以下では略してケーブル１）および８Ｐ８Ｃモジュラコネクタ内のピン２に接続されたケーブル（以下では略してケーブル２）は、ケーブルペア３を形成し、８Ｐ８Ｃモジュラコネクタ内のピン３に接続されたケーブル（以下では略してケーブル３）および８Ｐ８Ｃモジュラコネクタ内のピン６に接続されたケーブル（以下では略してケーブル６）は、ケーブルペア２を形成し、８Ｐ８Ｃモジュラコネクタ内のピン４に接続されたケーブル（以下では略してケーブル４）および８Ｐ８Ｃモジュラコネクタ内のピン５に接続されたケーブル（以下では略してケーブル５）は、ケーブルペア１を形成し、８Ｐ８Ｃモジュラコネクタ内のピン７に接続されたケーブル（以下では略してケーブル７）および８Ｐ８Ｃモジュラコネクタ内のピン８に接続されたケーブル（以下では略してケーブル８）は、ケーブルペア４を形成する。

ＰｏＥデバイスは２つのタイプのデバイス、給電機器（power sourcing equipment、略してＰＳＥ）および受電デバイス（powered device、略してＰＤ）を含み、またはＰｏＥデバイスはＰＳＥおよびＰＤの両方になり得る。ＰＳＥは、電力をＰＤに供給するデバイスである。ＰＤは、電力を受け取るデバイス、例えばインターネットプロトコル（Internet Protocol、略してＩＰ）電話、ネットワークカメラ、無線アクセスポイント（wireless access point、略してＷＡＰ）、携帯情報端末（personal digital assistant、略してＰＤＡ）、または携帯電話充電器などのイーサネットデバイスである。

従来のＰＳＥは、電力供給において２つのケーブルペアのみをサポートする。例えばＰＳＥは、イーサネットツイストペアにおけるケーブル１、ケーブル２、ケーブル３、およびケーブル６のみを用いて電力を供給し、またはイーサネットツイストペアにおけるケーブル４、ケーブル５、ケーブル７、およびケーブル８を用いて電力を供給する。例えばＰＳＥがイーサネットツイストペアにおけるケーブル１、ケーブル２、ケーブル３、およびケーブル６を用いて電力を供給する場合、ＰＳＥは検出信号をピアエンドに送る。ＰＳＥは、ピアエンドの抵抗および容量が設定された範囲に入ることを検出したとき、例えば抵抗が１９キロオームから２６．５キロオーム（kiloohm、記号：ｋΩ）までの範囲に入り、容量が０．１５０マイクロファラッド（microfarad、記号：μＦ）未満であるとき、ＰＳＥはピアエンドが有効な（valid）ＰＤに接続されていると決定する。ピアエンドは、イーサネットツイストペアの端部であり、ＰＳＥに接続された他方の端部ではない方である。

ＰＳＥとＰＤとの間で取り決められるクラスは、クラス０から４である。クラス４の場合、ＰＳＥによってもたらされる電力は最大となり、出力電力はおおよそ３０ワット（watt、記号：Ｗ）である。ＰＤによって必要とされる電力が３０Ｗより大きいとき、電力の供給において２つのケーブルペアのみをサポートするＰＳＥはＰＤの要件を満たすことができず、ＰＳＥは４つのケーブルペアを用いて電力を供給する、すなわち第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアの両方を用いてＰＤに電力を供給する必要がある。第１のグループのケーブルペアは、ケーブルペア２およびケーブルペア３を含み、第２のグループのケーブルペアは、ケーブルペア１およびケーブルペア４を含む。

しかし現在は、ＰＳＥが４つのケーブルペアを用いて電力を供給する必要がある場合は、ピアエンドがＰＤに接続されているというステータスを決定する方法がない。結果として、ピアエンドがＰＤに接続されているというステータスに従って、ピアエンドに接続されたＰＤに電力を供給することができない。

本出願は、電力を供給するために４つのケーブルペアが用いられるときに、ピアエンドがＰＤに接続されているというステータスを決定して、ピアエンドに接続されたＰＤに電力を供給することができる、給電機器チップ、ならびにパワーオーバーイーサネットデバイスおよび方法をもたらす。

第１の態様によれば、チャネルコントローラ、第１のチャネル検出器、および第２のチャネル検出器を含んだ給電機器チップがもたらされ、
チャネルコントローラは、イーサネットツイストペアにおける第１のグループのケーブルペアに沿って、第１のチャネル検出器を用いて第１の検出電圧を送り、イーサネットツイストペアにおける第２のグループのケーブルペアに沿って、第２のチャネル検出器を用いて第２の検出電圧を送り、
チャネルコントローラは、第１の検出電圧および第１のチャネル検出器によって検出された電流に従って、第１のインピーダンスを決定し、第２の検出電圧および第２のチャネル検出器によって検出された電流に従って、第２のインピーダンスを決定し、
チャネルコントローラは、第１のインピーダンスが予め設定された範囲に入り、第２のインピーダンスが予め設定された範囲を超えるとき、第１のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給し、またはチャネルコントローラは、第２のインピーダンスが予め設定された範囲に入り、第１のインピーダンスが予め設定された範囲を超えるとき、第２のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給し、
第１のチャネル検出器は、チャネルコントローラが、第１のグループのケーブルペアに沿って、第１のチャネル検出器を用いて第１の検出電圧を送るとき、第１のグループのケーブルペアの電流を検出し、
第２のチャネル検出器は、チャネルコントローラが、第２のグループのケーブルペアに沿って、第２のチャネル検出器を用いて第２の検出電圧を送るとき、第２のグループのケーブルペアの電流を検出する。

第１の態様に関連して第１の可能な実装方法において、給電機器チップは、第３のチャネル検出器をさらに含み、第３のチャネル検出器は、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアの両方に接続され、
チャネルコントローラは、第１のインピーダンスおよび第２のインピーダンスの両方が予め設定された範囲に入るとき、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアに沿って、第３のチャネル検出器を用いて第３の検出電圧を送り、第３の検出電圧および第３のチャネル検出器によって検出された電流の和に従って、全抵抗を決定し、
チャネルコントローラは、第１のインピーダンスおよび第２のインピーダンスの両方が予め設定された範囲に入り、全抵抗が抵抗値範囲に入るとき、トランクを用いて電力を供給し、チャネルコントローラがトランクを用いて電力を供給するとき、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアに沿って電力を供給し、
第３のチャネル検出器は、チャネルコントローラが第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアに沿って、第３のチャネル検出器を用いて第３の検出電圧を送るとき、第１のグループのケーブルペアの電流と第２のグループのケーブルペアの電流との和を検出する。

第１の態様の第１の可能な実装方法に関連して、第２の可能な実装方法において、チャネルコントローラは、第１のインピーダンスおよび第２のインピーダンスの両方が予め設定された範囲に入り、全抵抗が抵抗値範囲を超えるとき、第１のブランチを用いて電力を供給し、第２のブランチを用いて電力を供給し、第１のブランチを用いて行われる電力供給は、第２のブランチを用いて行われる電力供給とは独立であり、
第１のブランチを用いて電力が供給されるときは、第１のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給し、第２のブランチを用いて電力が供給されるときは、第２のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給する。

第２の態様によれば、イーサネットインターフェースと、本発明の実施形態においてもたらされる給電機器チップとを備えたパワーオーバーイーサネットデバイスがもたらされ、給電機器はイーサネットインターフェースに接続される。

第２の態様に関連して第１の可能な実装方法において、給電機器チップは、チャネル検出器の複数のグループを含み、チャネル検出器の複数のグループにおける、チャネル検出器の各グループは、対応する第１のチャネル検出器および対応する第２のチャネル検出器を含み、
チャネルコントローラは、チャネル検出器の複数のグループにおける、チャネル検出器の各グループに接続され、
チャネル検出器の複数のグループにおける、チャネル検出器の各グループ内の第１のチャネル検出器は、イーサネットポートにおける第１のグループのケーブルペアに接続された接点に接続され、チャネル検出器の各グループ内の第２のチャネル検出器は、チャネル検出器のグループ内の第１のチャネル検出器に接続された、イーサネットインターフェースにおける第２のグループのケーブルペアに接続された接点に接続され、
チャネル検出器の異なるグループは、異なるイーサネットインターフェースに接続される。

第２の態様の第１の可能な実装方法に関連して、第２の可能な実装方法において、チャネル検出器の複数のグループにおける、チャネル検出器の各グループは、対応する第３のチャネル検出器をさらに含み、
チャネル検出器の複数のグループにおける、チャネル検出器の各グループ内の第３のチャネル検出器は、チャネル検出器のグループ内の第１のチャネル検出器に接続された、イーサネットインターフェースにおける第１のグループのケーブルペアに接続された接点に接続され、およびイーサネットインターフェースにおける第２のグループのケーブルペアに接続された接点に接続される。

第３の態様によれば、パワーオーバーイーサネット方法がもたらされ、
ＰＳＥチップによって第１の検出電圧を、イーサネットツイストペアにおける第１のグループのケーブルペアに沿ってイーサネットインターフェースを通じて送るステップと、第１の検出電圧が第１のグループのケーブルペアに沿って送られるときに、第１のグループのケーブルペアの電流を検出するステップと、第１の検出電圧および第１の検出電圧が送られるときに検出された第１のグループのケーブルペアの電流に従って、第１のインピーダンスを決定するステップと、
ＰＳＥチップによって第２の検出電圧を、イーサネットツイストペアにおける第２のグループのケーブルペアに沿ってイーサネットインターフェースを通じて送るステップと、第２の検出電圧が第２のグループのケーブルペアに沿って送られるときに、第２のグループのケーブルペアの電流を検出するステップと、第２の検出電圧および第２の検出電圧が送られるときに検出された第２のグループのケーブルペアの電流に従って、第２のインピーダンスを決定するステップと、
ＰＳＥチップによって、第１のインピーダンスが予め設定された範囲に入り、第２のインピーダンスが予め設定された範囲を超えるときは、第１のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給するステップ、または第２のインピーダンスが予め設定された範囲に入り、第１のインピーダンスが予め設定された範囲を超えるときは、第２のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給するステップと
を含む。

第３の態様に関連して第１の可能な実装方法において、第１のインピーダンスおよび第２のインピーダンスの両方が予め設定された範囲に入るとき、方法は、
ＰＳＥチップによって第３の検出電圧を、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアに沿ってイーサネットインターフェースを通じて送るステップと、第３の検出電圧が第１のグループのケーブルおよび第２のグループのケーブルペアに沿って送られるときに、第１のグループのケーブルペアの電流と第２のグループのケーブルペアの電流との和を検出するステップと、第３の検出電圧および検出された電流の和に従って全抵抗を決定するステップと、全抵抗が抵抗値範囲に入るときにトランクを用いて電力を供給するステップと、
ＰＳＥチップがトランクを用いて電力を供給するときに、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアに沿って電力を供給するステップと
をさらに含む。

第３の態様の第１の可能な実装方法に関連して、第２の可能な実装方法において、方法は、第１のインピーダンスおよび第２のインピーダンスの両方が予め設定された範囲に入り、全抵抗が抵抗値範囲を超えるとき、ＰＳＥチップによって、第１のブランチを用いて電力を供給し、第２のブランチを用いて電力を供給するステップであって、第１のブランチを用いて行われる電力供給は、第２のブランチを用いて行われる電力供給とは独立である、ステップと、
ＰＳＥチップが第１のブランチを用いて電力を供給するときは、第１のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給し、ＰＳＥチップが第２のブランチを用いて電力を供給するときは、第２のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給するステップとを含む。

本出願においてもたらされるＰＳＥチップ、ならびにパワーオーバーイーサネットデバイスおよび方法によれば、チャネルコントローラは、第１のグループのケーブルペアに沿って、第１のチャネル検出器を用いて第１の検出電圧をピアエンドに送り、第１のチャネル検出器は、チャネルコントローラが第１の検出電圧を送るときに、第１のグループのケーブルペアの電流を検出し、従ってチャネルコントローラは、第１の検出電圧および第１のチャネル検出器によって検出された電流に従って、第１のインピーダンスを決定することができる。さらにチャネルコントローラは、第２のグループのケーブルペアに沿って、第２のチャネル検出器を用いて第２の検出電圧をピアエンドに送り、第２のチャネル検出器は、チャネルコントローラが第２の検出電圧を送るときに、第２のグループのケーブルペアの電流を検出し、従ってチャネルコントローラは、第２の検出電圧および第２のチャネル検出器によって検出された電流に従って、第２のインピーダンスを決定することができる。このようにして、第１のインピーダンスおよび第２のインピーダンスに従って、ピアエンドはＰＤに接続されているというステータスが決定されて、ピアエンドに接続された有効なＰＤに電力を供給することができる。

本発明の実施形態によるＰＳＥチップの第１の概略構造図である。 本発明の実施形態によるＰＳＥチップの第２の概略構造図である。

本発明の実施形態においてもたらされるＰＳＥチップ、ならびにパワーオーバーイーサネットデバイスおよび方法によればチャネルコントローラは、送られた第１の検出電圧および第１のチャネル検出器によって検出された電流に従って、第１のインピーダンスを決定することができ、送られた第２の検出電圧および第２のチャネル検出器によって検出された電流に従って、第２のインピーダンスを決定することができる。このようにして、ピアエンドがＰＤに接続されているというステータスは、第１のインピーダンスおよび第２のインピーダンスに従って決定されることができる。

以下は、本明細書における添付図面を参照して、本発明の実施形態を述べる。

図１または図２に示されるように、本発明の実施形態においてもたらされる給電機器チップは、チャネルコントローラ１１、第１のチャネル検出器Ｄ１、および第２のチャネル検出器Ｄ２を含み、
チャネルコントローラ１１は、イーサネットツイストペアにおける第１のグループのケーブルペアに沿って、第１のチャネル検出器Ｄ１を用いて第１の検出電圧をピアエンドに送り、イーサネットツイストペアにおける第２のグループのケーブルペアに沿って、第２のチャネル検出器Ｄ２を用いて第２の検出電圧をピアエンドに送り、第１の検出電圧および第１のチャネル検出器Ｄ１によって検出された電流に従って、第１のインピーダンスを決定し、第２の検出電圧および第２のチャネル検出器Ｄ２によって検出された電流に従って、第２のインピーダンスを決定し、第１のインピーダンスが予め設定された範囲に入るときは、第１のグループのケーブルペアは有効な受電デバイスに接続されていると決定し、第２のインピーダンスが予め設定された範囲に入るときは、第２のグループのケーブルペアは有効なＰＤに接続されていると決定し、
チャネルコントローラ１１が、第１のグループのケーブルペアを用いて第１の検出電圧をピアエンドに送るとき、第１のチャネル検出器Ｄ１は、第１のグループのケーブルペアの電流を検出し、
チャネルコントローラ１１が、第２のグループのケーブルペアを用いて第２の検出電圧をピアエンドに送るとき、第２のチャネル検出器Ｄ２は、第２のグループのケーブルペアの電流を検出する。

チャネルコントローラ１１は、最初に第１の検出電圧を送り、次いで第２の検出電圧を送ることがあり、または最初に第２の検出電圧を送り、次いで第１の検出電圧を送ることがあり、または第１の検出電圧および第２の検出電圧を同時に送り得る。第１の検出電圧は、第２の検出電圧と同じ、または異なり得る。

ピアエンドがＰＤに接続されているというステータスが、第１のインピーダンスの抵抗値、第１のインピーダンスの容量値、第２のインピーダンスの抵抗値、および第２のインピーダンスの容量値に従って決定される必要がある場合、予め設定された範囲は、抵抗値範囲および容量値範囲を含む。

チャネルコントローラ１１は、第１のインピーダンスの抵抗値が抵抗値範囲に入り、第１のインピーダンスの容量値が容量値範囲に入り、第２のインピーダンスの抵抗値が抵抗値範囲の最小値未満または抵抗値範囲の最大値より大きく、第２のインピーダンスの容量値が容量値範囲の最小値未満または容量値範囲の最大値より大きいとき、ピアエンドは有効なＰＤに接続されており、および有効なＰＤは第１のグループのケーブルペアに接続されていると決定する。

チャネルコントローラ１１は、第２のインピーダンスの抵抗値が抵抗値範囲に入り、第２のインピーダンスの容量値が容量値範囲に入り、第１のインピーダンスの抵抗値が抵抗値範囲の最小値未満または抵抗値範囲の最大値より大きく、第１のインピーダンスの容量値が容量値範囲の最小値未満または容量値範囲の最大値より大きいとき、ピアエンドは有効なＰＤに接続されており、および有効なＰＤは第２のグループのケーブルペアに接続されていると決定する。

チャネルコントローラ１１は、第１のインピーダンスの抵抗値が抵抗値範囲の最小値未満または抵抗値範囲の最大値より大きく、第１のインピーダンスの容量値が容量値範囲の最小値未満または容量値範囲の最大値より大きく、第２のインピーダンスの抵抗値が抵抗値範囲の最小値未満または抵抗値範囲の最大値より大きく、第２のインピーダンスの容量値が容量値範囲の最小値未満または容量値範囲の最大値より大きいとき、ピアエンドは有効なＰＤに接続されていないと決定する。

あるいは、ピアエンドがＰＤに接続されているというステータスはさらに、第１のインピーダンスの抵抗値および第２のインピーダンスの抵抗値のみに従って決定され得る。この場合、予め設定された範囲は抵抗値範囲のみを含む。

チャネルコントローラ１１は、第１のインピーダンスの抵抗値が抵抗値範囲に入り、第２のインピーダンスの抵抗値が抵抗値範囲の最小値未満または抵抗値範囲の最大値より大きいとき、ピアエンドは有効なＰＤに接続されており、および有効なＰＤは第１のグループのケーブルペアに接続されていると決定する。

チャネルコントローラ１１は、第２のインピーダンスの抵抗値が抵抗値範囲に入り、第１のインピーダンスの抵抗値が抵抗値範囲の最小値未満または抵抗値範囲の最大値より大きいとき、ピアエンドは有効なＰＤに接続されており、および有効なＰＤは第２のグループのケーブルペアに接続されていると決定する。

チャネルコントローラ１１は、第１のインピーダンスの抵抗値が抵抗値範囲の最小値未満または抵抗値範囲の最大値より大きく、第２のインピーダンスの抵抗値が抵抗値範囲の最小値未満または抵抗値範囲の最大値より大きいとき、ピアエンドは有効なＰＤに接続されていないと決定する。

任意選択で、図１または図２に示されるように、本発明のこの実施形態においてもたらされる給電機器チップは、第３のチャネル検出器Ｄ３をさらに含み、
第１のインピーダンスおよび第２のインピーダンスの両方が予め設定された範囲に入るとき、チャネルコントローラ１１は、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアに沿って、第３のチャネル検出器Ｄ３を用いて第３の検出電圧をピアエンドに送り、第３の検出電圧および第３のチャネル検出器Ｄ３によって検出された電流の和に従って全抵抗を決定し、全抵抗が抵抗値範囲に入るときは、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアの両方は有効な受電デバイスに接続されており、第１のグループのケーブルペアに接続された有効な受電デバイスおよび第２のグループのケーブルペアに接続された有効な受電デバイスは同じ有効な受電デバイスである、すなわちピアエンドは単一の有効なＰＤに接続されており、有効なＰＤ内の同じＰＤチップが第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアの両方に接続されていると決定し、
チャネルコントローラ１１が第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアに沿って、第３のチャネル検出器Ｄ３を用いて第３の検出電圧をピアエンドに送るとき、第３のチャネル検出器Ｄ３は、第１のグループのケーブルペアの電流と第２のグループのケーブルペアの電流との和を検出する。

図１または図２に示されるように、第３の検出電圧の探索ポイントは、ケーブルペア２に接続された変圧器の中間タップと、ケーブルペア１に接続された変圧器の中間タップとの結合部に位置する。すなわちケーブルペア２に接続された変圧器の中間タップが第１のブランチとして用いられ、ケーブルペア１に接続された変圧器の中間タップが第２のブランチとして用いられた場合、ケーブルペア２に接続された変圧器の中間タップと、ケーブルペア１に接続された変圧器の中間タップとの結合部は、第１のブランチおよび第２のブランチが並列に接続された後にトランクとなる。従ってチャネルコントローラ１１が、第３のチャネル検出器Ｄ３を用いて第３の検出電圧をピアエンドに送るとき、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアの両方に電流が発生され得る。

ピアエンドが単一の有効なＰＤに接続され、有効なＰＤ内の同じＰＤチップが、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアの両方に接続された場合、ＰＳＥは、４つのケーブルペアを用いて有効なＰＤに電力を供給し得る。

任意選択で、全抵抗が抵抗値範囲を超える、例えば抵抗値範囲の最小値未満であるとき、チャネルコントローラ１１は、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアの両方が有効なＰＤに接続されていると決定する。

この場合、第１のグループのケーブルペアに接続された有効なＰＤ、および第２のグループのケーブルペアに接続された有効なＰＤは、同じ有効なＰＤであることがあり、有効なＰＤは２つのＰＤチップを含み、第１のグループのケーブルペアは有効なＰＤ内の一方のＰＤチップに接続され、第２のグループのケーブルペアは有効なＰＤ内の他方のＰＤチップに接続され、または第１のグループのケーブルペアに接続された有効なＰＤ、および第２のグループのケーブルペアに接続された有効なＰＤは、同じ有効なＰＤではない。

チャネルコントローラ１１が、第３のチャネル検出器Ｄ３を用いて第３の検出電圧をピアエンドに送るとき、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアの両方に電流が発生され得る。従ってピアエンドが２つの有効なＰＤに接続されたとき、第３の検出器によって検出された電流はトランクの電流であり、すなわち第１のグループのケーブルペアの電流と第２のグループのケーブルペアの電流との和である。この場合ＰＳＥは、第１のグループのケーブルペアを用いて一方の有効なＰＤに電力を供給し、第２のグループのケーブルペアを用いて他方の有効なＰＤに電力を供給する。同様に、ピアエンドが１つの有効なＰＤに接続され、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアが有効なＰＤ内の異なるＰＤチップに別々に接続されたときは、第３の検出器によって検出された電流はやはりトランクの電流であり、すなわち第１のグループのケーブルペアの電流と第２のグループのケーブルペアの電流との和である。この場合ＰＳＥは、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアを用いて同じ有効なＰＤに電力を供給する。

さらに、チャネルコントローラ１１が、第１のチャネル検出器Ｄ１を用いて第１の検出電圧をピアエンドに送るときに、第２のグループのケーブルペアにおける電流の発生を避けるために、トランクと、第２のブランチにおける第２の検出電圧の探索ポイントとの間にダイオードが配置され得る。従ってチャネルコントローラ１１が、第１のチャネル検出器Ｄ１を用いて第１の検出電圧をピアエンドに送るとき、電流は第１のグループのケーブルペアにおいてのみ発生される。さらに、チャネルコントローラ１１が、第２のチャネル検出器Ｄ２を用いて第２の検出電圧をピアエンドに送るときに、第１のグループのケーブルペアにおける電流の発生を避けるために、トランクと、第１のブランチにおける第１の検出電圧の探索ポイントとの間にダイオードが配置され得る。従ってチャネルコントローラ１１が、第２のチャネル検出器Ｄ２を用いて第２の検出電圧をピアエンドに送るとき、電流は第２のグループのケーブルペアにおいてのみ発生される。

任意選択で、ピアエンドが有効なＰＤに接続されている、および有効なＰＤが第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアの両方に接続されていると決定した後、チャネルコントローラ１１は、第１のスイッチ回路１２が閉じられるように制御し、それによりＰＳＥは、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアに沿って、第１のスイッチ回路１２を用いて有効なＰＤに電力を供給する。第１のスイッチ回路１２の一端はＰＳＥに接続され、第１のスイッチ回路１２の他端は、イーサネットツイストペアにおける、有効なＰＤに接続されたケーブルに接続される。

任意選択で、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアの両方が有効なＰＤに接続されている（同じ有効なＰＤ内の異なるＰＤチップに接続されることがあり、または異なる有効なＰＤに接続され得る）と決定した後、チャネルコントローラ１１は、第２のスイッチ回路１３が閉じられるように制御し、それによりＰＳＥは、第２のスイッチ回路１３を用いて、第１のグループのケーブルペアに接続された有効なＰＤに電力を供給する。第２のスイッチ回路１３の一端はＰＳＥに接続され、第２のスイッチ回路１３の他端は、第１のグループのケーブルペアにおけるケーブルに接続される。さらにチャネルコントローラ１１は、第３のスイッチ回路１４が閉じられるように制御し、それによりＰＳＥは、第３のスイッチ回路１４を用いて、第２のグループのケーブルペアに接続された有効なＰＤに電力を供給する。第３のスイッチ回路の一端はＰＳＥに接続され、第３のスイッチ回路の他端は、第２のグループのケーブルペアにおけるケーブルに接続される。

チャネルコントローラ１１が、ピアエンドは単一の有効なＰＤに接続されている、および有効なＰＤは第１のグループのケーブルペアのみに接続されていると決定した場合は、チャネルコントローラ１１は、第２のスイッチ回路１３が閉じられるように制御し、それによりＰＳＥは、第２のスイッチ回路１３を用いて有効なＰＤに電力を供給する。

チャネルコントローラ１１が、ピアエンドは単一の有効なＰＤに接続されている、および有効なＰＤは第２のグループのケーブルペアのみに接続されていると決定した場合は、チャネルコントローラ１１は、第３のスイッチ回路１４が閉じられるように制御し、それによりＰＳＥは、第３のスイッチ回路１４を用いて有効なＰＤに電力を供給する。

図１では第１のスイッチ回路１２、第２のスイッチ回路１３、および第３のスイッチ回路１４は、本発明のこの実施形態においてもたらされるＰＳＥチップの内部に位置する。図２では第１のスイッチ回路１２、第２のスイッチ回路１３、および第３のスイッチ回路１４は、本発明のこの実施形態においてもたらされるＰＳＥチップの外部に位置する。

図１または図２に示されるように、各変圧器におけるインダクタの２つの端部は、イーサネットツイストペアの８Ｐ８Ｃモジュラコネクタ内の２つの接点に接続され、変圧器の他方のインダクタの２つの端部は、データ信号を受け取るためのデータ処理チップに接続され、または他方のインダクタの２つの端部は接続されない。

任意選択で、本発明のこの実施形態においてもたらされるＰＳＥチップは、さらにチャネルモニタＳを含む。ＰＳＥがイーサネットツイストペアを用いて各ＰＤに電力を供給するとき、チャネルモニタＳは、ＰＳＥによって各ＰＤに出力される電流を監視する。

チャネルコントローラ１１は、ＰＳＥによって各有効なＰＤに出力され、チャネルモニタＳによって監視される電流を取得し、ＰＳＥによって有効なＰＤに出力される電流が最小電流未満であるとき、またはＰＳＥによって有効なＰＤに出力され、ＰＳＥによって有効なＰＤに出力される電流に従って決定される電力が、分類の後に有効なＰＤに対応する電力より大きいとき、イーサネットツイストペアにおける、有効なＰＤに接続されたケーブルに接続されたスイッチ回路を開き、それによりＰＳＥは有効なＰＤへの電力の供給を停止する。有効なＰＤが第１のグループのケーブルペアに接続されている場合は、チャネルコントローラ１１は第２のスイッチ回路１３を開き、有効なＰＤが第２のグループのケーブルペアに接続されている場合は、チャネルコントローラ１１は第３のスイッチ回路１４を開き、または有効なＰＤが第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアの両方に接続されている場合は、チャネルコントローラ１１は第１のスイッチ回路１２を開く。最小電流は、５ｍＡから１０ｍＡまでの範囲内の任意の値とし得る。

上記のスイッチ回路は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor、略してＭＯＳＦＥＴ）でよく、またはスイッチ機能を有する他の構成要素、例えば接合型電界効果トランジスタ（junction gate field-effect transistor、略してＪＦＥＴ）、またはバイポーラ接合トランジスタ（bipolar junction transistor、略してＢＪＴ）でよい。ＭＯＳＦＥＴであるスイッチ回路が例として用いられる。本発明のこの実施形態においてもたらされるＰＳＥチップ内のチャネルコントローラは、ＭＯＳＦＥＴがアクティブ状態とカットオフ状態との間で切り換わることを可能にするように、ＭＯＳＦＥＴのゲートの電圧を変化させる。

上記の説明は単に本発明の例示的実装方法であるが、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明において開示された技術的範囲内で当業者によって容易に考え出されるいずれの変形または置き換えも、本発明の保護範囲に包含されるものとする。従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲を前提とするものとする。

パワーオーバーイーサネット（Power over Ethernet、略してＰｏＥ）は、ツイストペアを用いて、イーサネットデータの送信および電力の供給の両方を行う技術である。電力とは、供給される電気（electricity）を指す。

従来のＰＳＥは、電力供給において２つのケーブルペアのみをサポートする。例えばＰＳＥは、イーサネットツイストペアにおけるケーブル１、ケーブル２、ケーブル３、およびケーブル６のみを用いて電力を供給し、またはイーサネットツイストペアにおけるケーブル４、ケーブル５、ケーブル７、およびケーブル８を用いて電力を供給する。例えばＰＳＥがイーサネットツイストペアにおけるケーブル１、ケーブル２、ケーブル３、およびケーブル６を用いて電力を供給する場合、ＰＳＥは検出信号をピアエンドに送る。ＰＳＥは、ピアエンドの抵抗および容量が設定された範囲に入ることを検出したとき、例えば抵抗が１９キロオームから２６．５キロオーム（kilohm、記号：ｋΩ）までの範囲に入り、容量が０．１５０マイクロファラッド（microfarad、記号：μＦ）未満であるとき、ＰＳＥはピアエンドが有効な（valid）ＰＤに接続されていると決定する。ピアエンドは、イーサネットツイストペアの端部であり、ＰＳＥに接続された他方の端部ではない方である。

第２の態様によれば、イーサネットインターフェースと、第１の態様においてもたらされる給電機器チップとを備えたパワーオーバーイーサネットデバイスがもたらされ、給電機器はイーサネットインターフェースに接続される。

第３の態様に関連して第１の可能な実装方法において、第１のインピーダンスおよび第２のインピーダンスの両方が予め設定された範囲に入るとき、方法は、
ＰＳＥチップによって第３の検出電圧を、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアに沿ってイーサネットインターフェースを通じて送るステップと、第３の検出電圧が第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアに沿って送られるときに、第１のグループのケーブルペアの電流と第２のグループのケーブルペアの電流との和を検出するステップと、第３の検出電圧および検出された電流の和に従って全抵抗を決定するステップと、全抵抗が抵抗値範囲に入るときにトランクを用いて電力を供給するステップと、
ＰＳＥチップがトランクを用いて電力を供給するときに、第１のグループのケーブルペアおよび第２のグループのケーブルペアに沿って電力を供給するステップと
をさらに含む。

上記のスイッチ回路は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor、略してＭＯＳＦＥＴ）でよく、またはスイッチ機能を有する他の構成要素、例えば接合型電界効果トランジスタ（junction field-effect transistor、略してＪＦＥＴ）、またはバイポーラ接合トランジスタ（bipolar junction transistor、略してＢＪＴ）でよい。ＭＯＳＦＥＴであるスイッチ回路が例として用いられる。本発明のこの実施形態においてもたらされるＰＳＥチップ内のチャネルコントローラは、ＭＯＳＦＥＴがアクティブ状態とカットオフ状態との間で切り換わることを可能にするように、ＭＯＳＦＥＴのゲートの電圧を変化させる。

Claims (9)

1. チャネルコントローラ、第１のチャネル検出器、および第２のチャネル検出器を備えた給電機器（ＰＳＥ）チップであって、
   前記チャネルコントローラは、イーサネットツイストペアにおける第１のグループのケーブルペアに沿って、前記第１のチャネル検出器を用いて第１の検出電圧を送り、前記イーサネットツイストペアにおける第２のグループのケーブルペアに沿って、前記第２のチャネル検出器を用いて第２の検出電圧を送るように構成され、
   前記チャネルコントローラは、前記第１の検出電圧および前記第１のチャネル検出器によって検出された電流に従って、第１のインピーダンスを決定し、前記第２の検出電圧および前記第２のチャネル検出器によって検出された電流に従って、第２のインピーダンスを決定するようにさらに構成され、
   前記チャネルコントローラは、前記第１のインピーダンスが予め設定された範囲に入り、前記第２のインピーダンスが前記予め設定された範囲を超えるとき、前記第１のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給するようにさらに構成され、
   前記チャネルコントローラは、前記第２のインピーダンスが前記予め設定された範囲に入り、前記第１のインピーダンスが前記予め設定された範囲を超えるとき、前記第２のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給するようにさらに構成され、
   前記第１のチャネル検出器は、前記チャネルコントローラが、前記第１のグループのケーブルペアに沿って、前記第１のチャネル検出器を用いて前記第１の検出電圧を送るとき、前記第１のグループのケーブルペアの電流を検出するように構成され、
   前記第２のチャネル検出器は、前記チャネルコントローラが、前記第２のグループのケーブルペアに沿って、前記第２のチャネル検出器を用いて前記第２の検出電圧を送るとき、前記第２のグループのケーブルペアの電流を検出するように構成される
   ことを特徴とする給電機器（ＰＳＥ）チップ。
2. 前記ＰＳＥチップは、第３のチャネル検出器をさらに備え、前記第３のチャネル検出器は、前記第１のグループのケーブルペアおよび前記第２のグループのケーブルペアの両方に接続され、
   前記チャネルコントローラは、前記第１のインピーダンスおよび前記第２のインピーダンスの両方が前記予め設定された範囲に入るとき、前記第１のグループのケーブルペアおよび前記第２のグループのケーブルペアに沿って、前記第３のチャネル検出器を用いて第３の検出電圧を送り、前記第３の検出電圧および前記第３のチャネル検出器によって検出された電流の和に従って、全抵抗を決定するようにさらに構成され、
   前記チャネルコントローラは、前記第１のインピーダンスおよび前記第２のインピーダンスの両方が前記予め設定された範囲に入り、前記全抵抗が抵抗値範囲に入るとき、トランクを用いて電力を供給し、前記チャネルコントローラが前記トランクを用いて電力を供給するとき、前記第１のグループのケーブルペアおよび前記第２のグループのケーブルペアに沿って、電力を供給するようにさらに構成され、
   前記第３のチャネル検出器は、前記チャネルコントローラが前記第１のグループのケーブルペアおよび前記第２のグループのケーブルペアに沿って、前記第３のチャネル検出器を用いて前記第３の検出電圧を送るとき、前記第１のグループのケーブルペアの電流と前記第２のグループのケーブルペアの電流との和を検出するようにさらに構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載のＰＳＥチップ。
3. 前記チャネルコントローラは、前記第１のインピーダンスおよび前記第２のインピーダンスの両方が前記予め設定された範囲に入り、前記全抵抗が前記抵抗値範囲を超えるとき、第１のブランチを用いて電力を供給し、第２のブランチを用いて電力を供給することであって、前記第１のブランチを用いて行われる電力供給は、前記第２のブランチを用いて行われる電力供給とは独立である、供給すること、および
   前記第１のブランチを用いて電力が供給されるときは、前記第１のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給し、前記第２のブランチを用いて電力が供給されるときは、前記第２のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給すること
   を行うようにさらに構成されることを特徴とする請求項２に記載のＰＳＥチップ。
4. イーサネットインターフェースと、請求項１乃至３のいずれかに記載のＰＳＥチップとを備えたパワーオーバーイーサネット（ＰｏＥ）デバイスであって、
   前記給電機器チップは、前記イーサネットインターフェースに接続される
   ことを特徴とするデバイス。
5. 前記ＰＳＥチップはチャネル検出器の複数のグループを備え、前記チャネル検出器の複数のグループにおける、チャネル検出器の各グループは、対応する第１のチャネル検出器および対応する第２のチャネル検出器を備え、
   前記チャネルコントローラは、前記チャネル検出器の複数のグループにおける、チャネル検出器の各グループに接続され、
   前記チャネル検出器の複数のグループにおける、チャネル検出器の各グループ内の前記第１のチャネル検出器は、イーサネットポートにおける前記第１のグループのケーブルペアに接続された接点に接続され、チャネル検出器の各グループ内の前記第２のチャネル検出器は、チャネル検出器の前記グループ内の前記第１のチャネル検出器に接続された、前記イーサネットインターフェースにおける前記第２のグループのケーブルペアに接続された接点に接続され、
   チャネル検出器の異なるグループは、異なるイーサネットインターフェースに接続される
   ことを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
6. 前記チャネル検出器の複数のグループにおける、チャネル検出器の各グループは、対応する第３のチャネル検出器をさらに備え、
   前記チャネル検出器の複数のグループにおける、チャネル検出器の各グループ内の前記第３のチャネル検出器は、前記チャネル検出器のグループ内の前記第１のチャネル検出器に接続された、イーサネットインターフェースにおける前記第１のグループのケーブルペアに接続された前記接点に接続され、および前記イーサネットインターフェースにおける前記第２のグループのケーブルペアに接続された前記接点に接続される
   ことを特徴とする請求項５に記載のデバイス。
7. パワーオーバーイーサネット（ＰｏＥ）方法であって、
   給電機器（ＰＳＥ）チップによって第１の検出電圧を、イーサネットツイストペアにおける第１のグループのケーブルペアに沿ってイーサネットインターフェースを通じて送るステップと、前記第１の検出電圧が前記第１のグループのケーブルペアに沿って送られるときに、前記第１のグループのケーブルペアの電流を検出するステップと、前記第１の検出電圧および前記第１の検出電圧が送られるときに検出された前記第１のグループのケーブルペアの電流に従って、第１のインピーダンスを決定するステップと、
   前記ＰＳＥチップによって第２の検出電圧を、前記イーサネットツイストペアにおける第２のグループのケーブルペアに沿って前記イーサネットインターフェースを通じて送るステップと、前記第２の検出電圧が前記第２のグループのケーブルペアに沿って送られるときに、前記第２のグループのケーブルペアの電流を検出するステップと、前記第２の検出電圧および前記第２の検出電圧が送られるときに検出された前記第２のグループのケーブルペアの電流に従って、第２のインピーダンスを決定するステップと、
   前記ＰＳＥチップによって、前記第１のインピーダンスが予め設定された範囲に入り、前記第２のインピーダンスが前記予め設定された範囲を超えるときは、前記第１のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給するステップ、または前記第２のインピーダンスが前記予め設定された範囲に入り、前記第１のインピーダンスが前記予め設定された範囲を超えるときは、前記第２のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給するステップと
   を含むことを特徴とする方法。
8. 前記第１のインピーダンスおよび前記第２のインピーダンスの両方が前記予め設定された範囲に入るとき、
   前記ＰＳＥチップによって第３の検出電圧を、前記第１のグループのケーブルペアおよび前記第２のグループのケーブルペアに沿って前記イーサネットインターフェースを通じて送るステップと、前記第３の検出電圧が前記第１のグループのケーブルおよび前記第２のグループのケーブルペアに沿って送られるときに、前記第１のグループのケーブルペアの電流と前記第２のグループのケーブルペアの電流との和を検出するステップと、前記第３の検出電圧および前記検出された電流の和に従って全抵抗を決定するステップと、前記全抵抗が抵抗値範囲に入るときにトランクを用いて電力を供給するステップと、
   前記ＰＳＥチップが前記トランクを用いて電力を供給するときに、前記第１のグループのケーブルペアおよび前記第２のグループのケーブルペアに沿って電力を供給するステップと
   をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記第１のインピーダンスおよび前記第２のインピーダンスの両方が前記予め設定された範囲に入り、前記全抵抗が前記抵抗値範囲に入らないとき、前記ＰＳＥチップによって、第１のブランチを用いて電力を供給し、第２のブランチを用いて電力を供給するステップであって、前記第１のブランチを用いて行われる電力供給は、前記第２のブランチを用いて行われる電力供給とは独立である、ステップと、
   前記ＰＳＥチップが前記第１のブランチを用いて電力を供給するときは、前記第１のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給し、前記ＰＳＥチップが前記第２のブランチを用いて電力を供給するときは、前記第２のグループのケーブルペアのみに沿って電力を供給するステップと
   をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。

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