JP2020145630A - 給電装置、通信システム、電力供給制御方法、及び電力供給制御プログラム - Google Patents

給電装置、通信システム、電力供給制御方法、及び電力供給制御プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】受電装置への電力供給の効率を改善する通信システム、受電装置、電力供給制御方法及び電力供給制御プログラムを提供する。【解決手段】通信システム1において、給電装置100は、Power Sourcing Equipment(PSE)200と第1のLANケーブル400を介して接続されるとともに、受電装置300と第2のLANケーブル401を介して接続されている。給電装置は、PSEから第1のLANケーブルを介して電力を供給され、PSEから供給された電力を受電装置の消費電力情報に基づいて受電装置に供給する。【選択図】図1

Description

本発明は、給電装置、通信システム、電力供給制御方法、及び電力供給制御プログラムに関し、特にLANインターフェイスを備えた給電装置、通信システム、電力供給制御方法、及び電力供給制御プログラムに関する。
特許文献1に開示の通信システムは、最上段装置、中段装置、及び最下段装置を備える。これらは、この順にLAN(Local Area Network)ケーブルを介して直列的に接続されている。最下段装置は、POE(Power over Ether)受電機能を有しないネットワーク端末と、アダプタ装置とを備える。アダプタ装置は、中段装置からのPOE電力の受電状態に応じて、ネットワーク端末への電源投入をオンオフする。これによって、最上段装置の電源に連動させて、一括して電源制御することができる。
特開2012−134901号公報
上記した通信システムにおいて、ネットワーク端末への電源投入をオンした場合、ネットワーク端末に供給された電力がネットワーク端末に適合しないことがあった。ネットワーク端末への電力供給効率について改善の余地がある。
本開示の目的は、上述した課題を鑑み、受電装置への電力供給の効率の改善を図ることができる給電装置、通信システム、電力供給制御方法、及び電力供給制御プログラムを提供することである。
本開示の実施の形態の1つに係る給電装置は、
電源側装置と第1のLANケーブルを介して接続されるとともに、受電装置と第2のLANケーブルを介して接続されており、
電源側装置から前記第1のLANケーブルを介して電力を供給され、
前記電源側装置から供給された電力を前記受電装置の消費電力情報に基づいて前記受電装置に供給する。
本開示の実施の形態の1つに係る通信システムは、
電源側装置と、
前記電源側装置と第1のLANケーブルを介して接続されて電力を供給される給電装置と、
前記給電装置と第2のLANケーブルを介して接続された受電装置と、を備え、
前記給電装置は、前記電源側装置から供給された電力を、前記受電装置の消費電力情報に基づいて前記受電装置に供給する。
本開示の実施の形態の1つに係る通信システムの電力供給制御方法は、
電力をLANケーブルを介して給電装置に供給するステップと、
前記給電装置に供給された電力を、受電装置の消費電力情報に基づいて前記受電装置に供給するステップと、を備える。
本開示の実施の形態の1つに係る通信システムの電力供給制御プログラムは、
電源側装置と、給電装置と、受電装置と、を備える通信システムに、
電力をLANケーブルを介して前記給電装置に供給するステップと、
前記給電装置に供給された電力を、前記受電装置の消費電力情報に基づいて前記受電装置に供給するステップと、を実行させる。
本開示の目的は、受電装置への電力供給の効率の改善を図ることができる通信システム、電力供給制御方法、及び電力供給制御プログラムを提供することである。
実施の形態1にかかる通信システムの一構成例を示すブロック図である。 実施の形態1にかかる通信システムの一変形例を示すブロック図である。 実施の形態1にかかる通信システムの動作を示すフローチャートである。 実施の形態1にかかる電力クラス変更方法を示すシーケンス図である。 電力クラスについての各種情報を示す表である。 実施の形態1にかかる消費電力情報入手方法を示すフローチャートである。 給電装置に含まれるハードウェア構成の一例を示す図である。
(実施の形態1)
以下、図1を参照して実施の形態1について説明する。図1は、実施の形態1にかかる通信システムの一構成例を示すブロック図である。
図1に示すように、通信システム1は、給電装置100と、PSE(Power sourcing equipment)200と、受電装置300とを備える。PSE200と、給電装置100と、受電装置300とは、LANケーブル400、401を介してこの順に接続されており、1つのネットワークを形成する。
PSE200は、AC電源(交流電源)に接続されており、電力を電源ケーブル403等を介して供給される。PSE200は、通信システム1におけるネットワーク上において、給電装置100及び受電装置300と比較してAC電源に近い。PSE200は、電源側装置と称してもよい。PSE200は、POE規格に対応している。
給電装置100は、LANケーブル400を介してPSE200と接続される。給電装置100は、PSE200と同様に、POE規格に対応しており、POE技術によりLANケーブル400を経由してPSE200から電力供給を受ける。
また、給電装置100は、LANケーブル401及び電源ケーブル402を介して、受電装置300と接続する。LAN通信信号は、LANケーブル401を通過して受電装置300へ出力される。言い換えると、給電装置100は、LAN通信信号をスルーさせる。また、PSE200と受電装置300とがLANケーブル400、及びLANケーブル401を使用して、給電装置100を介して接続される。
給電装置100は、LANケーブル401を経由して受電装置300にアクセスし、受電装置300の消費電力情報を取得する。給電装置100は、それ自体が取得した受電装置300の消費電力情報に基づいて、POE規格の電力クラスを求める。給電装置100は、求めた電力クラスをPSE200に出力する。PSE200は、給電装置100から取得した電力クラスに基づいた電力供給をおこなう。給電装置100は、PSE200から供給された電力を、受電装置300に供給する。
受電装置300は、POE規格に対応していない装置である。受電装置300は、停止状態のまま、給電装置100に接続されていてもよい。すなわち、受電装置300は、給電装置100から電力を供給されて、起動してもよい。
(一変形例)
次に、図2に示す通信システム2について説明する。図2は、実施の形態1にかかる通信システムの一変形例を示すブロック図である。通信システム2は、通信システム1の一変形例である。
給電装置100aは、制御部101、電力測定回路102、LANコネクタ103、104、及び電源コネクタ105を備えるところを除いて、給電装置100と同じ構成を備える。給電装置100aは、適宜、記録装置を外部又は内部に備えてもよい。給電装置100aは、図1に示す給電装置100と同様に、LANケーブル400、401、及び電源ケーブル402を介して、PSE200、受電装置300とそれぞれ接続する。
LANコネクタ103は、LANケーブル400と制御部101とを接続する。PSE200は、コネクタ201を備え、コネクタ201は、LANケーブル400と接続されている。PSE200と制御部101とは、コネクタ201と、LANケーブル400と、LANコネクタ103とを介して接続されている。給電装置100aとPSE200とは、LANケーブル400を経由してLAN通信と電力供給とを行う
LANコネクタ104は、LANケーブル401と制御部101とを接続する。受電装置300は、コネクタ301を備え、コネクタ301は、LANケーブル401と接続されている。
電源コネクタ105は、電源ケーブル402と制御部101の電源出力ラインとを接続する。制御部101の電源出力ラインは、制御部101と電源コネクタ105とを結ぶ導線である。電力測定回路102は、制御部101の電源出力ラインの中途に設けられている。受電装置300は、コネクタ302を備え、コネクタ302は、電源ケーブル402と接続されている。受電装置300と制御部101とは、制御部101の電源出力ラインと、電源コネクタ105と、電源ケーブル402と、コネクタ302とを介して接続されている。なお、制御部101の電源出力ラインの中途には、必要に応じて、交流を直流に変換する構成や電流電圧を変更する構成を設けてもよい。例えば、コンバータ、変圧器等を制御部101の電源出力ラインの中途に設けてもよい。
給電装置100aと受電装置300とは、LANケーブル401と給電装置100と電源ケーブル402とを介して接続される。給電装置100と受電装置300は、LANケーブル401と給電装置100と電源ケーブル402とを経由してLAN通信と電力供給とを行う。
制御部101が、PSE200よりLANケーブル400を経由して供給された電力を、LAN通信信号と電力に分離する。制御部101は、ハードウェア構成として、例えば、制御ICである。
制御部101が分離したLAN通信信号は、LANケーブル401を経由して受電装置300に供給され、LAN通信が行なわれる。一方、制御部101が分離した電力信号は、電源ケーブル402を経由して受電装置300に供給されて、電力供給が行なわれる。
制御部101は、受電装置300とLAN通信とを行うことによって、受電装置300の消費電力情報を取得することができる。具体的には、まず、制御部101は、LANケーブル401を経由してLAN通信により受電装置300の消費電力情報を問い合わせる。受電装置300は、この問い合わせ信号を取得した後、受電装置300の消費電力情報を制御部101に送信して、返答する。受電装置300は、予め、専用のアプリケーションをインストールされている場合、このような返答を容易に行うことができる。
制御部101は、電力測定回路102を用いて受電装置300の消費電力を測定することによって、受電装置300の消費電力情報を取得してもよい。専用のアプリケーションの受電装置300へのインストールが不可能であっても、制御部101は、このような受電装置300の消費電力情報を取得することができる。
制御部101は、上記で得られた受電装置300の消費電力情報に基づいてPOE規格の電力クラス情報を求めて、その求めたクラス情報をPSE200に伝達する。伝達方法は、POE規格のPD認識時のクラス識別負荷電流を制御する方法をとる。
(動作)
次に、図3〜図5を参照して通信システム2の一動作例について説明する。図3は、実施の形態1にかかる通信システムの動作を示すフローチャートである。図4は、実施の形態1にかかる電力クラス変更方法を示すシーケンス図である。図5は、電力クラスについての各種情報を示す表である。本動作は、通信システム1、2の各構成について電力供給制御方法を実施する一例である。
図3に示すように、PSE200が起動した後、POE規格の動作に従って、PSE200がPD(受電機側機器:Powered Device)検出動作を行なって給電装置100aを検出し、給電装置100aに電力を供給する(給電装置電力供給ステップST11)。本例におけるPDは、給電装置100aである。
具体的には、PSE200は、給電装置100aに給電する前にPOE規格で定められたPD検出を行ない、検出された給電装置100aの消費電力に合わせた電力を供給する。PSE200と給電装置100aは、起動直後にネゴシエーションを行なう。PSE200からの要求に対し、給電装置100aが給電装置100a自体の電力に対応した値のクラス識別負荷電流を出力することによって、PSE200は、給電装置100aの電力クラスを示す電力クラス情報を取得する。電力とクラス識別負荷電流との関係は図5に示す。
続いて、給電装置100a内部の制御部101が、LAN通信信号と電力信号を分離する(信号分離ステップST12)。
続いて、信号分離ステップST12において制御部101が分離した信号のうち、電力信号を電源ケーブル402を経由して受電装置300へ送信し、電力を受電装置300に供給し、受電装置300を起動させる(受電装置起動ステップST13)。受電装置300を起動させた後、給電装置100aと受電装置300とは、LAN通信を行うことができる。
続いて、信号分離ステップST12において制御部101が分離した信号のうち、LAN通信信号をLANケーブル401を経由して受電装置300に送信する(LAN通信信号出力ステップST14)。LAN通信信号は、給電装置100aによって送受信処理をすることなく給電装置100aをスルーするため、PSE200と受電装置300とは直接接続されている。
(電力クラス変更の動作の一具体例)
続いて、図4を参照して、POE規格の電力クラス変更の動作の一具体例を説明する。本例は、給電装置100aが、PSE200へ電力クラスを変更することを要求する動作である。
PSE200が起動すると、給電装置100aにPD検出信号を送出する。給電装置100aは、受電装置300の消費電力情報を持たないため、デフォルトステータスとして、電力クラス0をPSE200に返答する。PSE200は、POE機器のクラスをクラス識別負荷電流の値に応じて識別する。ここでは、給電装置100aが電力クラス0をPSE200に返答したため、制御部101は、クラス識別負荷電流の値を、図5に示す電力クラス0に相当する5mA以下に設定する。
続いて、PSE200が給電装置100aからの返答を受けると、給電装置100aへ電力を供給する。
続いて、給電装置100aは、受電装置300に電力を供給し、受電装置300を起動させる(電力供給ステップST21)。電力供給ステップST21は、図3に示す受電装置起動ステップST13と殆ど同時に実施される。給電装置100aと受電装置300とが、LAN通信を相互に行うことができる。
続いて、給電装置100aが受電装置300に消費電力情報を問い合わせる(消費電力情報問合せステップST22)。
続いて、受電装置300が、消費電力情報を給電装置100aへ応答する。
給電装置100aが受電装置300からの応答を受けた場合(応答有無判定ステップST23:YES)、給電装置100aは消費電力情報を取得し、図示しない記憶装置に記録する(消費電力情報記録ステップST25)。
一方、給電装置100aが受電装置300からの応答を受けなかった場合(応答有無判定ステップST23:NO)、電力測定回路102が消費電力を測定することによって、消費電力情報を取得する(消費電力測定ステップST24)。さらに、給電装置100aは消費電力情報を図示しない記憶装置に記録する(消費電力情報記録ステップST25)。
具体的には、電力測定回路102は、給電装置100a内部の制御部101の電源出力ラインに接続される。給電装置100aは、電力を制御部101から制御部101の電源出力ラインを経由して受電装置300へ供給する。そのため、電力測定回路102が制御部101の電源出力ラインの電流を測定することによって、制御部101は、受電装置300の消費電力値を取得することができる。電流測定している間、受電装置300の負荷を増やすため、給電装置100aと受電装置300とはLAN通信を行なうことが望ましい。
続いて、消費電力情報記録ステップST25において記録された消費電力情報に基づいて、電力クラスを判別する(電力クラス判別ステップST26)。この判別した電力クラスは、POE規格に基づく。
給電装置100がPSE200へ電力クラスを変更することを要求する。PSE200は給電装置100aからの電力クラス変更の要求を受けた後、電力供給を停止する。PSE200は、再度PD検出を行なう。
給電装置100aは、電力クラス判別ステップST26において判別した電力クラスに対応したクラス識別負荷電流の値を、PSE200に返答する。
PSE200は、給電装置100aからの返答を受けると、その返答が示すクラス識別負荷電流の値に対応した電力を、給電装置100aに供給する。
さらに、給電装置100aは、電源ケーブル402を介して受電装置300に電力を供給する。給電装置100aが受電装置300に供給した電力は、上記したクラス識別負荷電流の値に対応したPD要求電力(図5参照)の範囲内にある。当該電力は、受電装置300によく適合している。当該電力が、上記したクラス識別負荷電流の値に対応したPD要求電力(図5参照)の範囲内にあればよい。また、電源ケーブル402を流れる電流、及びその電圧は、適宜、コンバータ、変圧器等を制御部101の電源出力ラインの中途に設ける等して変更してもよい。
以上より、受電装置300は、POE規格に対応していなくても、PSE200から給電装置100aへ送信されたLAN通信信号に由来する電力の供給を受けることができる。よって、受電装置300は、POE対応機器と同様に、電源を取得し難い場所に配置することができる。
また、給電装置100aは、受電装置300から消費電力情報を取得し、受電装置300によく適合したPOE規格の電力クラスをPSE200へ伝える。これによって、電力を受電装置300に効率良く供給することができる。
また、本実施形態にかかる給電装置100aは、受電装置300の消費電力を測定する電力測定回路102をさらに備える。制御部101は、電力測定回路102が測定した消費電力から、受電装置300の消費電力情報を取得する。よって、受電装置300に専用のアプリケーションの受電装置300へのインストールが不可能であっても、給電装置100aは、消費電力情報を取得できる。これによって、さらに確実に電力を受電装置300に効率良く供給することができる。
また、本実施形態にかかる制御部101が、電源ケーブル402を介して、電力信号に基づく電力を受電装置300に供給し、受電装置300を起動させる。さらに、制御部101は、電力測定回路102が測定した消費電力から、受電装置300の消費電力情報を取得する。よって、受電装置300が停止状態であっても、制御部101が受電装置300を起動させて、給電装置100aは消費電力情報を取得できる。これによって、さらに確実に電力を受電装置300に効率良く供給することができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、制御部101の少なくとも一部は、ハードウェア構成として、コンピュータを利用してもよく、具体的には、制御装置、中央処理演算装置、各種プログラムを記憶した記憶媒体、ユーザが入出力可能なインターフェイス等を備えてもよい。
図2に示す給電装置100a、又は制御部101は、図7に示すインターフェイス13とともに、プロセッサ11及びメモリ12を備える。上述した実施の形態で説明した給電装置100a、又は制御部101は、プロセッサ11がメモリ12に記憶された制御プログラムを読み込んで実行することにより実現される。つまり、この制御プログラムは、プロセッサ11を図2の給電装置100a、制御部101又はそれらの一部として機能させるためのプログラムである。この制御プログラムは、図2の制御部101に、通信システム2、給電装置100a又はその一部における処理を実行させるためのプログラムであると言える。
また、上記プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(random access memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
さらに、上述した様々な実施の形態において、通信システム2、給電装置100aにおける処理の手順を説明したように、本開示は、電力供給制御方法としての形態も採り得る。この電力供給制御方法は、次の第1、及び第2のステップを含む。第1のステップは、電力をLANケーブルを介して給電装置に供給するステップである。第2のステップは、前記給電装置に供給された電力を、受電装置の消費電力情報に基づいて前記受電装置に供給するステップである。
なお、その他の例については、上述した様々な実施の形態で説明した通りである。また、上述の制御プログラムは、通信システムにこのような電力供給制御方法を実行させるための電力供給制御プログラムであると言える。
1、2 通信システム
100、100a 給電装置 101 制御部
102 電力測定回路 103、104 コネクタ
105 電源コネクタ
200 PSE 300 受電装置
400、401 LANケーブル 402 電源ケーブル
ST11 給電装置電力供給ステップ ST12 信号分離ステップ
ST13 受電装置起動ステップ ST14 LAN通信信号出力ステップ
ST21 電力供給ステップ ST22 消費電力情報問合せステップ
ST23 応答有無判定ステップ ST24 消費電力測定ステップ
ST25 消費電力情報記録ステップ ST26 電力クラス判別ステップ

Claims (9)

  1. 電源側装置と第1のLANケーブルを介して接続されるとともに、受電装置と第2のLANケーブルを介して接続されており、
    電源側装置から前記第1のLANケーブルを介して電力を供給され、
    前記電源側装置から供給された電力を前記受電装置の消費電力情報に基づいて前記受電装置に供給する、
    給電装置。
  2. 前記受電装置の前記消費電力情報に基づいて、前記電源側装置に電力クラスを変更することを要求し、
    前記電力クラスに対応した電力を前記電源側装置から供給される、
    ことを特徴とする請求項1に記載の給電装置。
  3. 前記第1のLANケーブルを介して前記受電装置から、前記受電装置の前記消費電力情報を取得する、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の給電装置。
  4. 前記電源側装置から供給された電力を、LAN通信信号と、電力信号とに分離する制御部をさらに備え、
    前記制御部は、前記第2のLANケーブルを介して前記受電装置から、前記受電装置の前記消費電力情報を取得する、
    ことを特徴とする請求項3に記載の給電装置。
  5. 前記受電装置の消費電力を測定する電力測定回路をさらに備え、
    前記制御部は、前記電力測定回路が測定した消費電力から、前記受電装置の前記消費電力情報を取得する、
    ことを特徴とする請求項4に記載の給電装置。
  6. 前記制御部が、電源ケーブルを介して、前記電力信号に基づく電力を前記受電装置に供給し、前記受電装置を起動させた後、
    前記制御部は、前記電力測定回路が測定した消費電力から、前記受電装置の前記消費電力情報を取得する、
    ことを特徴とする請求項5に記載の給電装置。
  7. 電源側装置と、
    前記電源側装置と第1のLANケーブルを介して接続されて電力を供給される給電装置と、
    前記給電装置と第2のLANケーブルを介して接続された受電装置と、を備え、
    前記給電装置は、前記電源側装置から供給された電力を、前記受電装置の消費電力情報に基づいて前記受電装置に供給する、
    通信システム。
  8. 電力をLANケーブルを介して給電装置に供給するステップと、
    前記給電装置に供給された電力を、受電装置の消費電力情報に基づいて前記受電装置に供給するステップと、を備える、
    通信システムの電力供給制御方法。
  9. 電源側装置と、給電装置と、受電装置と、を備える通信システムに、
    電力をLANケーブルを介して前記給電装置に供給するステップと、
    前記給電装置に供給された電力を、前記受電装置の消費電力情報に基づいて前記受電装置に供給するステップと、を実行させる、
    通信システムの電力供給制御プログラム。
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