JP2021117963A

JP2021117963A - パワー・オーバー・イーサネットを用いて冗長電源の管理を行う方法及びその冗長電源装置

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Publication number: JP2021117963A
Application number: JP2020084531A
Authority: JP
Inventors: 壽山陳; Shou Shan Chen; 易蓁蒋; Yi-Jen Chiang; 人華葉; Jen-Hua Yeh
Original assignee: D Link Corp
Current assignee: D Link Corp
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-05-13
Publication date: 2021-08-10
Anticipated expiration: 2040-05-13
Also published as: TWI729680B; JP7026163B2; US11012248B1; TW202130084A

Abstract

【課題】パワー・オーバー・イーサネットを用いて冗長電源の管理を行う方法及びその冗長電源装置を提供する。【解決手段】冗長電源装置は、複数のツイストペアケーブルを通じて複数のネットワーク機器とそれぞれ電気的に接続され、第１電力及びデジタル情報を、各ネットワーク機器にそれぞれ送る。冗長電源装置による方法は、先ず各ネットワーク機器からの電力需要情報を受信して、各ネットワーク機器が必要とする電力パワーを取得し、各ネットワーク機器が元々受電していた第２電力が中断されたと判断すると、対応するイーサネットポートを通じて各ネットワーク機器へ必要な各第１電力を出力し、且つ、各第１電力が各ネットワーク機器に必要な電力パワーに相当し、かつ、冗長電源装置がネットワーク機器から送られる電源断要求情報を受信した場合には、各第１電力の出力を停止する。【選択図】図１

Description

本発明は、冗長電源装置に関し、特にパワー・オーバー・イーサネットを採用し、各ネットワーク機器の消費電力に基づき、それらが必要としている第１電力を提供する冗長電源装置及びその管理方法に関するものである。

「冗長電源（ＲｅｄｕｎｄａｎｔＰｏｗｅｒ）」とは、受電側機器に使用される電源であり、２つの電源で構成され、一方の電源が故障した場合でも、もう一方の電源が直ちにその動作を引き継ぐことができる電源装置のことをいう。例えば、受電側機器（例えばスイッチ、ルーターなど）は、ＡＣ電源システム及び冗長電源装置と電気的に接続することができ、ネットワーク機器がＡＣ電源システムから送られる電力を受電できなくなった場合に、冗長電源装置が電力を供給して、ネットワーク機器が継続的に正常稼働できるように保証する。

従来の冗長電源装置は、電力線を使用して受電側機器に電力を供給するが、電力線に加えて、従来の冗長電源装置は、デジタル又はアナログ信号を受電側機器に送信できるようにするため、信号線をさらに設ける必要がある。従って、電力線と信号線の設計においては、冗長電源装置と受電側機器のバックアップポートのインターフェイス設計を考慮しなければならない。これは、上述の電力線や信号線の多くがカスタマイズ仕様の伝送線であることを意味する。これでは、受電側機器を交換した際、仮に受電側機器のバックアップポートが変更され、元の伝送線と互換性がない場合に、業者は受電側機器又は伝送線を新しいものに交換しなければならず、コストが大幅に増加することになる。

また、従来の冗長電源装置の電力線と信号線は独立した線材であるため、製造される伝送線のコネクタは、一般的に体積が大きいという問題があり、従来の冗長電源装置のパネルスペースを占有しすぎていた。さらに、ユーザーがコネクタを接続する過程では、挿入角度が不正確なことによる接触不良が生じやすく、従来の冗長電源装置の正常稼働に影響を及ぼしていた。また、現在の冗長電源装置の多くは、１台の受電側機器しかバックアップすることができず、一度に複数の受電側機器をバックアップするような拡張性のある使い方はできない。故に、受電側機器の数が増えた場合、ユーザーは同じ数の冗長電源装置を購入しなければならず、ユーザーの金銭的負担が増えるだけでなく、上述の冗長電源装置を配置することでユーザーの混乱を招くことにもなる。

さらに、給電管理においては、従来の冗長電源装置はパッシブ型の電圧検出方式でのみ起動し、受電装置にバックアップ電力が供給される。従来の冗長電源装置が起動した後、仮に受電側機器に必要な電力パワーが従来の冗長電源装置の総出力よりも大きい場合、従来の冗長電源装置は起動に失敗し、バックアップ機能を失うことになる。また、従来の冗長電源装置が故障した場合には、ユーザーに対し能動的に通知しないため、従来の冗長電源装置によって形成されたバックアップシステムにおいて、ユーザーが期待するバックアップの効果が失われてしまっていた。

従って、前述の問題を回避するために、従来の冗長電源装置を如何に改善するかが、本発明が解決しようとする重要な課題となっている。

従来の冗長電源装置及びその形成するバックアップシステムには依然として多くの欠点があることに鑑み、発明者が多年に渡り従事してきたネットワーク機器に関する技術経験や蓄積した専門的知識を基に、不断の研究、実験及び改良を重ねた結果、ついに本発明のパワー・オーバー・イーサネットを用いて冗長電源の管理を行う方法及びその冗長電源装置の開発、設計に至り、それは上述の問題を効果的に解決することができ、且つユーザーにより良好且つ便利なユーザーエクスペリエンスを提供することができるものである。

本発明の１つの目的は、パワー・オーバー・イーサネットを用いて冗長電源の管理を行う方法を提供することであり、それは冗長電源装置に使用され、冗長電源装置は複数のツイストペアケーブルを通じて複数のネットワーク機器とそれぞれ電気的に接続されて、第１電力及びデジタル情報を各ネットワーク機器にそれぞれ伝達することができ、冗長電源装置は、複数のイーサネットポート、バックアップ電源ユニット及びマイクロコントローラを含み、そのうち、各イーサネットポートは、各ツイストペアケーブルを通じて各ネットワーク機器とそれぞれ電気的に接続されることでオンライン状態を形成し、且つ各第１電力及びデジタル情報を対応する各ネットワーク機器に伝達することができる。バックアップ電源ユニットは各イーサネットポートとそれぞれ電気的に接続されて、対応する各イーサネットポートに各第１電力を出力することができる。マイクロコントローラは各バックアップ電源ユニットにそれぞれ電気的に接続され、且つ各ネットワーク機器からの電力需要情報を受信して、各ネットワーク機器が必要とする電力パワーを取得することができる。本発明の方法は、マイクロコントローラが、各ネットワーク機器が元々受電していた第２電力が中断されたと判断すると、バックアップ電源ユニットに、対応するイーサネットポートを通じて各ネットワーク機器へ必要な各第１電力を出力させるというものである。そのうち、各第１電力は、各ネットワーク機器に必要な電力パワーに相当する。また、マイクロコントローラが各ネットワーク機器から電源断要求情報を受信した場合には、マイクロコントローラがバックアップ電源ユニットに各第１電力の出力を停止させる。このように、本発明はＰｏＥ技術を使用するとともに、ツイストペアケーブルを用いて電力とデジタル信号を送ることで、データと電力の伝達を同時に実現することができ、これにより、接続された複数のネットワーク機器を１台の冗長電源装置で同時に管理するという効果を実現している。

本発明のもう１つの目的は、パワー・オーバー・イーサネットを用いて冗長電源の管理を行う冗長電源装置を提供することであり、それには複数のイーサネットポート、バックアップ電源ユニット及びマイクロコントローラを含み、そのうち、それらのイーサネットポートは、ツイストペアケーブルを通じてネットワーク機器とそれぞれ電気的に接続されることでオンライン状態を形成することができ、且つ第１電力及びデジタル情報を対応する各ネットワーク機器に伝達することができる。バックアップ電源ユニットは各イーサネットポートとそれぞれ電気的に接続することができ、対応する各イーサネットポートに各第１電力を出力することができる。マイクロコントローラは各バックアップ電源ユニットにそれぞれ電気的に接続され、且つ各ネットワーク機器から電力需要情報を受信して、各ネットワーク機器が必要とする電力パワーを取得することができ、各ネットワーク機器が元々受電していた第２電力が中断されたとマイクロコントローラが判断した状態においては、マイクロコントローラがバックアップ電源ユニットに対応するイーサネットポートを通じて各ネットワーク機器へ必要な各第１電力を出力させる。マイクロコントローラが各ネットワーク機器から電源断要求情報を受信した状態においては、マイクロコントローラがバックアップ電源ユニットに各第１電力の出力を停止させる。このように、冗長電源装置は、各ネットワーク機器の消費電力に基づき、それらが必要とする第１電力を提供することができ、且つパワー・オーバー・イーサネットを採用しているため、配線コストを削減することができ、ネットワーク環境をより安定させることができる。

審査官が本発明の目的、技術的特徴及びその効果をより認識し理解できるよう、以下で実施例を図面と合わせて詳しく説明する。

本発明の冗長電源装置が有する細部構成要素のハードウェアアーキテクチャ図である。本発明のネットワーク機器が有する細部構成要素のハードウェアアーキテクチャ図である。本発明の冗長電源装置とネットワーク機器２Ａ、２Ｂ、２Ｃのオンライン状態を示した概略図である。本発明のネットワーク機器２Ｄへの給電が停止されていることを示した概略図である。本発明の冗長電源装置とネットワーク機器２Ａ、２Ｂ、２Ｄのオンライン状態を示した概略図である。本発明のフローチャートである。本発明の冗長電源装置が新たなネットワーク機器からアクセスされる概略図である。本発明のデュアルバックアップ電源メカニズムの概略図である。

＜実施例＞
パワー・オーバー・イーサネット（ＰｏｗｅｒｏｖｅｒＥｔｈｅｒｎｅｔ、略称ＰｏＥ）は、イーサネットにおいてツイストペアケーブル（Ｔｗｉｓｔｅｄｐａｉｒ）を通じて電力とデータを伝達することができる技術である。そこで、発明者は特にＰｏＥ技術を冗長電源（ＲｅｄｕｎｄａｎｔＰｏｗｅｒ）に使用した。図１及び図２を参照して、本発明は、パワー・オーバー・イーサネットを用いて冗長電源の管理を行う方法及びその冗長電源装置である。そのうち、冗長電源装置１は、単一又は複数でバックアップ系を構成することができ、１つの実施例において、冗長電源装置１はツイストペアケーブルＴ（例えばＣＡＴ５／５ｅ規格）を通じて複数のネットワーク機器２（例えばスイッチ、ルーター、サーバーなど）と電気的に接続することができ、且つ冗長電源装置１はＰｏＥ技術を使用し、ツイストペアケーブルＴを通じて第１電力とデジタル情報を各ネットワーク機器２に伝達することができる。こうすることで、電力をバックアップする目的が実現されるだけでなく、同じ配線でデジタル情報の相互伝達も行うことができる。さらに、現在のツイストペアケーブルＴにおけるインターフェイスのポートは、通常ＲＪ４５規格であり、その体積は比較的小さいため、配置における利便性が向上する。また、接続された複数のネットワーク機器２の同時管理が１台の冗長電源装置１によって実現される。

図１では４台のネットワーク機器２（即ち、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ）が描かれているが、これらに限られず、実際の使用においては、冗長電源装置１にツイストペアケーブルＴを接続するための複数のイーサネットポート１１（即ち、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）を設けることができるが、一部のイーサネットポート１１だけがネットワーク機器２と電気的に接続される（図３に示す通り）。また、冗長電源装置１が第１電力とデジタル情報をネットワーク機器２に伝達可能である場合には、冗長電源装置１とネットワーク機器２の両者が「オンライン状態（ＯｎＬｉｎｅ）」を形成していることを示しており、そうでない場合には、冗長電源装置１とネットワーク機器２の両者が「オフライン状態（ＯｆｆＬｉｎｅ）」を形成していることを示しており、例えば図３のイーサネットポート１１Ｄは、オフライン状態にある。

また、再び図１及び図２を参照して、当該実施例において、ネットワーク機器２には、電力検出ユニット２１、電力バックアップポート２３及び主電力ポート２５が少なくとも設けられている。そのうち、電力検出ユニット２１は、自身のネットワーク機器２の最大消費電力を検出し、且つ対応する電力需要情報を形成して、冗長電源装置１に送信することができる。電力バックアップポート２３は、ツイストペアケーブルＴを通じて対応するイーサネットポート１１に直接又は間接的に接続することができ、それによりツイストペアケーブルＴから送られる第１電力を受電することができ、且つ電力需要情報をツイストペアケーブルＴ経由で冗長電源装置１に送信することができる。また、主電力ポート２５は、第２電力Ｅ１（例えば建築物のコンセント中の電力）を受電して、ネットワーク機器２の正常稼働を維持させることができ、通常の状況において、ネットワーク機器２は第２電力Ｅ１を主な電力源として使用する。

再び図１を参照して、冗長電源装置１は、複数のイーサネットポート１１、バックアップ電源ユニット１３及びマイクロコントローラ１５を少なくとも含む。そのうち、各々のイーサネットポート１１はツイストペアケーブルＴを通じて各ネットワーク機器２とそれぞれ電気的に接続され、「オンライン状態（ＯｎＬｉｎｅ）」において第１電力とデジタル情報をネットワーク機器２に伝達することができる。また、バックアップ電源ユニット１３は各イーサネットポート１１とそれぞれ電気的に接続され、対応するイーサネットポート１１に各第１電力を出力することができ、当該実施例では、バックアップ電源ユニット１３内に電力分配部１３１が設けられており、電力分配部１３１は各イーサネットポート１１が必要とする電力パワーを分配することができる。即ち、本発明は、各イーサネットポート１１に電力パワーを平均して分配し、各イーサネットポート１１が出力する第１電力を等しくさせることができるだけでなく、各ネットワーク機器２の電力需要に基づき、各イーサネットポート１１に分配する電力パワーを調整して、各イーサネットポート１１が出力する第１電力を互いに異ならせることもできる。例えば、図１に描かれた第１電力表１３１Ａ、１３１Ｂ、１３１Ｃ、１３１Ｄのうち、斜線部分は各イーサネットポート１１が出力しなければならない第１電力の電力パワーを表しているが、第１電力表１３１Ａ、１３１Ｂ、１３１Ｃ、１３１Ｄの態様は説明の便宜上、概念を示したに過ぎないことを理解されたい。

再び図１を参照して、当該実施例において、冗長電源装置１は、２つの外部電力Ｌ１、Ｌ２を受電して、そのうちの構成要素の稼働時に必要な電力を提供するとともに、バックアップ用の電力を提供することができる。そのうち、外部電力Ｌ１は交流電源（ＡＣ）（例えば建築物のコンセント中の電力）であり、外部電力Ｌ２は直流電源（ＤＣ）（例えばバッテリー）である。通常の状況において、冗長電源装置１は主に外部電力Ｌ１を自身が稼働する電力源とするが、冗長電源装置１が外部電力Ｌ１を受電できなくなった場合には（停電など）、代わりに外部電力Ｌ２を自身が稼働する電力源とすることで、正常稼働を維持する。但し、本発明の他の実施例において、冗長電源装置１は、単一の外部電力（Ｌ１又はＬ２）だけ、又は２つ以上の外部電力を受電することも可能であることを理解されたい。

また、再び図１を参照して、当該実施例において、バックアップ電源ユニット１３内には、交流／直流変換回路１３３、直流調整回路１３５及びパワープール１３７（ｐｏｗｅｒｐｏｏｌ）が設けられている。そのうち、交流／直流変換回路１３３は外部電力Ｌ１から送られる交流電流を直流電流に変換することができ、その後パワープール１３７に集めて、冗長電源装置１の稼働及びバックアップの用に供する。直流調整回路１３５は外部電力Ｌ２から送られる直流電流に対して昇圧又は降圧を行い、その後パワープール１３７に集めて、冗長電源装置１の稼働及びバックアップの用に供する。パワープール１３７は冗長電源装置１が提供可能な電力の総出力であり、電力分配部１３１と電気的に接続され、電力分配部１３１が各イーサネットポート１１に必要な電力パワーを分配できるようにさせる。

再び図１を参照して、マイクロコントローラ１５はバックアップ電源ユニット１３及び各イーサネットポート１１とそれぞれ電気的に接続され、且つ各イーサネットポート１１に情報を送信し、且つ各イーサネットポート１１から送られる情報（電力需要情報など）を受信することができる。当該実施例において、マイクロコントローラ１５内には、処理ユニット１５０、接続検出ユニット１５１及び電力評価ユニット１５２が設けられている。ここで特に言及すべき点として、図１中では、上述の各ユニットがマイクロコントローラ１５中に描かれているが、これらに限らず、本発明の他の実施例において、マイクロコントローラ１５内に処理ユニット１５０だけを有することも可能であり、上述の他の各ユニット（接続検出ユニット１５１、電力評価ユニット１５２など）は、単独のチップ又は回路として設置してもよく、マイクロコントローラ１５中に統合することだけに決して限定されず、処理ユニット１５０が他の各ユニットのデータを取得でき、且つ後述する効果を形成できさえすれば、本発明が保護を求めるマイクロコントローラ１５とされる。

再び図１を参照して、接続検出ユニット１５１はイーサネットポート１１の接続状況（オンライン状態、オフライン状態など）を検出し、且つ上述の検出結果を処理ユニット１５０に送信するためのものであり、これにより、各イーサネットポート１１がネットワーク機器２に接続されているか否か（即ちオンライン状態）を処理ユニット１５０が知得できるようにして、バックアップ時に、現在オフライン状態にあるイーサネットポート１１への給電（即ち、第１電力の出力）が行われないようにしている。当該実施例において、接続検出ユニット１５１は各イーサネットポート１１を微小電流によって検出するが、例えば、インターフェイス検出回路の技術手段により、各イーサネットポート１１が現在オンライン状態又はオフライン状態にあることを処理ユニット１５０が知得できるようにする。電力評価ユニット１５２は、各イーサネットポート１１が提供しなければならない第１電力の電力パワーを計算するためのものであり、当該実施例では、マイクロコントローラ１５（処理ユニット１５０）が各ネットワーク機器２から電力需要情報を受信すると、各ネットワーク機器２が必要とする電力パワー及びそれに接続されたイーサネットポート１１を得ることができ、その後、電力評価ユニット１５２が、各イーサネットポート１１が提供しなければならない電力パワーを算出すると、マイクロコントローラ１５（処理ユニット１５０）が電力分配部１３１に各ネットワーク機器２へ出力する第１電力を調整させることができ、各第１電力をその対応するネットワーク機器２に必要な電力パワー（例えば第１電力表１３１Ａ、１３１Ｂ、１３１Ｃ、１３１Ｄ）と一致させることができる。

再び図１及び図２を参照して、ネットワーク機器２が第２電力Ｅ１を受電可能な状況において、ネットワーク機器２は第２電力Ｅ１を稼働の主な電力源としている。このとき、各イーサネットポート１１は待機状態であり、且つ第１電力を出力しない。第２電力Ｅ１が中断されたとマイクロコントローラ１５が判断すると、マイクロコントローラ１５が、バックアップ電源ユニット１３に各ネットワーク機器２が対応するイーサネットポート１１を通じて各ネットワーク機器２が必要とする第１電力を出力させて、各ネットワーク機器２が正常稼働を維持できるようにする。そのうち、マイクロコントローラ１５は下記の方法によって第２電力Ｅ１が中断されたか否かを知得することができる。１つ目に、ネットワーク機器２は、バックアップ要求情報を冗長電源装置１（マイクロコントローラ１５）に送信することができる。２つ目に、冗長電源装置１（マイクロコントローラ１５）は、第２電力Ｅ１の有無を検出することができる。その後、第２電力Ｅ１の給電が再び回復すると、ネットワーク機器２が冗長電源装置１（マイクロコントローラ１５）に電源断要求情報を送信し、冗長電源装置１（マイクロコントローラ１５）がバックアップ電源ユニット１３に各第１電力の出力を停止させ、且つ各イーサネットポート１１は次回第２電力Ｅ１が中断されるまで待機状態に回復する。

ネットワーク機器２の稼働能力の違いによって、ネットワーク機器２毎に必要な電力パワーも異なるため、全てのネットワーク機器２が必要とする電力パワーの総合が、バックアップ電源ユニット１３（即ちパワープール１３７）の総出力を超えた場合に、本発明の冗長電源装置１は、重要性の高いネットワーク機器２に対して優先的に第１電力を出力することができ、これにより、出力電力が定格出力（総出力）を超えたためにバックアップ系がクラッシュしてしまうという事態の発生が回避される。上述の効果を達成できるようにするため、再び図１を参照して、当該実施例では、マイクロコントローラ１５内に優先情報テーブル１５３が設けられている。そのうち、優先情報テーブル１５３には、各イーサネットポート１１又は各ネットワーク機器２が有する優先レベルが記載される。上述の優先レベルの設定方法は以下の通りである。
（ａ１）ユーザーが冗長電源装置１又は端末装置（例えばスマートフォン、デスクトップパソコンなど）が提供する操作インターフェイスにより、イーサネットポート１１毎に優先レベルを手動で設定すると、後続で各イーサネットポート１１に接続されたネットワーク機器２は、対応する優先レベルを具備することができる。例えば、イーサネットポート１１Ａ〜１１Ｄの優先レベルが１１Ａ＞１１Ｂ＞１１Ｃ＞１１Ｄと設定された場合、イーサネットポート１１Ａに接続されたネットワーク機器２の優先レベルは、イーサネットポート１１Ｃに接続されたネットワーク機器２よりも高くなる。
（ａ２）ユーザーが冗長電源装置１又は端末装置（例えばスマートフォン、デスクトップパソコンなど）が提供する操作インターフェイスにより、ネットワーク機器２毎に優先レベルを手動で設定すると、ネットワーク機器２がどのイーサネットポート１１に接続されても、元々設定された優先レベルに影響されないようにすることができる。
（ａ３）冗長電源装置１は、ネットワーク機器２毎の優先レベルを自動設定することができる。例えば、冗長電源装置１は、ＯＮＶＩＦ標準規格又は他のプロトコルによってネットワーク機器２の種類を識別し、デフォルトでのネットワーク機器２の重要性に基づき、ネットワーク機器２の優先レベルを設定することができる。或いは、冗長電源装置１は、ネットワーク機器２の消費電力量、接続順序などに基づき、ネットワーク機器２の優先レベルを設定することができる。

このようにすることで、本発明の冗長電源装置１は、バックアップ系を形成した後に、接続された全てのネットワーク機器２に必要な電力パワーが自身の提供できる総出力を超えていないかどうか能動的に計算することができ、全てのネットワーク機器２に必要な総電力パワーがバックアップ電源ユニット１３（即ちパワープール１３７）の総出力を超えている場合、冗長電源装置１が優先情報テーブル１５３の内容に基づき、第１電力を優先レベルの高いネットワーク機器２へ優先的に提供し、優先レベルの低いネットワーク機器２が第１電力を受電できなくさせる。

上述の実施例において、冗長電源装置１は、現在既にオンライン状態にある各ネットワーク機器２の優先レベルに従って第１電力を送るが、本発明の他の実施例では、冗長電源装置１がバックアップしている途中でユーザーが新たなネットワーク機器２を追加した場合でも、冗長電源装置１は同じように優先レベルに基づいて第１電力を提供することができる。図面が複雑になり過ぎないよう、図３〜図５は一部の構成要素を省略しているが、冗長電源装置１の構成は図１に示した通りである。図３を参照して、別の実施例において、冗長電源装置１は、ネットワーク機器２Ａ、２Ｂ、２Ｃとオンライン状態を形成しており、第２電力Ｅ１がある事情によって給電できない場合、冗長電源装置１が各ネットワーク機器２Ａ、２Ｂ、２Ｃに第１電力を出力する。図４を参照して、ユーザーが新たなネットワーク機器２Ｄをイーサネットポート１１Ｄに接続してオンライン状態が形成されると、マイクロコントローラ１５が新たなネットワーク機器２Ｄに必要な電力パワー及び対応する優先レベルを読み取ることができる。また、仮にバックアップ電源ユニット１３の給電可能な総出力がネットワーク機器２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの総電力パワーを上回る場合、マイクロコントローラ１５がバックアップ電源ユニット１３にイーサネットポート１１Ｄを通じて対応する第１電力を出力させる。反対に、バックアップ電源ユニット１３の給電可能な総出力ではネットワーク機器２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの総電力パワーに対する給電が不十分であるとマイクロコントローラ１５が判断した場合には、マイクロコントローラ１５がネットワーク機器２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの優先レベルを取得し、仮に新たなネットワーク機器２Ｄの優先レベルが最も低いなら、冗長電源装置１は新たなネットワーク機器２Ｄに対して第１電力を出力しない（図４に示されている点線の通り）。ここで特に言及すべき点として、上述の「優先レベルが最も低い」とは、現在既に第１電力を受電しているネットワーク機器２と比較した場合のことを言い、第１電力を受電していないネットワーク機器２は含まれない。

図５を参照して、さらに１つの実施例において、冗長電源装置１は、ネットワーク機器２Ａ、２Ｂ、２Ｄとオンライン状態を形成しており、第２電力Ｅ１がある事情によって給電できない場合、冗長電源装置１が各ネットワーク機器２Ａ、２Ｂ、２Ｄに第１電力を出力する。再び図４を参照して、ユーザーが新たなネットワーク機器２Ｃをイーサネットポート１１Ｃに接続してオンライン状態が形成されると、マイクロコントローラ１５が新たなネットワーク機器２Ｃに必要な電力パワー及び対応する優先レベルを読み取る。また、バックアップ電源ユニット１３の給電可能な総出力ではネットワーク機器２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの総電力パワーに対する給電が不十分であるとマイクロコントローラ１５が判断した場合には、マイクロコントローラ１５がネットワーク機器２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの優先レベルを取得し、仮に新たなネットワーク機器２Ｃの優先レベルが最も低くない場合には、冗長電源装置１が新たなネットワーク機器２Ｃに対して対応する第１電力を出力し、且つ優先レベルが新たなネットワーク機器２Ｃよりも低い他のイーサネットポート１１又は他のネットワーク機器２に対する給電を優先レベルに従って低い方から高い方へ逐一停止する。例えば、ネットワーク機器２Ｄの優先レベルが新たなネットワーク機器２Ｃよりも低い場合、冗長電源装置１が第１電力の出力を停止する（図４に示されている点線の通り）。

本発明の方法を明確に開示できるよう、以下で本発明の冗長電源装置１の処理工程のみに関する説明を行う。図１、図２及び図６を参照されたい。
（３０１）冗長電源装置１が、第２電力Ｅ１が中断されているか否かを判断し、中断されているならば、工程（３０２）へ進み、中断されていないならば、工程（３０１）へ戻る。
（３０２）冗長電源装置１が、自身の給電可能な総出力が現在既に接続されている全てのネットワーク機器２の総電力パワー以上か否かを判断し、総電力パワー以上であるならば、工程（３０３）へ進み、総電力パワー以上でないならば、工程（３０６）へ進む。
（３０３）冗長電源装置１が、各ネットワーク機器２が必要とする第１電力を出力し、工程（３０４）へ進む。
（３０４）冗長電源装置１が、電源断要求情報を受信したか否かを判断し、電源断要求情報を受信したならば、工程（３０５）へ進み、電源断要求情報を受信していないならば、工程（３０３）へ戻る。
（３０５）冗長電源装置１が、対応するネットワーク機器２への各第１電力の出力を停止する。
（３０６）冗長電源装置１が、優先情報テーブル１５３の内容に基づき、ネットワーク機器２の高い方から低い方へ順に第１電力を提供し、出力する全ての第１電力の総電力パワーが自身の給電可能な総出力を超えそうになった時点で、残りの給電していないネットワーク機器２に対する第１電力の出力を停止する。

上述の工程（３０１）の後、ユーザーが新たなネットワーク機器２を冗長電源装置１に接続し、オンライン状態が形成された後の冗長電源装置１には下記の処理工程がさらに含まれる。図１、図２及び図７を参照されたい。
（３０７）冗長電源装置１が、自身の給電可能な総出力が現在既に接続されている全てのネットワーク機器２（元々接続されているネットワーク機器２と新たなネットワーク機器２）の総電力パワー以上か否かを判断し、総電力パワー以上であるならば、工程（３０３）へ進み、総電力パワー以上でないならば、工程（３０８）へ進む。
（３０８）冗長電源装置１が、新たなネットワーク機器２の優先レベルが最も低いか否かを判断し、優先レベルが最も低いならば、工程（３０９）へ進み、優先レベルが最も低くないならば、工程（３１０）へ進む。
（３０９）冗長電源装置１が、新たなネットワーク機器２に対して第１電力を出力しない。
（３１０）冗長電源装置１が、出力する全ての第１電力の総電力パワーが自身の給電可能な総出力を超えないようになるまで、優先レベルに従って他のネットワーク機器への給電を低い方から高い方へ逐一停止する。

また、使用上の安全性を向上できるよう、再び図１を参照して、冗長電源装置１にはさらにセーフティ検出ユニット１５４が設けられており、当該実施例において、セーフティ検出ユニット１５４はマイクロコントローラ１５中に統合されているが、これに限らない。セーフティ検出ユニット１５４は、例えば、冗長電源装置１の全体温度、マイクロコントローラ１５の温度、冗長電源装置１の内部回路が短絡していないか否かなど、冗長電源装置１の現在の環境状態を検出し、且つ上述の環境状態をマイクロコントローラ１５に伝達する。また、現在の環境状態が異常状態（例えば温度が閾値を超える、短絡が発生するなど）にあるとマイクロコントローラ１５が判断した場合には、例えばマイクロコントローラ１５が警告音を発する、自身の稼働を停止する、又は警告メッセージをユーザーに送信するなど、マイクロコントローラ１５がセーフティプログラムを実行することができる。

また、１台の冗長電源装置では使用において故障してしまう事態が発生する可能性もあるため、ユーザーは複数台の冗長電源装置１Ａ、１Ｂでバックアップ系を構成することができる（図８に示すデュアルバックアップ電源メカニズムなど）。そのうち、２台の冗長電源装置１Ａ、１Ｂ中にはさらにマスタースレーブ式検出ユニット１５５Ａ、１５５Ｂが設けられており、マスタースレーブ式検出ユニット１５５Ａ、１５５Ｂは、２台の冗長電源装置１Ａ、１Ｂに相互コミュニケーションを行えるようにさせることができ、且つメインとサブのバックアップ装置をどれにするか決定する。例を挙げると、再び図８を参照して（図面が複雑になり過ぎないよう、図８は一部の構成要素のみを描いている）、２台の冗長電源装置１Ａ、１Ｂ中のイーサネットポート１１Ａは、電力結合器（Ｐｏｗｅｒｃｏｍｂｉｎｅｒ）４Ａを介してネットワーク機器２Ａと電気的に接続することができ、２台の冗長電源装置１Ａ、１Ｂ中のイーサネットポート１１Ｂは、もう１つの電力結合器４Ｂを介してネットワーク機器２Ｂと電気的に接続することができ、冗長電源装置１Ａがメインのバックアップ装置となった後に、ネットワーク機器２Ａ、２Ｂが第２電力Ｅ１を受電できない場合には、冗長電源装置１Ａが各ネットワーク機器２Ａ、２Ｂに第１電力を送ることができるが、冗長電源装置１Ａが故障又は機能停止した後には、冗長電源装置１Ｂが代わってネットワーク機器２Ａ、２Ｂに第１電力を送る。

再び図８を参照して、当該実施例において、各電力結合器４Ａ、４Ｂは差圧方式で、現在冗長電源装置１Ａ、１Ｂのどちらが第１電力を送っているかを識別して、第１電力を対応するネットワーク機器２Ａ、２Ｂに送ることができる。例を挙げると、冗長電源装置１Ａのイーサネットポート１１Ａは基準出力電圧値を出力し、冗長電源装置１Ｂのイーサネットポート１１Ａは待機出力電圧値を出力し、且つ待機出力電圧値は基準出力電圧値よりも低く、基準出力電圧値と待機出力電圧値の設定により、電力結合器４Ａ、４Ｂが、現在は冗長電源装置１Ａが第１電力を送るべきであると識別するが、冗長電源装置１Ａが故障すると、イーサネットポート１１Ａの出力電圧が停止して、待機出力電圧値よりもずっと低くなる。このとき、電力結合器４Ａ、４Ｂが、現在は冗長電源装置１Ｂが第１電力を送るべきであると識別し、また、マスタースレーブ式検出ユニット１５５Ａは冗長電源装置１Ａが現在故障していることをマスタースレーブ式検出ユニット１５５Ｂに通知し、冗長電源装置１Ｂが自身の出力電圧を基準出力電圧値まで高める。

上述は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明が主張する請求項の範囲を限定するものではなく、当業者であれば本発明が開示した技術内容に基づいて同等の効果が得られる改変を容易に想到し得るものであり、すべて本発明の保護範囲を逸脱しない。

１、１Ａ、１Ｂ冗長電源装置
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄイーサネットポート
１３バックアップ電源ユニット
１３１電力分配部
１３１Ａ、１３１Ｂ、１３１Ｃ、１３１Ｄ第１電力表
１３３交流／直流変換回路
１３５直流調整回路
１３７パワープール
１５マイクロコントローラ
１５０処理ユニット
１５１接続検出ユニット
１５２電力評価ユニット
１５３優先情報テーブル
１５４セーフティ検出ユニット
１５５Ａ、１５５Ｂマスタースレーブ式検出ユニット
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄネットワーク機器
２１電力検出ユニット
２３電力バックアップポート
２５主電力ポート
４Ａ、４Ｂ電力結合器
Ｔツイストペアケーブル
Ｅ１第２電力
Ｌ１、Ｌ２外部電力
３０１〜３１０工程

Claims

パワー・オーバー・イーサネットを用いて冗長電源の管理を行う方法であって、冗長電源装置に使用され、前記冗長電源装置は複数のツイストペアケーブルを通じて複数のネットワーク機器とそれぞれ電気的に接続されて、第１電力及びデジタル情報を各前記ネットワーク機器にそれぞれ伝達することができ、前記冗長電源装置は、複数のイーサネットポート、バックアップ電源ユニット及びマイクロコントローラを含み、そのうち、各前記イーサネットポートは、各前記ツイストペアケーブルを通じて各前記ネットワーク機器とそれぞれ電気的に接続されることでオンライン状態を形成し、且つ各前記第１電力及びデジタル情報を対応する各前記ネットワーク機器に伝達することができ、前記バックアップ電源ユニットは各前記イーサネットポートとそれぞれ電気的に接続されて、対応する各前記イーサネットポートに各前記第１電力を出力することができ、前記マイクロコントローラは各前記バックアップ電源ユニットにそれぞれ電気的に接続され、且つ各前記ネットワーク機器からの電力需要情報を受信して、各前記ネットワーク機器が必要とする電力パワーを取得することができ、
前記マイクロコントローラが、各前記ネットワーク機器が元々受電していた第２電力が中断されたと判断すると、前記バックアップ電源ユニットに、対応するイーサネットポートを通じて各前記ネットワーク機器へ必要な各前記第１電力を出力させ、そのうち、各前記第１電力は、各前記ネットワーク機器に必要な電力パワーに相当する工程と、
前記マイクロコントローラが、各前記ネットワーク機器から電源断要求情報を受信した状態において、前記バックアップ電源ユニットに各前記第１電力の出力を停止させる工程と、を前記冗長電源装置に実行させるものである、冗長電源の管理を行う方法。
前記マイクロコントローラ内には優先情報テーブルが設けられており、前記優先情報テーブルには、各前記イーサネットポート又は各前記ネットワーク機器が有する優先レベルが記載される、請求項１に記載の冗長電源の管理を行う方法。
前記冗長電源装置が既に既存の各前記ネットワーク機器に各前記第１電力を出力している状態において、前記マイクロコントローラが、新たなネットワーク機器がイーサネットポートのうちの１つに電気的に接続されたと判断した後に、前記新たなネットワーク機器に必要な電力パワー及び対応する優先レベルを読み取る、請求項２に記載の冗長電源の管理を行う方法。
前記マイクロコントローラが、前記バックアップ電源ユニットの総出力では既存の各前記ネットワーク機器及び前記新たなネットワーク機器に必要な総電力パワーに対する給電が不十分であると判断し、且つ前記新たなネットワーク機器の対応する優先レベルが最も低い場合、前記冗長電源装置は前記新たなネットワーク機器に対して対応する第１電力を出力しない、請求項３に記載の冗長電源の管理を行う方法。
前記マイクロコントローラが、前記バックアップ電源ユニットの総出力では既存の各前記ネットワーク機器及び前記新たなネットワーク機器に必要な総電力パワーに対する給電が不十分であると判断し、且つ前記新たなネットワーク機器の対応する優先レベルが最も低くない場合、前記冗長電源装置は前記新たなネットワーク機器に対して対応する第１電力を出力し、且つ優先レベルが前記新たなネットワーク機器よりも低い他のイーサネットポート又は他のネットワーク機器については、優先レベルに従って、他のイーサネットポート又は他のネットワーク機器への給電を低い方から高い方へ逐一停止する、請求項３に記載の冗長電源の管理を行う方法。
前記冗長電源装置は、さらに複数の接続検出ユニットを含み、各前記接続検出ユニットが各前記イーサネットポートの接続状況を検出し、前記マイクロコントローラに各前記イーサネットポートの接続状況を取得させることにより、前記バックアップ電源ユニットが現在オフライン状態にあるイーサネットポートへ給電しないようにさせる、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の冗長電源の管理を行う方法。
前記冗長電源装置は、さらにセーフティ検出ユニットを含み、前記セーフティ検出ユニットは、前記冗長電源装置の現在の環境状態を検出し、前記マイクロコントローラに前記冗長電源装置の現在の環境状態を取得させ、前記マイクロコントローラは、現在の環境状態が異常状態にあると判断した場合に、セーフティプログラムを実行する、請求項６に記載の冗長電源の管理を行う方法。
前記冗長電源装置には、さらにマスタースレーブ式検出ユニットが設けられ、且つ電力結合器を介して各前記ネットワーク機器と電気的に接続されており、さらにもう１つの冗長電源装置が前記電力結合器を介して各前記ネットワーク機器と電気的に接続されており、前記冗長電源装置は、前記マスタースレーブ式検出ユニットにより前記もう１つの冗長電源装置と相互コミュニケーションを行って、自身がメインバックアップ装置又はサブバックアップ装置であることを確認し、メインバックアップ装置が対応する各前記ネットワーク機器に第１電力を送ることができない場合には、サブバックアップ装置が代わって第１電力を対応する各前記ネットワーク機器に送り、さらに前記電力結合器は、差圧方式によって現在第１電力を送っている対応する冗長電源装置を識別し、第１電力を対応する各前記ネットワーク機器に送ることができる、請求項６に記載の冗長電源の管理を行う方法。
パワー・オーバー・イーサネットを用いて冗長電源の管理を行う冗長電源装置であって、複数のツイストペアケーブルを通じて複数のネットワーク機器とそれぞれ電気的に接続されて、第１電力及びデジタル情報を各前記ネットワーク機器にそれぞれ伝達することができ、前記冗長電源装置は、
各前記ツイストペアケーブルを通じて各前記ネットワーク機器とそれぞれ電気的に接続されることでオンライン状態を形成し、さらに各前記第１電力及びデジタル情報を対応する各前記ネットワーク機器に伝達し、且つ各前記ネットワーク機器から送られる電力需要情報を受信する、複数のイーサネットポートと、
各前記イーサネットポートとそれぞれ電気的に接続されて、対応する各前記イーサネットポートに各前記第１電力を出力することができる、バックアップ電源ユニットと、
各前記バックアップ電源ユニット及び各前記イーサネットポートとそれぞれ電気的に接続され、且つ各前記電力需要情報を受信して、各前記ネットワーク機器が必要とする電力パワーを取得し、マイクロコントローラが、各前記ネットワーク機器が元々受電していた第２電力が中断されたと判断した状態において、前記バックアップ電源ユニットに対応するイーサネットポートを通じて各前記ネットワーク機器へ必要な各前記第１電力を出力させるが、そのうち、各前記第１電力は、各前記ネットワーク機器に必要な電力パワーに相当し、前記マイクロコントローラが、各前記ネットワーク機器から電源断要求情報を受信した状態において、前記バックアップ電源ユニットに各前記第１電力の出力を停止させる、前記マイクロコントローラと、を含む、冗長電源装置。
前記マイクロコントローラ内には優先情報テーブルが設けられており、前記優先情報テーブルには、各前記イーサネットポート又は各前記ネットワーク機器が有する優先レベルが記載される、請求項９に記載の冗長電源装置。
前記冗長電源装置が既に既存の各前記ネットワーク機器に各前記第１電力を出力している状態において、前記マイクロコントローラが、新たなネットワーク機器がイーサネットポートのうちの１つに電気的に接続されたと判断した後に、前記新たなネットワーク機器に必要な電力パワー及び対応する優先レベルを読み取る、請求項１０に記載の冗長電源装置。
前記マイクロコントローラが、前記バックアップ電源ユニットの総出力では既存の各前記ネットワーク機器及び前記新たなネットワーク機器に必要な総電力パワーに対する給電が不十分であると判断し、且つ前記新たなネットワーク機器の対応する優先レベルが最も低い場合、前記冗長電源装置は前記新たなネットワーク機器に対して対応する第１電力を出力しない、請求項１１に記載の冗長電源装置。
前記マイクロコントローラが、前記バックアップ電源ユニットの総出力では既存の各前記ネットワーク機器及び前記新たなネットワーク機器に必要な総電力パワーに対する給電が不十分であると判断し、且つ前記新たなネットワーク機器の対応する優先レベルが最も低くない場合、前記冗長電源装置は前記新たなネットワーク機器に対して対応する第１電力を出力し、且つ優先レベルが前記新たなネットワーク機器よりも低い他のイーサネットポート又は他のネットワーク機器については、優先レベルに従って、他のイーサネットポート又は他のネットワーク機器への給電を低い方から高い方へ逐一停止する、請求項１１に記載の冗長電源装置。
前記冗長電源装置は２つの外部電力を受電し、そのうち１つの外部電力は交流電源であり、もう１つの外部電力は直流電源であり、前記バックアップ電源ユニットは、
電力分配部と電気的に接続されたパワープールと、
前記外部電力から送られる交流電流を受電し、且つ対応する直流電流に変換した後、前記パワープールに集める交流／直流変換回路と、
もう１つの外部電力から送られる直流電流を受電し、且つ前記直流電流に対して昇圧又は降圧を行った後、前記パワープールに集める直流調整回路と、を含む、請求項９〜請求項１３のいずれか１項に記載の冗長電源装置。
前記冗長電源装置は、さらに複数の接続検出ユニットを含み、各前記接続検出ユニットが各前記イーサネットポートの接続状況を検出し、前記マイクロコントローラに各前記イーサネットポートの接続状況を取得させることにより、前記バックアップ電源ユニットが現在オフライン状態にあるイーサネットポートへ給電しないようにさせる、請求項１４に記載の冗長電源装置。
前記冗長電源装置は、さらにセーフティ検出ユニットを含み、前記セーフティ検出ユニットは、前記冗長電源装置の現在の環境状態を検出し、前記マイクロコントローラに前記冗長電源装置の現在の環境状態を取得させ、前記マイクロコントローラは、現在の環境状態が異常状態にあると判断した場合に、セーフティプログラムを実行する、請求項１５に記載の冗長電源装置。
前記冗長電源装置には、さらにマスタースレーブ式検出ユニットが設けられ、前記マスタースレーブ式検出ユニットによりもう１つの冗長電源装置と相互コミュニケーションを行って、自身がメインバックアップ装置又はサブバックアップ装置であることを確認する、請求項１５に記載の冗長電源装置。