TWI587659B - 乙太網路供電系統的供電設備及供電方法 (二) - Google Patents

Description

乙太網路供電系統的供電設備及供電方法 (二)

本發明是關於一種乙太網供電系統中的供電設備及其供電方法，特別是關於一種可以動態調整供電功率，以加入新的受電裝置的乙太網路供電系統供電設備及其供電方法。

乙太網路供電系統(Power over Ethernet System-PoE System)已經是一種普及的應用。IEEE分別在2003年及2009年發布IEEE 802.3af以及IEEE 802.3at兩種PoE標準(以下稱為「IEEE的PoE標準」或「PoE標準」)，廣為各界採用。PoE的技術使得例如網路電話、無線基地台、網路攝影機、集線器、甚至電腦等裝置，都能由乙太網路供電，不須使用額外的電源及插座。這種結合資料傳送與電源供應的技術使整體網路電腦系統成本及複雜度明顯降低。

一個乙太網路供電系統中，電功率是由供電設備(Power Source Equipment-PSE)經由乙太網路的資料纜線供應給受電裝置(Powered Device-PD)。適用的供電設備包括乙太網交換機、路由器、其他網路交換設備，以及資料通信網路中的中跨設備。在這種系統中，受電裝置是指連接到網路上，並 配置為可從網路中汲取供電設備所提供的功率或請求供電設備提供功率的裝置。

在乙太網路供電系統中，供電設備是經由網路連接埠連接到多數的受電裝置，同時也會連接到多數不會或不能從供電設備取得功率的裝置。在應用上，可能的受電裝置包括符合上述IEEE的PoE標準的裝置，以及與該標準相容的裝置。上述IEEE的PoE標準規定，供電設備在對特定裝置提供功率之前，必須先對該裝置進行檢測，以判斷該裝置是否為符合該PoE標準的受電裝置。但是，多數的供電設備或含供電設備的產品供應商，也會將供電設備建置成可同時檢測受電裝置，並判斷該裝置是否為與PoE標準相容的裝置，例如為一相容的舊型裝置(Legacy Device)。如檢測結果為是，也會向該相容裝置供電。

根據IEEE的PoE標準規定，在對特定待測裝置進行前述檢測時，該供電設備是將一信號施加到該待測裝置所連結的連接埠，之後從該連接埠檢測該待測裝置的回應信號。如果回應信號顯示一簽名電阻(Signature Resistance)，範圍是從19到26.5千歐姆，則判斷待測裝置為符合PoE標準的受電裝置。該PoE標準並且規定，該供電設備所發出的信號，電壓應在大約2.8V和10V之間，電流應小於大約5mA。測試信號的電壓應有1V以上的差值。

進行檢測時，典型的作法是由該供電設備對該特定連接埠施加一電壓或電流，並在預定時間後量測該待測裝置的回應信號。該簽名電阻則是以兩信號間的電流/電壓關係計算得出。如果施加電流，該電流通常為150μA至400μA的範圍。再以測量該連接埠的電壓，計算該簽名電阻的值。在這種情形 下，符合PoE標準的待測裝置，會使供電設備在連接埠量得約2.8V到10V的電壓下降。

反之，如果該檢測信號是一種電壓，該電壓的範圍通常是在約2.8V到10V之間。從該連接埠所測得的電流值，則約在87.5μA至625μA之間。

根據上述檢測結果，決定是否進行下一動作將受電裝置「分類」(classification)。並根據分類的結果，對受電裝置供給不同的功率。

在對受電裝置進行分類時，IEEE 802.3af/at標準對PoE的受電裝置的分級規定，是將受電裝置分為classs 1、2、3、4共四級，並定義其耗電上限分別為4W、7W、15.5W、30W。但實際上很多耗電不高的受電裝置，也將自己標示為高耗電的受電裝置。例如一個通常耗電為7W的受電裝置，可能把自己標示為class 4，以避免該受電裝置因所該乙太網路供電系統的供電設備所供應的功率不足而中斷其運作。但這種作法很容易讓供電端設備誤以為需為該受電裝置保留30W的電力給這個受電裝置。但因該受電裝置只使用7W的功率，多配置的電力無法供其他連接埠所連接的受電裝置使用，造成電源配置上的浪費。

詳言之，一個PSE供電設備在對一新加入的受電裝置提供電力之前，需計算該乙太網路供電系統已經連接並供電的受電裝置總指定耗電量，並將結果與該系統所能提供的總電量比較，得出差值。如果該新加入的受電裝置根據其分級而指定的耗電量超過該差值，則或不予供電，或停止對一已連接但優先權較低的受電裝置供電，而將該優先權較低的受電裝置的指定耗電量與該差值的和，指定給該新加入的受電裝置。但由於已經開始供電的受電裝置虛增保留功率，使得供電設備保留過多的功率給已經供電的受電裝置，導致新增的 受電裝置無法加入。或致使該供電設備誤判，而停止對優先權較低的受電裝置供電。

為了解決上述供電效率問題，一種已知技術的方法是即時計算所有受電裝置的實際總耗電值。如果實際總耗電值高於該供電設備的總供電量，則對一埠或多埠斷電，而將實際總耗電值降至供電上限以下，以保持對其他通信埠正常供電。但是在一個多通信埠的乙太網路供電系統中，計算裝置在計算總耗電值時往往必須透過一個慢速的介面去讀取位在另一顆IC上的受電裝置的耗電值。結果將使供電設備在實際總耗電值超過供電上限時，無法及時對一埠或多埠斷電。另一種已知技術的方法是對每一個已上電的受電裝置都設定一個上限值。當受電裝置的耗電量超過上限值時，即將其通信埠斷電。這種乙太網路供電系統會在開始對一受電裝置供電後的預定時間，讀出該受電裝置的實際耗電值。如發現有上述設定為class 4的受電裝置只消耗7W的情況，即將該受電裝置的分級調低，即調至供電量較小的分級。例如將其分級調至供電電流上限只比該實際耗電值稍高的分級。這樣的做法確實可以相當程度提高電源配置效率。但是卻可能會發生在剩餘電力可用，但受電裝置卻會一再斷電的問題。

舉例而言，實務上常見的受電裝置包括網路攝影機(IP cam)。這類型的受電裝置耗電狀況如圖3所示。在開始供電時，該受電裝置與主機(伺服器)還在進行連線設定(T1時間內)，尚未全速啟動耗電。此時，該乙太網路供電系統如果偵測該受電裝置的耗電量，會判斷該受電裝置的設定分級錯誤，而調降其分級。但當該網路攝影機全速啟動傳送畫面資料，或是啟動夜間照明時(T2時間內)，瞬間耗電量將大增(如圖3虛線所示)。但因該受電裝置的分級已經 調低，則在T2時間中將會發生過載斷電的情形。最嚴重的情形是，在該乙太網路供電系統下次對該網路攝影機供電時，同樣的流程再發生一次，使該受電裝置陷入一再斷電的無窮輪迴。

目前並沒有一種乙太網路供電系統的供電設備，可以解決習知技術中，因受電裝置的分級設定與實際耗電量之間存在差異，造成乙太網路供電系統的供電設備所能供應的總電量不當分配的問題。也沒有一種乙太網路供電系統的供電設備，可以實質上達成將受電裝置的分級設定與實際耗電量之間存在的差異電力，提供給其他受電裝置，特別是優先權較低的受電裝置。

本發明的目的是在提供一種新穎的乙太網路供電系統的供電設備，以對多數的受電裝置進行供電狀態的監控，以提取可用的功率到需要供電的受電裝置。

本發明的目的也在提供一種新穎的乙太網路供電系統的供電設備，該供電設備可從各受電裝置的設定耗電量與實際耗電量之間的差異，提取可用的電力給其他受電裝置。

本發明的目的也在提供一種乙太網路供電系統的供電設備，該供電設備可以防止已供電的受電裝置一再斷電的現象。

本發明的目的也在提供一種具有上述優點的乙太網路供電系統的供電方法。

根據本發明的乙太網路供電系統的供電設備，乃是提供至少二個通信埠，各通信埠可供一受電裝置經由網路線連接。該供電設備包括一檢測裝置，連接各通信埠，並建置成可對各通信埠施加一檢測信號，並在施加該檢 測信號後之預定時間從該通信埠測得一反應信號，且根據該反應信號判斷該通信埠是否已連接一待測裝置，以及該待測裝置是否為適於供電的受電裝置。該檢測裝置並可在判斷特定待測裝置為適於供電的受電裝置後，對對應的通信埠施加一分類檢測信號，並在施加該分類檢測信號後之預定時間從該通信埠測得一分類反應信號，且根據該分類反應信號判斷該通信埠所連接的受電裝置所應提供的功率分級，對該受電裝置供電。

該乙太網路供電系統的供電設備進一步包括一監控裝置，建置成可在該分級所預定的分級受電上限值Iclass低於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值時，容許該供電設備對該受電裝置以一依據該分級受電上限值Iclass計算的受電上限值Icut供電。該監控裝置並在一受電裝置的耗電量超過該受電上限值Icut時，停止該供電設備對該受電裝置供電，並記錄各通信埠因耗電量超過該受電上限值Icut而發生斷電事件Ioff_event時的耗電量峰值Ipeak與當時的受電上限值Icut資訊。

該監控裝置進一步建置成：可在該分級所預定的分級受電上限值Iclass高於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值時，不讓該新增受電裝置上電，或讓該受電裝置上電但以該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值當做該受電裝置上電時的Icut初始值。並對所有已供電的通信埠持續進行檢測，以獲得各通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量，據以計算一組調整值，以調整對各通信埠的受電上限值Icut，並以調整後的受電上限值Icut，計算該總受電上限值，用以判斷應否對該受電裝置供電。

根據本發明的較佳實施例，該監控裝置在調整各通信埠的受電上限值Icut時，是以如下方式操作：

於開始對一受電裝置供電時，設定該受電裝置所連接的通信埠的受電上限值Icut為對應的分級受電上限值Iclass。

該監控裝置對各對所有已供電的通信埠持續進行檢測，以獲得各通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量數值。

如果一通信埠並未發生過斷電事件(Ioff_event=0)，將該通信埠的受電上限值Icut調整為該通信埠自該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak與一容忍值Ibuffer的和。即Icut=Ipeak+Ibuffer。

如果該通信埠曾發生過斷電事件(Ioff_event=1)，則比較該通信埠該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak，與該斷電事件當時的受電上限值(前次受電上限值Icut_old)。並於該耗電量峰值Ipeak高於該Icut_old值，且期間達一一預定時間後，調整該通信埠的受電上限值Icut，使該受電上限值Icut為該通信埠自該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak與一容忍值Ibuffer的和。即Icut=Ipeak+Ibuffer。如未超過該預定期間，則不予調整。

如果發生斷電事件，則自該總受電上限值中，扣除該通信埠所對應之受電上限值Icut，作為新的總受電上限值。

該監控裝置並可在發生斷電事件，而從該總受電上限值中，扣除該通信埠所對應之受電上限值Icut後，並將該發生斷電的通信埠強制斷電一段時間(例如10秒)之後才允許其再供電，以避免該通信埠一再重覆斷電後立即開電又立即斷電。

本發明也提供一種乙太網路供電系統的供電設備供電方法，該方法可使用在一乙太網路供電系統的供電設備中，其中，該供電設備提供至少二個通信埠，各通信埠可供一受電裝置經由網路線連接。該供電設備包括一檢測裝置，連接各通信埠，用以檢測各通信埠是否已連接一適於供電的受電裝置及對該受電裝置所應供應的功率，以及一監控裝置，建置成可在該分級所預定的分級受電上限值Iclass低於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值時，容許該供電設備對該受電裝置以根據該分級受電上限值Iclass所計算之受電上限值Icut供電。該監控裝置並在一受電裝置的耗電量超過該受電上限值Icut時，停止該供電設備對該受電裝置供電，並記錄各通信埠因耗電量超過該受電上限值Icut而發生斷電事件Ioff_event時的耗電量峰值Ipeak與當時的受電上限值Icut資訊。

本發明的乙太網路供電系統供電方法是在對一通信埠進行檢測與分類後，判斷出該通信埠所連接的受電裝置所屬分級所預定的分級受電上限值Iclass高於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值時啟動，不讓該受電裝置上電，或讓該受電裝置上電，但以該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值，當做該受電裝置上電時的Icut初始值。並以對所有已供電的通信埠持續進行檢測，獲得各通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量，據以計算一組調整值，以調整對各通信埠的受電上限值Icut，並以調整後的受電上限值Icut，計算該總受電上限值，用以判斷應否對該受電裝置供電。

根據本發明的較佳實施例，該監控裝置在調整各通信埠的受電上限值Icut時，是以如下步驟操作：

於開始對一受電裝置供電時，設定該受電裝置所連接的通信埠的受電上限值Icut為對應的分級受電上限值Iclass。

該監控裝置對各對所有已供電的通信埠持續進行檢測，以獲得各通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量數值。

如果一通信埠並未發生過斷電事件(Ioff_event=0)，將該通信埠的受電上限值Icut調整為該通信埠自該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak與一容忍值Ibuffer的和。即Icut=Ipeak+Ibuffer。

如果該通信埠曾發生過斷電事件(Ioff_event=1)，則比較該通信埠該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak，與該斷電事件當時的受電上限值(前次受電上限值Icut_old)。並於該耗電量峰值Ipeak高於該Icut_old值的期間達於一預定時間後，調整該通信埠的受電上限值Icut，使該受電上限值Icut為該通信埠自該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak與一容忍值Ibuffer的和。即Icut=Ipeak+Ibuffer。如未超過該預定期間，則不予調整。

如果發生斷電事件，則自該總受電上限值中，扣除該通信埠所對應之受電上限值Icut，作為新的總受電上限值。

該供電方法並可包括在發生斷電事件，而從該總受電上限值中，扣除該通信埠所對應之受電上限值Icut後，並將該發生斷電的通信埠強制斷電一段時間(例如10秒)之後才允許其再供電，以避免該通信埠一再重覆斷電後立即開電又立即斷電。

在本發明的設計下，該監控裝置可以在一受電裝置請求加入，但其分級上限值Iclass高於當時系統總供電量與總受電上限值的差值時，調整 對各通信埠的受電上限值Icut，以騰出不需要的功率，供應給額外的受電裝置或優先權較低的受電裝置。

上述及其他本發明之目的與優點，可由以下詳細說明並參照所附圖式而更形清楚。

10‧‧‧檢測裝置

11、12、13、14‧‧‧連接埠

11A、12A、13A、14A‧‧‧信號線

15‧‧‧運算單元

16‧‧‧檢測信號產生器

17‧‧‧反應信號接收器

18‧‧‧監控裝置

21、22、23‧‧‧外界裝置

21A、22A、23A‧‧‧網路線

100‧‧‧供電設備

101‧‧‧輸出入介面

200‧‧‧電源

201‧‧‧電源線

圖1表示本發明乙太網路供電系統的供電設備一種實施例的方塊圖。

圖2為本發明乙太網路供電系統的供電方法一種實例的流程圖。

圖3顯示一種常見的受電裝置，即括網路攝影機的耗電狀況曲線圖。

本發明提供一種新穎的供電設備及供電方法，應用在乙太網路供電系統中，以對多數的受電裝置提供動態的供電功率設定。本發明提供一種動態的監控方法，可以達成符合實際狀況的供電。

圖1表示本發明乙太網路供電系統的供電設備一種實施例的方塊圖。如圖所示，本發明的乙太網路供電系統的供電設備100是配備在一乙太網路的供電系統中，對多數受電裝置供應電功率。該供電設備100與一電源200共同構成該乙太網路供電系統，提供由該供電設備100將電源200經由電源線201送來的功率，轉送到受電裝置的功能。如圖1所示，電源200提供的電功率，經由電源線201進入供電設備100的輸出入介面101，而進入檢測裝置10。該供電設備100也提供多數連接埠11、12、13、14，以供外界裝置21、22、23經由網 路線21A、22A、23A連接。圖中顯示4個連接埠，但此行業人士均知，該連接埠的數量並非任何技術限制。通常，供電設備100可提供8個連接埠，但高於或低於該數量，也非不許。圖中顯示有3個外界裝置21、22、23連接到連接埠11、12、14。連接埠13並無外界裝置連接。該外界裝置21、22、23可能是符合IEEE的PoE標準的受電裝置、與該標準相容的受電裝置、與該標準不相容的受電裝置，甚至只是一般的電容負載或電阻負載。

該供電設備100經由4組信號線11A、12A、13A、14A連接到連接埠11、12、13、14。該供電設備100的功能即是將電源200所提供的功率，轉送到外界裝置21、22、23中，可能接受供電的裝置。

一般而言，該信號線11A、12A、13A、14A每組都包括2對信號線。用以傳送電信號及電功率。同時，該網路線21A、22A、23A也是每組都包括2對信號線，形成雙絞線的型態。當然，該信號線、網路線所含的信號線條數，並非任何技術限制。但各組至少需包括一對信號線。

具有以上構成的乙太網路供電系統為業界所熟知，並記載在各種技術文獻中，包括上述IEEE 802.3af、IEEE 802.3at等業界標準。其詳情不須在此贅述。

根據IEEE的PoE標準，符合該標準的供電設備100必須先對要供電的外界裝置21、22、23進行檢測、分類，才能對適當種類的外界裝置供電。由於對於已經符合IEEE的PoE標準，或者與該標準相容的受電裝置，業界已經提出各種適用的檢測、分類方法及裝置。例如US 7,856,561、US 8,412,961等專利文獻所載的設計。

在理想狀況，連接到特定連接埠11、12、14的外界裝置，都是符合IEEE的PoE標準的受電裝置及與該標準相容的受電裝置。在檢測階段，這些外界裝置都可稱為「待測裝置」。經檢測認定為符合IEEE的PoE標準的受電裝置及與該標準相容的受電裝置，可稱為「受電裝置」。在以下的說明中，將以「待測裝置」指稱在檢測階段中連接到各該連接埠11、12、14的外界裝置，並以「受電裝置」指稱經判斷為符合IEEE的PoE標準的受電裝置及與該標準相容的受電裝置，即經判斷為適合供電的外界裝置。

在圖1中另顯示本發明的供電設備100配備一檢測裝置10，用來對該多數連接埠11、12、13、14進行檢測，以判斷該個別連接埠11、12、13、14所連接的待測裝置21、22、23是否為適合供電的受電裝置，並於判斷為是時，進一步判斷應該供應給各待測裝置21、22、23的功率。這種檢測裝置10可為任何已知的乙太網路供電系統的受電裝置檢測裝置，其電路中主要包括一個檢測信號產生器16、一個反應信號接收器17以及一個運算單元15。在已知技術中，該檢測信號產生器16通常是供應一電壓信號到特定的連接埠，並於一預定時間後，由該反應信號接收器17從該連接埠接收反應信號，再由該運算單元15將該反應信號轉換成電流信號，以根據該電流信號的特性，判斷：該連接埠是否已連接一待測裝置、如是，該待測裝置是否為適於供電的受電裝置、如是，該受電裝置所需功率為何。反之，該檢測信號產生器16也可以產生一電流信號，施加於特定連接埠，並於該預定時間後，由該反應信號接收器17從該連接埠接收反應信號，再由該運算單元15將該反應信號轉換成電壓信號，以根據該電壓信號的特性，進行上述判斷。通常而言，該預定時間約為不大於500ms，但其確切時間仍應依照應用上的需求決定。

具有上述架構及功能的檢測裝置10已為此行業專家所熟知，其技術內容並揭示在各種規格書，專利說明書中。詳情不需在此贅述。在以下的說明中，對於判斷連接埠是否已連接待測裝置及該待測裝置是否為適於供電的受電裝置的步驟，將以「檢測」或「受電裝置的檢測」稱之；對於受電裝置所需功率為何的判斷，則以「分類」或「受電裝置的分類」稱之。

本發明的乙太網路供電系統的供電設備100是用來對多數連接埠11、12、13、14進行檢測，以判斷各個連接埠11、12、13、14個別是否已連接一待測裝置、如是，該待測裝置是否為適於供電的受電裝置、如是，該受電裝置所需功率為何。因此，在本發明的較佳實例中，該檢測信號產生器16乃是建置：於該運算單元15判斷一連接埠所連接的待測裝置為適於供電的受電裝置後，對該受電裝置所連接的通信埠發出一分類檢測信號；且於對一通信埠發出一第一檢測信號後，並判斷為應發出另一個第二檢測信號時，選定另一通信埠，發出該第二檢測信號。這種架構可以僅只使用單一的檢測裝置檢測及分類多數的受電裝置。但如果使用多數的檢測裝置，各個檢測裝置用以檢測單一的受電裝置，也屬可行。

圖1顯示，該檢測裝置10除上述運算單元15、檢測信號產生器16與反應信號接收器17之外，另配備一個監控裝置18。該監控裝置18的主要功用是動態調整該檢測裝置10對各個受電裝置設定的供電上限。

詳言之，該檢測裝置10根據特定連接埠所收到的分類反應信號，判斷該連接埠所連接的受電裝置所屬的供電分級。該分級即如IEEE 802.3af/at標準對PoE的受電裝置的分級clases 1、2、3、4，其分級受電上限值Iclass分別為4W、7W、15.5W、30W。在本發明的較佳實施例中，該檢測裝置 10是在該分類系統所定的分級受電上限值Iclass以下，設定一受電上限值Icut，並以該受電上限值Icut對各個通信埠供電。在開始供電期間，通常可將該受電上限值Icut設定成該通信埠所屬分級的分級受電上限值Iclass。

本發明的監控裝置18是用來判斷應否對特定通信埠供電，以及適用於各通信埠的受電上限值Icut，並持續監控各通信埠的供電(耗電)狀態，以作為判斷的依據。這種監控裝置18可以任何已知技術的電路或軟體達成。

根據本發明的較佳實施例，該監控裝置18乃是建置成：

在對一待測裝置完成檢測及分類後，判斷結果發現分類後設定的分級所預定的分級受電上限值Iclass低於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值時，容許該供電設備100對該受電裝置以一根據該分級受電上限值Iclass所計算之受電上限值Icut供電。

在一受電裝置的耗電量超過該受電上限值Icut時，停止該供電設備對該受電裝置供電，並記錄各通信埠因耗電量超過該受電上限值Icut而發生斷電事件Ioff_event時的耗電量峰值Ipeak與當時的受電上限值Icut資訊。

在該分級所預定的分級受電上限值Iclass高於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值時，不讓該受電裝置上電，或讓該受電裝置上電，但以該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值，當做該受電裝置上電時的Icut初始值。並對所有已供電的通信埠持續進行檢測，以獲得各通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量，據以計算一組調整值，以調整對各通信埠的受電上限值Icut，並以調整後的受電上限值Icut，計算該總受電上限值，用以判斷應否對該受電裝置供電。

為達成上述調整各通信埠的受電上限值Icut的目的，根據本發明的較佳實施例，該監控裝置18是建置成以如下方式操作：

於開始對一受電裝置供電時，設定該受電裝置所連接的通信埠的受電上限值Icut為對應的分級受電上限值Iclass。

對所有已供電的通信埠持續進行檢測，以獲得各通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量數值。

如果一通信埠並未發生過斷電事件(Ioff_event=0)，即表示該通信埠的耗電量小於先前所設定的受電上限值Icut，故將該通信埠的受電上限值Icut調整為該通信埠自該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak與一容忍值Ibuffer的和。即Icut=Ipeak+Ibuffer。在這種情形下，該監控裝置18可以針對各分級設定一Icut下限值，以免調整結果使Icut值調到過低。

如果該通信埠曾發生過斷電事件(Ioff_event=1)，則比較該通信埠該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak，與該斷電事件當時的受電上限值(前次受電上限值Icut_old)。並於該耗電量峰值Ipeak高於該Icut_old值的期間達於一預定時間後，調整該通信埠的受電上限值Icut，使該受電上限值Icut為該通信埠自該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak與一容忍值Ibuffer的和。即Icut=Ipeak+Ibuffer。如未超過該預定期間，則不予調整。Ipeak高於該Icut_old值時，表示對該通信埠所設定的受電上限值Icut可能不敷使用，必須加以調高。不過，當計算結果使得該Icut值超過該通信埠所指定分級的分級受電上限值Iclass，則僅體調整至該分級上限值Iclass。

如果發生斷電事件，則自該總受電上限值中，扣除該通信埠所對應之受電上限值Icut，作為新的總受電上限值。經過扣除後，將可騰出多餘的受電上限值，以供新的受電裝置加入供電或被斷電的受電裝置重新受電。

該監控裝置18並可在發生斷電事件，而從該總受電上限值中，扣除該通信埠所對應之受電上限值Icut後，將該發生斷電的通信埠強制斷電。經一段時間(例如10秒)之後才允許其再供電，以避免該通信埠一再重覆斷電後立即開電又立即斷電。

以下說明本發明的乙太網路供電系統的供電方法。圖2即顯示該方法一種實施例的流程圖。圖中所示的方法可應用在例如圖1所示的乙太網路供電系統的供電設備中。

本發明的乙太網路供電系統供電方法是在對一通信埠進行檢測與分類後，判斷出該通信埠所連接的受電裝置所屬分級所預定的分級受電上限值Iclass高於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值時啟動。本發明的方法是不讓該受電裝置上電，或讓該受電裝置上電，但以該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值，當做該受電裝置上電時的Icut初始值，並對所有已供電的通信埠持續進行檢測，獲得各通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量，據以計算一組調整值，以調整對各通信埠的受電上限值Icut，並以調整後的受電上限值Icut，計算該總受電上限值，用以判斷應否對該受電裝置供電。

如圖2所示，於該方法開始時，於步驟201該監控裝置18於開始對受電裝置供電時，設定各受電裝置所連接的通信埠的受電上限值Icut為對應的分級受電上限值Iclass。於202，該監控裝置18對各所有已供電的通信埠持續 進行檢測，以獲得各通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量數值。於203，該監控裝置18根據對一通信埠的檢測結果，判斷該通信埠是否曾經發生過因耗電量超過對應之受電上限值Icut而遭到斷電的斷電事件。如判斷結果為否，(Ioff_event=0)，則於204將該通信埠的受電上限值Icut調整為該通信埠自該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak與一容忍值Ibuffer的和。即Icut=Ipeak+Ibuffer。如在步驟203的判斷結果為是(Ioff_event=1)，則在步驟205進一步判斷該通信埠該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak，是否高於該斷電事件當時的受電上限值(前次受電上限值Icut_old)。並於判斷結果為是時，在步驟206設定一期間，在此等待期間內持續記錄最大的Ipeak值，於步驟206的設定期間結束後，在207調整該通信埠的受電上限值Icut，使該受電上限值Icut為該通信埠自該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak與一容忍值Ibuffer的和。即Icut=Ipeak+Ibuffer。在步驟206也可以是設定一次數，即當步驟205第一次判斷為是時，不調整該通信埠的Icut值，待下一次(設定次數=2)或下二次(設定次數=3)啟動調整機制時，才調整該通信埠的Icut值，同樣有設定一段延遲時間獲至最大Ipeak值的效果。在本發明的較佳實施例中，該預定時間或次數並非任何技術限制，但以可能獲得足夠的資料量，但不會延緩判斷為宜。如步驟205或206的判斷結果為否，則不調整該受電上限值Icut。於步驟208判斷是否有其他通信埠需要調整該受電上限值Icut，如是，步驟回到203。如判斷結果為否，則在步驟209判斷是否尚有其他通信埠有待供電，但經分類後的分級受電上限值Iclass大於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值。如判斷結果為是，則於步驟210判斷是否發生過斷電事件。如判斷結果為是，則在211自該總受電上限值中，扣除該通信埠所對應之受電上限值Icut， 作為新的總受電上限值。步驟回到202。如在步驟210的判斷結果為否，步驟回到202。如在步驟209的判斷結果為否，即完成調整程序。

本發明的供電方法在步驟211之後，尚可包括將該發生斷電的通信埠強制斷電的步驟。該斷電可在一段時間(例如10秒)之後才允許其再供電，以避免該通信埠一再重覆斷電後立即開電又立即斷電。

在本發明的設計下，該監控裝置18可以在一受電裝置請求加入，但無法加入受電時，調整對各通信埠的受電上限值Icut，以騰出不需要的功率，供應給額外的受電裝置或優先權較低的受電裝置。達成節省系統資源及善用系統資源的目的。

以上是對本發明乙太網路供電系統的供電設備與供電方法實施利所作的說明。但此行業人士均知，本發明的實施例利用已知技術稍作修改，仍可得到相同或相似的效果。因此，這些修改都屬於本發明的範圍。

10‧‧‧檢測裝置

11、12、13、14‧‧‧連接埠

11A、12A、13A、14A‧‧‧信號線

15‧‧‧運算單元

16‧‧‧檢測信號產生器

17‧‧‧反應信號接收器

18‧‧‧監控裝置

21、22、23‧‧‧外界裝置

21A、22A、23A‧‧‧網路線

100‧‧‧供電設備

101‧‧‧輸出入介面

200‧‧‧電源

201‧‧‧電源線

Claims (10)

1. 一種乙太網路供電系統的供電設備，提供至少二個通信埠，各通信埠可供一受電裝置經由網路線連接；該供電設備包括一檢測裝置，連接各通信埠，用以檢測連接到一通信埠的裝置是否為適於供電的受電裝置，及對該受電裝置所應供應的功率分級；以及一監控裝置，用以持續監控各通信埠的耗電量，以調整該供電設備對各通信埠的供電量；其中，該監控裝置建置成：可在該檢測裝置所判斷之分級所預定的分級受電上限值Iclass低於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值時，容許該供電設備對該受電裝置以一依據該分級受電上限值Iclass計算的受電上限值Icut供電；且在一受電裝置的耗電量超過該受電上限值Icut時，停止該供電設備對該受電裝置供電，並記錄各通信埠因耗電量超過該受電上限值Icut而發生斷電事件Ioff_event時的耗電量峰值Ipeak與當時的受電上限值Icut資訊；其特徵在於，該監控裝置進一步建置成：可在該分級所預定的分級受電上限值Iclass高於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值時，對所有已供電的通信埠持續進行檢測，以獲得各通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量，據以計算一組調整值，以調整對各通信埠的受電上限值Icut，並以調整後的受電上限值Icut，計算該總受電上限值，用以判斷應否對該受電裝置供電。
2. 如申請專利範圍第1項之乙太網路供電系統的供電設備，其中， 該監控裝置在調整各通信埠的受電上限值Icut時，是以如下方式操作：於開始對一受電裝置供電時，設定該受電裝置所連接的通信埠的受電上限值Icut為對應的分級受電上限值Iclass；對所有已供電的通信埠持續進行檢測，以獲得各通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量數值；如果一通信埠並未發生過斷電事件(Ioff_event=0)，將該通信埠的受電上限值Icut調整為該通信埠自該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak與一容忍值Ibuffer的和，即Icut=Ipeak+Ibuffer；如果該通信埠曾發生過斷電事件(Ioff_event=1)，則比較該通信埠該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak，與該斷電事件當時的受電上限值(前次受電上限值Icut_old)，並於該耗電量峰值Ipeak高於該Icut_old值，且期間達一預定時間後，調整該通信埠的受電上限值Icut，使該受電上限值Icut為該通信埠自該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak與一容忍值Ibuffer的和，即Icut=Ipeak+Ibuffer；且如未超過該預定期間，則不予調整。
3. 如申請專利範圍第1項之乙太網路供電系統的供電設備，其中，當該受電裝置分級所預定的分級受電上限值Iclass高於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值時，則不讓該受電裝置上電，或讓該受電裝置上電，但以該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值，當做該受電裝置上電時的Icut初始值。
4. 如申請專利範圍第1或2項之乙太網路供電系統的供電設備，其中，該監控裝置進一步建置成：於發生一斷電事件時，自該總受電上限值中， 扣除該斷電之通信埠所對應之受電上限值Icut，作為新的總受電上限值。
5. 如申請專利範圍第4項之乙太網路供電系統的供電設備，其中，該監控裝置並可在發生斷電事件，而從該總受電上限值中，扣除該通信埠所對應之受電上限值Icut後，並對該發生斷電的通信埠強制斷電一段時間，之後才允許其再供電。
6. 一種乙太網路供電系統的供電方法，供使用在一乙太網路供電系統的供電設備中，其中，該供電設備提供至少二個通信埠，各通信埠可供一受電裝置經由網路線連接；該供電設備包括一檢測裝置，連接各通信埠，用以檢測連接到一通信埠的裝置是否為適於供電的受電裝置及對該受電裝置所應供應的功率分級，以及一監控裝置，建置成可在該分級所預定的分級受電上限值Iclass低於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值時，容許該供電設備對該受電裝置以根據該分級受電上限值Iclass所計算之受電上限值Icut供電；該監控裝置並在一受電裝置的耗電量超過該受電上限值Icut時，停止該供電設備對該受電裝置供電，並記錄各通信埠因耗電量超過該受電上限值Icut而發生斷電事件Ioff_event時的耗電量峰值Ipeak與當時的受電上限值Icut資訊；該乙太網路供電系統的供電方法是於該檢測裝置對該通信埠的檢測結果判斷該通信埠所連接的受電裝置所屬分級的分級受電上限值Iclass高於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值時啟動，且包括如下步驟： 對所有已供電的通信埠持續進行檢測，獲得各通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量，據以計算一組調整值；以該調整值調整對各通信埠的受電上限值Icut；以調整後的受電上限值Icut，計算該總受電上限值；及根據該計算後的新總受電量上限值，判斷應否對該受電裝置供電。
7. 如申請專利範圍第6項之乙太網路供電系統的供電方法，其中，該調整各通信埠的受電上限值Icut的步驟，包括如下步驟：於開始對一受電裝置供電時，設定該受電裝置所連接的通信埠的受電上限值Icut為對應的分級受電上限值Iclass；對所有已供電的通信埠持續進行檢測，以獲得各通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量數值；如果一通信埠並未發生過斷電事件(Ioff_event=0)，將該通信埠的受電上限值Icut調整為該通信埠自該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak與一容忍值Ibuffer的和，即Icut=Ipeak+Ibuffer；如果該通信埠曾發生過斷電事件(Ioff_event=1)，則比較該通信埠該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak，與該斷電事件當時的受電上限值(前次受電上限值Icut_old)；於該耗電量峰值Ipeak高於該Icut_old值的期間達於一預定時間後，調整該通信埠的受電上限值Icut，使該受電上限值Icut為該通信埠自該次開始供電後的耗電量峰值Ipeak與一容忍值Ibuffer的和，即Icut=Ipeak+Ibuffer；及如未超過該預定期間，則不予調整。
8. 如申請專利範圍第6項之乙太網路供電系統的供電方法，其中，當該受電裝置分級所預定的分級受電上限值Iclass高於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值時，則不讓該受電裝置上電，或讓該受電裝置上電，但以該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總受電上限值的差值，當做該受電裝置上電時的Icut初始值。
9. 如申請專利範圍第6或7項之乙太網路供電系統的供電方法，另包括於發生一斷電事件時，自該總受電上限值中，扣除該通信埠所對應之受電上限值Icut，作為新的總受電上限值的步驟。
10. 如申請專利範圍第9項之乙太網路供電系統的供電方法，另包括在發生斷電事件，而從該總受電上限值中，扣除該通信埠所對應之受電上限值Icut後，對該發生斷電的通信埠強制斷電一段時間之步驟。