專利名稱：線上電力控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及由其他聯(lián)網(wǎng)裝備經(jīng)由有線數(shù)據(jù)電信網(wǎng)絡(luò)連接供電并且/或者經(jīng)由有線數(shù)據(jù)電信網(wǎng)絡(luò)連接為其他聯(lián)網(wǎng)裝備供電的聯(lián)網(wǎng)裝備。
背景技術(shù)：
線上電力(inline power，也稱為以太網(wǎng)供電和PoE)是用于在有線電信網(wǎng)絡(luò)上將電カ從電源裝備(power source equipment,PSE)經(jīng)由鏈路段提供到被供電設(shè)備(powereddevice, PD)的技術(shù)?？梢杂涉溌范我欢颂幍亩它c(diǎn)PSE或者沿著鏈路段中跨(midspan)的中跨PSE來注入電力，所述中跨PSE明顯地與鏈路段末端電耦合和物理耦合到的介質(zhì)相關(guān)接ロ(MDI)相分離并且在MDI之間。在2003 年 6 月 18 日出版并且標(biāo)題為 “IEEE Standard for InformationtechnoIogy-Telecommunications and information exchange between systems—Loca丄and metropolitan area networks-Specific requirements Part 3 Carrier SenseMultiple Access with Collision Detection(CSMA/CD)Access Method and PhysicalLayer Specifications Amendment Data Terminal Equipment (DTE)Power via MediaDependent Interface (MDI) ”的 IEEE (電氣和電子工程師學(xué)會)標(biāo)準(zhǔn) Std 802. 3af-2003 (這里稱為“IEEE 802. 3af標(biāo)準(zhǔn)”)中定義了 PoE。IEEE 802. 3af標(biāo)準(zhǔn)是用于經(jīng)由單個以太網(wǎng)線纜中的同一組導(dǎo)線將以太網(wǎng)分組的傳輸與基于DC的電カ的傳輸結(jié)合起來的全球適用標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到線上電力將為如下的ro供電，這些ro例如是因特網(wǎng)協(xié)議(IP)電話、監(jiān)控攝像頭、用于電信網(wǎng)絡(luò)的交換和集線器裝備、用于識別目的的生物醫(yī)學(xué)傳感器裝備、其他生物醫(yī)學(xué)裝備、射頻識別(RFID)卡和標(biāo)簽閱讀器、安全卡閱讀器、各種類型的傳感器和數(shù)據(jù)獲取裝備、建筑物中的消防和逃生裝備等等。根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)，電カ是功率級別范圍可能為大約0. 5瓦特至大約15. 4瓦特的直流48伏特電力。預(yù)期將來會有更高的功率級別。IEEE802. 3af標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)存在用于分配所請求量的電カ的機(jī)制。還存在其他專用機(jī)制，這些機(jī)制比IEEE 802. 3af標(biāo)準(zhǔn)所提供的機(jī)制提供更精細(xì)和更完善的電カ分配，同時仍然與該標(biāo)準(zhǔn)基本相符。隨著標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，另外的電カ也可以變得可用。傳統(tǒng)的8導(dǎo)體型RG-45連接器(在適當(dāng)情況下是插頭或插座)通常被用于所有以太網(wǎng)連接的兩端。他們的連線方式如IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)中所定義?？梢允褂弥T如屏蔽型或非屏蔽型雙絞連線(或者同軸線纜或其他傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)線纜設(shè)置)之類的雙導(dǎo)體連線，因此對于每個發(fā)送器和接收器，有ー對導(dǎo)體與之相關(guān)聯(lián)。圖1A、1B和IC是IEEE 802. 3af標(biāo)準(zhǔn)所考慮的PoE的三個不同變體的電氣示意圖。在圖IA中，數(shù)據(jù)電信網(wǎng)絡(luò)IOa包括具有集成的電源裝備(PSE)Ha的交換機(jī)或集線器12a。來自PSE 14a的電カ被經(jīng)由中央抽頭的變壓器18aa和18ab注入兩個攜帶數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)雙絞線16aa和16ab上。在該變體中不使用未攜帶數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)雙絞線16ac和16ad。來自攜帶數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)雙絞線16aa和16ab的電カ從中央抽頭的變壓器20aa和20ab傳導(dǎo)至被供電設(shè)備(PD) 22a，以供其使用，如圖所示。在圖IB中，數(shù)據(jù)電信網(wǎng)絡(luò)IOb包括具有集成的電源裝備(PSE) 14b的交換機(jī)或者集線器12b。來自PSE 14b的電カ被注入兩個未攜帯數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)雙絞線16bc和16bd上。攜帶數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)雙絞線16ba和16bb在該變體中未用于電カ傳輸。來自未攜帶數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)雙絞線16bc和16bd的電カ被傳導(dǎo)至被供電設(shè)備(PD) 22b，以供其使用，如圖所示。在圖IC中，數(shù)據(jù)電信網(wǎng)絡(luò)IOc包括沒有集成的電源裝備(PSE)的交換機(jī)或者集線器12c。中跨電カ注入裝備24簡單地將兩個攜帯數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)雙絞線16ca-l和16cb-l上的數(shù)據(jù)信號傳遞至相應(yīng)的攜帶數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)雙絞線16ca_2和16cb-2。來自位于中跨電カ注入裝備24中的PSE 14c的電カ被如圖 所示地注入兩個未攜帶數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)雙絞線16cc-2和16cd-2上。來自未攜帶數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)雙絞線16cc-2和16cd-2的電カ被傳導(dǎo)至被供電設(shè)備(PD)22c，以供其使用，如圖所示。注意到，被供電端站點(diǎn)26a、26b和26c都是相同的，以使得它們可以實(shí)現(xiàn)與上述變體的每ー個的兼容性?，F(xiàn)在參考圖ID和1E，電氣示意圖示出了 IEEE 802. 3af標(biāo)準(zhǔn)的變體，其中允許經(jīng)由四對以太網(wǎng)線纜的IOOOBase T通信?？梢越?jīng)由兩對或四對導(dǎo)線來供應(yīng)線上電力，但當(dāng)前的IEEE 802. 3af標(biāo)準(zhǔn)僅支持經(jīng)由兩個線對的供電。在圖ID中，H)從ー對ニ極管橋電路接受電力，所述ー對ニ極管橋電路例如是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的全波ニ極管橋整流器型電路。取決于線上電カ是經(jīng)由線對1-2、線對3-4還是經(jīng)由線對1-2+線對3-4遞送，電カ可以來自于所述ニ極管橋電路的任意一者或者兩者。在圖IE所示的電路中，與線對1-2相關(guān)聯(lián)的H)由經(jīng)由線對1-2的線上電力供電，與線對3-4相關(guān)聯(lián)的H)被類似地供電。所采用的方法將取決于將被供電的ro。根據(jù)這兩個版本，如果需要，可以經(jīng)由每個數(shù)據(jù)線對進(jìn)行雙向全雙エ通信。線上電力也可通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的不符合IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)來提供。為了從PSE向ro提供正規(guī)的線上電力，一般要求首先實(shí)現(xiàn)兩個過程。首先，必須實(shí)現(xiàn)“發(fā)現(xiàn)”過程以驗(yàn)證候選ro確實(shí)適于接收線上電力。其次，必須實(shí)現(xiàn)“分類”過程以確定分配給ro的線上電力的量，PSE具有可用于分配給所耦合的ro的有限量的線上電カ資源。發(fā)現(xiàn)過程尋找ro處的“身份網(wǎng)絡(luò)”。身份網(wǎng)絡(luò)是在被來自PSE的信號探測時以某些預(yù)定方式響應(yīng)的一個或多個電組件。最簡單的身份網(wǎng)絡(luò)之一是耦合在兩對共模電力/數(shù)據(jù)導(dǎo)體上的電阻器。IEEE 802. 3af標(biāo)準(zhǔn)允許提供25，000歐姆的電阻器，以供ro發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗幱诳稍试S的值范圍之內(nèi)(根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，可以改為使用其他值)。電阻器可以始終存在，或者可以在發(fā)現(xiàn)過程期間響應(yīng)于來自PSE的發(fā)現(xiàn)信號而被切入電路中。PSE施加某種線上電カ(不是“正規(guī)的”線上電力，即，降低后的電壓和被限制后的電流)作為發(fā)現(xiàn)信號來測量兩對導(dǎo)體上的電阻，從而確定是否存在25，000歐姆的身份網(wǎng)絡(luò)。這通常被實(shí)現(xiàn)為持續(xù)第一時間段的第一電壓和持續(xù)第二時間段的第二電壓，這兩個電壓都超過最大空閑電壓(根據(jù)IEEE 802. 3af標(biāo)準(zhǔn)是0-5VDC)，最大空閑電壓可以在未提供正規(guī)線上電カ的“空閑”時間期間出現(xiàn)在導(dǎo)體對上。發(fā)現(xiàn)信號不進(jìn)入分類電壓范圍(根據(jù)IEEE 802. 3af標(biāo)準(zhǔn)通常是15-20V)，而是具有該范圍和空閑電壓范圍之間的電壓。測量響應(yīng)于發(fā)現(xiàn)信號的施加的返回電流并且計算兩對導(dǎo)體上的電阻。如果該電阻是身份網(wǎng)絡(luò)電阻，則分類過程可以開始，否則系統(tǒng)返回至空閑狀態(tài)。根據(jù)IEEE 802. 3af標(biāo)準(zhǔn)，分類過程涉及將分類范圍內(nèi)的電壓施加至H)。H)可以使用電流源以將預(yù)定的分類電流信號發(fā)送回pse。該分類電流信號對應(yīng)于ro的“類別”。在目前所制定的IEEE 802. 3af標(biāo)準(zhǔn)中，類別在表I中列出

表I發(fā)現(xiàn)過程因此用于避免向所謂的“遺留”設(shè)備提供線上電力(-48VDC的滿電壓)，所述“遺留”設(shè)備不是特別適于接收或者利用線上電力。分類過程因此用于管理線上電カ資源，以使得可用的電カ資源可以被高效地分配和利用。在有線數(shù)據(jù)電信網(wǎng)絡(luò)中，提供用于高效地處理線上電カ發(fā)現(xiàn)、分類和提供以及保護(hù)的改進(jìn)裝置將會是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個技術(shù)方案提供了一種線上電カ控制電路，該線上電カ控制電路包括模擬接ロ電路，用于耦合到網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的多個線上被供電端ロ，所述模擬接ロ電路可操作來接收來自各端ロ的模擬輸入信號并生成各端ロ的模擬輸出信號，每個模擬輸入信號傳達(dá)相應(yīng)端ロ的感測電值，并且每個模擬輸出信號控制相應(yīng)端ロ的受控電值；數(shù)字接ロ電路，該數(shù)字接ロ電路可操作來在端ロ的模擬輸入和輸出信號與對應(yīng)的數(shù)字輸入和輸出信號之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，每個數(shù)字輸入信號傳達(dá)相應(yīng)端ロ的對應(yīng)感測電值，并且每個數(shù)字輸出信號控制相應(yīng)端ロ的對應(yīng)受控電值；數(shù)字總線接ロ電路，該數(shù)字總線接ロ電路將所述數(shù)字接ロ電路耦合到數(shù)字通信總線；以及數(shù)字控制器，該數(shù)字控制器可操作地耦合到所述數(shù)字通信總線，以用干與所述數(shù)字接ロ電路進(jìn)行數(shù)字通信，通過該數(shù)字通信，所述數(shù)字控制器(i)接收所述數(shù)字輸入信號以獲得端ロ的相應(yīng)感測電值，并且(ii)提供所述數(shù)字輸出信號以控制端ロ的相應(yīng)受控電值。
本發(fā)明的另ー技術(shù)方案提供了一種網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，該網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備包括多個線上被供電端ロ，每個線上被供電端ロ被配置為連接到相應(yīng)的被供電通信鏈路并且各自可操作來經(jīng)由相應(yīng)的被供電通信鏈路向被供電設(shè)備提供電カ；以及ー個或多個線上電カ控制電路，每個線上電カ控制電路耦合到相應(yīng)的ー組線上被供電端ロ，每個電カ控制電路包括模擬接ロ電路，用于耦合到所述相應(yīng)的一組線上被供電端ロ，所述模擬接ロ電路可操作來接收來自該組端ロ中每個端ロ的模擬輸入信號以生成該組端ロ中每個端ロ的模擬輸出信號，每個模擬輸入信號傳達(dá)相應(yīng)端ロ的感測電值，并且每個模擬輸出信號控制相應(yīng)端ロ的受控電值；數(shù)字接ロ電路，該數(shù)字接ロ電路可操作來在端ロ的相應(yīng)模擬輸入和輸出信號與對應(yīng)的數(shù)字輸入和輸出信號之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，每個數(shù)字輸入信號傳達(dá)相應(yīng)端ロ的對應(yīng)感測電值，并且每個數(shù)字輸出信號控制相應(yīng)端ロ的對應(yīng)受控電值；數(shù)字總線接ロ電路，該數(shù)字總線接ロ電路將所述數(shù)字接ロ電路耦合到數(shù)字通信總線；以及數(shù)字控制器，該數(shù)字控制器可操作地耦合到所述數(shù)字通信總線，以用干與所述數(shù)字接ロ電路進(jìn)行數(shù)字通信，通過該數(shù)字通信，所述數(shù)字控制器(i)接收該組端ロ的數(shù)字輸入信號以獲得端ロ的相應(yīng)感測電值，并且(ii)向該組端ロ提供所述數(shù)字輸出信號以控制端ロ的相應(yīng)受控電值。本發(fā)明的又一技術(shù)方案提供了ー種操作網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的方法，該網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備具有(I)多個線上被供電端ロ，每個線上被供電端ロ被配置為連接到相應(yīng)的被供電通信鏈路并且各自可操作來經(jīng)由相應(yīng)的被供電通信鏈路向被供電設(shè)備提供電力，以及(2) —個或多 個線上電カ控制電路，每個線上電力控制電路耦合到相應(yīng)的ー組線上被供電端ロ，所述方法包括在每個線上電カ控制電路的模擬接ロ電路處，該模擬接ロ電路將該線上電カ控制電路稱合到該相應(yīng)的ー組端ロ，接收來自該相應(yīng)的ー組端口中姆個端ロ的模擬輸入信號并生成該相應(yīng)的ー組端ロ中每個端ロ的模擬輸出信號，每個模擬輸入信號傳達(dá)相應(yīng)端ロ的感測電值，并且每個模擬輸出信號控制相應(yīng)端ロ的受控電值；在每個線上電カ控制電路的數(shù)字接ロ電路處，在該相應(yīng)的ー組端ロ的模擬輸入和輸出信號與對應(yīng)的數(shù)字輸入和輸出信號之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，每個數(shù)字輸入信號傳達(dá)相應(yīng)端ロ的對應(yīng)感測電值，并且每個數(shù)字輸出信號控制相應(yīng)端ロ的對應(yīng)受控電值；以及在可操作地耦合到數(shù)字通信總線的數(shù)字控制器處，與所述數(shù)字接ロ電路進(jìn)行數(shù)字通信，通過該數(shù)字通信，所述數(shù)字控制器(i)接收該相應(yīng)的ー組端ロ的數(shù)字輸入信號以獲得端ロ的相應(yīng)感測電值，并且(ii)向該相應(yīng)的一組端ロ提供所述數(shù)字輸出信號以控制端ロ的相應(yīng)受控電值。


并入本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的ー個或多個實(shí)施例，并且與詳細(xì)描述一起幫助說明本發(fā)明的原理和實(shí)現(xiàn)方式。附圖中圖1A、1B、1C、1D和IE是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)電信網(wǎng)絡(luò)的ー些部分的電氣示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明ー個實(shí)施例的包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CPU(中央處理單元)和多個被耦合的線上電カ控制器電路的系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的模擬接ロ電路模塊及其數(shù)字接ロ電路的系統(tǒng)框圖。圖4A是示出在線上電力發(fā)現(xiàn)階段期間根據(jù)本發(fā)明的PSE和H)的配置的電氣示意圖。圖4B是示出在線上電力分類階段期間根據(jù)本發(fā)明的PSE和H)的配置的電氣示意圖。圖4C是示出在線上電力被供電設(shè)備供電階段期間根據(jù)本發(fā)明的PSE和H)的配置的電氣示意圖。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于控制線上電力端ロ電流和電壓的方法的過程流程圖。
具體實(shí)施例方式在下面的詳細(xì)敘述中所描述的本發(fā)明的實(shí)施例涉及線上電カ控制器。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會認(rèn)識到，詳細(xì)敘述僅是說明性的，而不意圖以任何方式限制所要求保護(hù)的發(fā)明的范圍。在得知詳細(xì)敘述中所描述的那些實(shí)施例的情況下，受益于本公開的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會容易地知道本發(fā)明的其他實(shí)施例?，F(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖中所示的本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式。在適當(dāng)情況下，將在全部附圖和下面的詳細(xì)敘述中使用相同的標(biāo)號來指代相同或類似的部件。為了清楚，并沒有示出和描述這里所描述的實(shí)現(xiàn)方式的所有常規(guī)特征。當(dāng)然將會知道，在任何這樣的實(shí)際實(shí)現(xiàn)方式的開發(fā)中，必須作出許多依實(shí)現(xiàn)方式而定的決定以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如遵從與應(yīng)用和商業(yè)有關(guān)的約束，并且這些特定目標(biāo)對于不同實(shí)現(xiàn)方式和不同開發(fā)者將會不同。而且將會知道，這樣的開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗時的，但是對 于受益于本公開的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言仍然將是常規(guī)工程工作。圖2是根據(jù)本發(fā)明ー個實(shí)施例的包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CPU(中央處理單元)和多個耦合的線上電カ控制器電路的系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。圖2示出了可能存在于諸如交換機(jī)、路由器之類的典型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的用于線上供電式(inline powered)端ロ控制的系統(tǒng)。在圖2所示的實(shí)施例200中，在諸如可從SanJose, California的思科系統(tǒng)公司獲得的CISCO IOS 之類的操作系統(tǒng)的控制下進(jìn)行操作的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CPU (中央處理單元)202通過第一通信總線206耦合到一個或多個線上電カ控制器模塊204a、204b、."20411,如圖所示。正如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所已知的，CPU處理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和相應(yīng)的線上電カ控制器模塊204a、204b、…204η之間的高級別通信。線上電カ控制器模塊204a例如包括數(shù)字控制器208和程序存儲器210，該存儲器中存儲著數(shù)字控制器208據(jù)以進(jìn)行操作的指令。在一個實(shí)施例中，通過使CPU 202下載新的指令并將其存儲在程序存儲器210中，可以經(jīng)由與CPU 202的通信來不時地更新這些指令。數(shù)字控制器208經(jīng)由環(huán)路配置的數(shù)字串行總線接ロ(DSB) 214與ー個或多個端ロ的模擬接ロ電路模塊(AICM) 212a、212b、…212m通信，如圖所示。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，DSB214被實(shí)現(xiàn)為單比特寬的串行總線，其中每個AICM212a、212b、……212m具有相同寬度和長度的寄存器，從而使得將被發(fā)送到各個AICM的數(shù)字信號可以很容易地經(jīng)由DSB在時鐘控制下被發(fā)出到這些AICM，并且將從這些AICM接收的數(shù)字信號可以類似地在時鐘控制下被發(fā)回到數(shù)字控制器208。取決于所使用的設(shè)備的速度、將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的量以及特定應(yīng)用所要求的刷新速率，也可以在DSB中使用多于ー比特的寬度。在每個需要與DSB 214接ロ的設(shè)備處提供數(shù)字串行總線接ロ(DSBI)。AICM 212a包括數(shù)字組件216、模擬組件218和一個或多個線上供電式端ロ，用于在有線數(shù)據(jù)電信網(wǎng)絡(luò)中提供線上供電式數(shù)據(jù)電信。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的模擬接ロ電路模塊(AICM) 212a及其數(shù)字接ロ電路216的系統(tǒng)框圖。AICM 212a包括模擬組件218，該模擬組件218接收來自一個或多個附接的線上供電式端ロ 220的表示線上電力端ロ電壓和電流的模擬值信號。一個模塊212a可以通過以時間切割方式、基于需求的方式或者兩種方式的組合在一個或多個線上供電式端ロ 220之間循環(huán)來為這些線上供電式端ロ 220服務(wù)。AICM 212a還向線上供電式端ロ電路發(fā)送模擬值電壓和電流效應(yīng)(effector)信號，以使得該電路響應(yīng)于來自數(shù)字控制器208的命令調(diào)整其電壓和/或電流。模擬信號在數(shù)字接ロ 222中被轉(zhuǎn)換成數(shù)字的，在該數(shù)字接ロ 222中，傳統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將線上電カ端ロ電壓和電流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字值信號，這些數(shù)字值信號隨后可被發(fā)送到數(shù)字控制器208。類似地，數(shù)字接ロ 222還包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，用于將來自數(shù)字控制器208的數(shù)字電壓和電流效應(yīng)信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬值信號，以便應(yīng)用到線上供電式端ロ電路220。正如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的，如果需要的話，可以利用傳統(tǒng)的多路復(fù)用器電路來共享諸如ADC和DAC之類的中央資源。注意，可以利用本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可獲得的用于測量電流和電壓的傳統(tǒng)技術(shù)來以任何合適的方式測量模擬電壓和電流值。數(shù)字接ロ電路216還包括DSB接ロ電路224，該DSB接ロ電路224對上述數(shù)字信號進(jìn)行緩沖和控制，以便與形成如上所述的DSB 214的一部分的DSBI寄存器226通信。數(shù)字通信按照如下方式發(fā)生在數(shù)字控制器208處生成的數(shù)字信號以寬度為W(t匕特)、長度為L(比特)的數(shù)字信號的形式，在數(shù)字控制器208的DSBI輸出230處被發(fā)送到DSB 214上。所需要的是經(jīng)由DSB 214將AICM寄存器的內(nèi)容移動到數(shù)字控制器208中，并且經(jīng)由DSB 214將來自數(shù)字控制器208的新數(shù)據(jù)和/或指令移動到相應(yīng)的AICM寄存器。如果m個AICM寄存器被認(rèn)為是一個大的移位寄存器，則其長度為m*L比特，寬度為W比特。 因而，信號的最末的L比特通過此操作被移動到第一 AICM 212a，信號的次末的L比特被移動到第二 AICM 212b，依此類推。這些比特從AICM寄存器被移動回數(shù)字控制器208的DSBI輸入232。每個相應(yīng)AICM(例如AICM 212a)處的DSBI寄存器226具有DSBI輸入234和DSBI 輸出 236。圖4A是示出在線上電力發(fā)現(xiàn)階段期間根據(jù)本發(fā)明的PSE和H)的配置400的電氣示意圖。圖4B是示出在線上電力分類階段期間根據(jù)本發(fā)明的PSE和ro的配置402的電氣示意圖。圖4C是示出在線上電力被供電設(shè)備供電階段期間根據(jù)本發(fā)明的PSE和H)的配置404的電氣示意圖。在配置400中，ADC 406與PSE 410處的電流源408并聯(lián)耦合。PSE410如上所述通過介質(zhì)相關(guān)接ロ(MDI)經(jīng)由諸如以太網(wǎng)之類的有線數(shù)據(jù)電信網(wǎng)絡(luò)耦合到ro 412，該P(yáng)D412包括全波橋整流器414 (可以使用其他形式的整流)和身份網(wǎng)絡(luò)416，例如25k歐姆電阻器。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，發(fā)現(xiàn)或檢測是通過以下方式完成的激勵電流源408 (可能具有DAC-未示出)以產(chǎn)生第一電流i (I)，并且利用ADC 406測量跨節(jié)點(diǎn)418 (418a和418b)的響應(yīng)電壓v(l)。然后激勵電流源408以產(chǎn)生第二電流i (2)，并測量跨節(jié)點(diǎn)418的第二響應(yīng)電壓v(2)。然后利用公式R= (i(2)-i(l))バv(2)-v(l))來計算電阻。如果電阻在可接受的范圍之內(nèi)，則進(jìn)入分類階段。如果不在，則不發(fā)生分類。此情況下的電流源408是利用固定電流源來實(shí)現(xiàn)的，從而生成i (I)或i(2)。但是，它也可以被實(shí)現(xiàn)為輸出Ul)或i(2)的電流輸出DAC。在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的情況下，可以使用其他發(fā)現(xiàn)方法。在配置402 (分類階段)中，電源420 (其可以如圖所示實(shí)現(xiàn)為固定電壓源，也可以實(shí)現(xiàn)為電壓輸出DAC)向PSE電路421提供電壓。R(sense)是感應(yīng)電阻。與R(sense)并聯(lián)率禹合的ADC 422被用于測量電流i (class)。電流i (class)是由F1D的電流吸收器(currentsink)424的性質(zhì)確定的。所測得的i(class)被用于對H)進(jìn)行分類，并且設(shè)置將從PSE 421提供給H) 426的最大電カ(電流)級別。注意，可以使用多種其他手段來確定i (class)。在配置404(供電階段)中，電源428在PSE 430處提供用于為TO432供電的電力。R(sense)如配置402中那樣被耦合，以允許ADC-I測量端ロ電流(i (port))。硬件(HW)被用于持續(xù)監(jiān)視經(jīng)過R(sense)的電流，以防發(fā)生災(zāi)難性的過電流狀況。在這樣的狀況下，電路將被斷電以避免損壞。ADC-2測量在端ロ處經(jīng)過電源428的端ロ電壓V (port)。因此，傳統(tǒng)的硬件電路(HW)被用于臨界瞬時電流測量，而ADC-I被用于周期性地測量電流，以供數(shù)字控制器208中的軟件/固件例程使用。注意，在此配置404中，電源428不大可能(但仍有可能)被實(shí)現(xiàn)為DAC，因?yàn)樵诓僮鞯墓╇婋A段將會需要供應(yīng)合理量的電流，從而使得另ー種不同的電カ供應(yīng)在此應(yīng)用中更為實(shí)際。在ro 432中，傳統(tǒng)的DC/DC (直流到直流)轉(zhuǎn)換器432以傳統(tǒng)方式向R (load) 436 提供線上電力。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于控制線上電力端ロ電流和電壓的方法的過程流程圖500。圖5中示出了六個步驟。這些步驟是步驟502 :從數(shù)字控制器經(jīng)由數(shù)字串行總線向模擬接ロ電路模塊發(fā)送數(shù)字電流效應(yīng)信號或數(shù)字電壓效應(yīng)信號；步驟504 :在模擬接ロ電路模塊處將接收到的數(shù)字電流效應(yīng)信號或數(shù)字電壓效應(yīng)信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號；步驟506 :將模擬電流效應(yīng)信號或模擬電壓效應(yīng)信號施加到與模擬接ロ電路模塊相耦合的線上電力端ロ；步驟508 :在模擬接ロ電路模塊處接收來自線上電力端ロ的模擬電流信號或模擬電壓信號；步驟510 :在模擬接ロ電路模塊處將接收到的模擬電流信號或模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號；以及步驟512 :從模擬接ロ電路模塊經(jīng)由數(shù)字串行總線向數(shù)字控制器發(fā)送數(shù)字電流信號或數(shù)字電壓信號。根據(jù)所描述的方法，線上電力端ロ的操作被實(shí)現(xiàn)為根據(jù)例如IEEE802. 3af標(biāo)準(zhǔn)或者要被實(shí)現(xiàn)的其他標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ邢到y(tǒng)來執(zhí)行線上電カ發(fā)現(xiàn)、分類、操作和保護(hù)步驟。利用這里描述的DSB方法，將來還可以擴(kuò)展數(shù)字接ロ電路216中使用的指令字長度(L)，而根本不需要對下層的程序指令進(jìn)行完全覆寫。其實(shí)現(xiàn)方式如下。例如，假定當(dāng)前的字長度L是8個比特，將來希望開發(fā)出要求16比特的字長度的更復(fù)雜系統(tǒng)。我們不通過DSB移動L乘以系統(tǒng)中的AICM的數(shù)目，而是移動L’ (L的新值)乘以系統(tǒng)中的AICM的數(shù)目。對于“舊”指令，空操作代碼“NULL”作為與“額外”比特相對應(yīng)的比特被發(fā)送。因而，如果“舊”指令是[DDDD DDDD]，則新指令將會是[xxxx xxxx DDDD DDDD]或者[DDDD DDDDxxxx xxxx],其中“xxxxxxxx”是NULL的代碼。數(shù)字控制器208可以很容易被編程為執(zhí)行此功能，就像某種未來的數(shù)字控制器所能夠的那樣。受益于本公開的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在將會明白，可以利用此方法基本上無限地擴(kuò)展字長度，并且此方法除了應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備領(lǐng)域之外，還可應(yīng)用到其他種類的數(shù)字串行總線實(shí)現(xiàn)方式。雖然已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例和應(yīng)用，但是，受益于本公開的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員現(xiàn)在將會明白，在不脫離這里公開的發(fā)明概念的情況下，除上述之外的許多修改都是可能的。因此，所附權(quán)利要求意圖將處于本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍之內(nèi)的所有這樣 的修改包括在其范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種線上電カ控制電路，包括 模擬接ロ電路，用于耦合到網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的多個線上被供電端ロ，所述模擬接ロ電路可操作來接收來自各端ロ的模擬輸入信號并生成各端ロ的模擬輸出信號，每個模擬輸入信號傳達(dá)相應(yīng)端ロ的感測電值，并且每個模擬輸出信號控制相應(yīng)端ロ的受控電值； 數(shù)字接ロ電路，該數(shù)字接ロ電路可操作來在端ロ的模擬輸入和輸出信號與對應(yīng)的數(shù)字輸入和輸出信號之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，每個數(shù)字輸入信號傳達(dá)相應(yīng)端ロ的對應(yīng)感測電值，并且每個數(shù)字輸出信號控制相應(yīng)端ロ的對應(yīng)受控電值； 數(shù)字總線接ロ電路，該數(shù)字總線接ロ電路將所述數(shù)字接ロ電路耦合到數(shù)字通信總線；以及 數(shù)字控制器，該數(shù)字控制器可操作地耦合到所述數(shù)字通信總線，以用干與所述數(shù)字接ロ電路進(jìn)行數(shù)字通信，通過該數(shù)字通信，所述數(shù)字控制器(i)接收所述數(shù)字輸入信號以獲得端ロ的相應(yīng)感測電值，并且(ii)提供所述數(shù)字輸出信號以控制端ロ的相應(yīng)受控電值。
2.如權(quán)利要求I所述的線上電カ控制電路，其中所述線上電カ端ロ是由所述數(shù)字控制器以如下兩種方式中至少ー種來提供服務(wù)的時間切割方式和基于需求的方式。
3.如權(quán)利要求I所述的線上電カ控制電路，其中每個端ロ的模擬輸入信號傳達(dá)該端ロ的感測端ロ電流或感測端ロ電壓。
4.如權(quán)利要求I所述的線上電カ控制電路，其中每個端ロ的模擬輸出信號是用于分別控制端ロ的端ロ電流或端ロ電壓的端ロ電流效應(yīng)或端ロ電壓效應(yīng)。
5.如權(quán)利要求I所述的線上電カ控制電路，其中所述數(shù)字通信總線是串行數(shù)字通信總線，并且所述數(shù)字總線接ロ電路包括數(shù)字串行總線寄存器，并且其中所述數(shù)字控制器通過訪問所述數(shù)字串行總線寄存器來進(jìn)行數(shù)字通信。
6.如權(quán)利要求I所述的線上電カ控制電路，其中所述模擬接ロ電路、數(shù)字接ロ電路和數(shù)字總線接ロ電路包括在第一模擬接ロ電路模塊中，并且還包括用于耦合到相應(yīng)多個另外的線上被供電端ロ的ー個或多個另外的模擬接ロ電路模塊，每個另外的模擬接ロ電路模塊還包括相應(yīng)的模擬接ロ電路、數(shù)字接ロ電路和數(shù)字總線接ロ電路，以及用于所述另外的線上被供電端ロ的對應(yīng)的感測電值和受控電值的、相應(yīng)的數(shù)字輸入信號和數(shù)字輸出信號，所述第一模擬接ロ電路模塊和另外的模擬接ロ電路模塊都連接到數(shù)字通信總線以用干與所述數(shù)字控制器的數(shù)字通信，通過該數(shù)字通信，所述數(shù)字控制器接收來自每個模擬接ロ電路模塊的相應(yīng)的數(shù)字輸入信號，并提供用于每個模擬接ロ電路模塊的相應(yīng)的數(shù)字輸出信號。
7.如權(quán)利要求6所述的線上電カ控制電路，其中所述數(shù)字通信總線是串行通信總線。
8.如權(quán)利要求7所述的線上電カ控制電路，其中所述數(shù)字控制器和模擬接ロ電路模塊在環(huán)路配置中連接到所述串行通信總線。
9.如權(quán)利要求I所述的線上電カ控制電路，其中所述數(shù)字控制器包括對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CPU的接ロ，通過該接ロ，所述數(shù)字控制器進(jìn)行與所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CPU的高級別通信。
10.一種網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，包括 多個線上被供電端ロ，每個線上被供電端ロ被配置為連接到相應(yīng)的被供電通信鏈路并且各自可操作來經(jīng)由相應(yīng)的被供電通信鏈路向被供電設(shè)備提供電力；以及 一個或多個線上電カ控制電路，每個線上電力控制電路耦合到相應(yīng)的ー組線上被供電端ロ，每個電カ控制電路包括模擬接ロ電路，用于耦合到所述相應(yīng)的一組線上被供電端ロ，所述模擬接ロ電路可操作來接收來自該組端口中每個端ロ的模擬輸入信號以生成該組端口中每個端ロ的模擬輸出信號，每個模擬輸入信號傳達(dá)相應(yīng)端ロ的感測電值，并且每個模擬輸出信號控制相應(yīng)端ロ的受控電值； 數(shù)字接ロ電路，該數(shù)字接ロ電路可操作來在端ロ的相應(yīng)模擬輸入和輸出信號與對應(yīng)的數(shù)字輸入和輸出信號之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，每個數(shù)字輸入信號傳達(dá)相應(yīng)端ロ的對應(yīng)感測電值，并且每個數(shù)字輸出信號控制相應(yīng)端ロ的對應(yīng)受控電值； 數(shù)字總線接ロ電路，該數(shù)字總線接ロ電路將所述數(shù)字接ロ電路耦合到數(shù)字通信總線；以及 數(shù)字控制器，該數(shù)字控制器可操作地耦合到所述數(shù)字通信總線，以用于與所述數(shù)字接ロ電路進(jìn)行數(shù)字通信，通過該數(shù)字通信，所述數(shù)字控制器(i)接收該組端ロ的數(shù)字輸入信號以獲得端ロ的相應(yīng)感測電值，并且(ii)向該組端ロ提供所述數(shù)字輸出信號以控制端ロ的相應(yīng)受控電值。
11.如權(quán)利要求10所述的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其中各組端ロ的端ロ是由相應(yīng)線上電カ控制電路的數(shù)字控制器以如下兩種方式中至少ー種來提供服務(wù)的時間切割方式和基于需求的方式。
12.如權(quán)利要求10所述的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其中每個端ロ的模擬輸入信號傳達(dá)該端ロ的感測端ロ電流或感測端ロ電壓。
13.如權(quán)利要求10所述的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其中每個端ロ的模擬輸出信號是用于分別控制端ロ的端ロ電流或端ロ電壓的端ロ電流效應(yīng)或端ロ電壓效應(yīng)。
14.如權(quán)利要求10所述的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其中所述數(shù)字通信總線是串行數(shù)字通信總線，并且所述數(shù)字總線接ロ電路包括數(shù)字串行總線寄存器，并且其中所述數(shù)字控制器通過訪問所述數(shù)字串行總線寄存器來進(jìn)行數(shù)字通信。
15.如權(quán)利要求10所述的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其中所述線上電カ控制電路在環(huán)路配置中連接到所述串行通信總線。
16.如權(quán)利要求10所述的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，還包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CPU，并且其中每個線上電カ控制電路的數(shù)字控制器包括對該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CPU的接ロ，通過該接ロ，所述數(shù)字控制器進(jìn)行與所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CPU的高級別通信。
17.ー種操作網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的方法，該網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備具有(I)多個線上被供電端ロ，每個線上被供電端ロ被配置為連接到相應(yīng)的被供電通信鏈路并且各自可操作來經(jīng)由相應(yīng)的被供電通信鏈路向被供電設(shè)備提供電力，以及(2) —個或多個線上電カ控制電路，每個線上電カ控制電路耦合到相應(yīng)的ー組線上被供電端ロ，所述方法包括 在每個線上電カ控制電路的模擬接ロ電路處，該模擬接ロ電路將該線上電カ控制電路耦合到該相應(yīng)的ー組端ロ，接收來自該相應(yīng)的ー組端口中每個端ロ的模擬輸入信號并生成該相應(yīng)的ー組端ロ中每個端ロ的模擬輸出信號，每個模擬輸入信號傳達(dá)相應(yīng)端ロ的感測電值，并且每個模擬輸出信號控制相應(yīng)端ロ的受控電值； 在每個線上電カ控制電路的數(shù)字接ロ電路處，在該相應(yīng)的ー組端ロ的模擬輸入和輸出信號與對應(yīng)的數(shù)字輸入和輸出信號之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，每個數(shù)字輸入信號傳達(dá)相應(yīng)端ロ的對應(yīng)感測電值，并且每個數(shù)字輸出信號控制相應(yīng)端ロ的對應(yīng)受控電值；以及在可操作地耦合到數(shù)字通信總線的數(shù)字控制器處，與所述數(shù)字接ロ電路進(jìn)行數(shù)字通信，通過該數(shù)字通信，所述數(shù)字控制器(i)接收該相應(yīng)的ー組端ロ的數(shù)字輸入信號以獲得端ロ的相應(yīng)感測電值，并且(ii)向該相應(yīng)的一組端ロ提供所述數(shù)字輸出信號以控制端ロ的相應(yīng)受控電值。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中各組端ロ的端ロ是由相應(yīng)線上電カ控制電路的數(shù)字控制器以如下兩種方式中至少ー種來提供服務(wù)的時間切割方式和基于需求的方式。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中每個端ロ的模擬輸入信號傳達(dá)該端ロ的感測端ロ電流或感測端ロ電壓。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中每個端ロ的模擬輸出信號是用于分別控制端ロ的端ロ電流或端ロ電壓的端ロ電流效應(yīng)或端ロ電壓效應(yīng)。
全文摘要
一種線上電力控制器(204)包括至少一個模擬接口電路模塊(AICM)(218)，所述AICM具有第一模擬輸入節(jié)點(diǎn)，用于接收線上電力端口電壓；第二模擬輸入節(jié)點(diǎn)，用于接收線上電力端口電流；第一模擬輸出，用于實(shí)現(xiàn)線上電力端口電壓；第二模擬輸出，用于實(shí)現(xiàn)線上電力端口電流；以及數(shù)字接口(222)，該數(shù)字接口將接收到的線上電力端口電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，將線上電力端口電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，將第一數(shù)字值轉(zhuǎn)換成第一模擬輸出，并且將第二數(shù)字值轉(zhuǎn)換成第二模擬輸出。數(shù)字串行總線(DSB)(214)經(jīng)由數(shù)字串行總路線接口(DSBI)(226)將AICM(218)耦合到數(shù)字控制器(208)。
文檔編號H04B3/44GK102710291SQ201210101498
公開日2012年10月3日 申請日期2006年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月27日
發(fā)明者弗雷德里克·R·申德勒 申請人:思科技術(shù)公司