[发明专利]POE功率利用装置及方法

说明书

一种PoE功率利用方法，包括：在第一时间段期间和在第二时间段期间检测电流路径节点(20)和电流返回路径节点(30)之间的电压的第一函数，第二时间段不同于第一时间段；在第二时间段期间感测流过电流路径(70)的电流的幅值的第二函数；响应于检测到的第一时间段电压函数、检测到的第二时间段电压函数和感测到的第二时间段电流幅值函数，确定电流路径(70)所见的电阻的第三函数；以及输出所确定的电阻函数的指示。

发明背景

本发明一般涉及局域网(尤其是基于以太网的网络)上供电的领域，并且更具体而言涉及一种由在双绞线上接收功率的被供电设备利用功率的方法。

根据IEEE 802.3af-2003和IEEE 802.3at-2009(各自由纽约的电子电气工程师协会发布，其每一者的全部内容通过引用纳入本文)，以太网上供电(PoE) 定义了在不干扰数据通信的情况下在一组2个双绞线上递送功率。前述标准尤其为电源装备(PSE)和被供电设备(PD)所用。该电源装置被配置成通过确定有效签名电阻(signature resistance)来检测PD，并且仅在实际检测到有效签名电阻后才在2个双绞线上提供功率。

俄勒冈州比弗顿的HD BaseT联盟已发布HDBaseT规范版本1.1.0，该版本定义了利用双绞线电缆布线(诸如ANSI/TIA/EIA-568-A定义的5e类(CAT 5e)或6类(CAT 6)结构化电缆布线)的高功率标准。与上述在每组2个双绞线上供电的IEEE 802.3at-2009相比，该规范提供了甚至更高的功率，其中所有4个双绞线均用于供电，并且该规范允许通过结构化的通信电缆布线从以下任一者供电：1型PSE(下文表示为低功率PSE，通常满足上述IEEE802.3af 标准)；2型PSE(下文表示为中功率PSE，通常满足上述IEEE 802.3at标准)； 3型PSE(下文表示为高功率PSE，通常满足以上HDBaseT规范)；双中功率 PSE；以及双高功率PSE。

在PoE过程中，首先执行有效设备检测。该检测过程标识PSE是否被连接到有效的PD，以确保功率不被施加到没有PoE能力的设备。在有效PD被发现之后，PSE可任选地执行功率分类。例如，在IEEE 802.3af标准中，分类阶段从各种功率等级中标识PD的功率分类。

在分类阶段完成后，PSE被布置成根据功率分类向端口分配功率。具体而言，如果确定足够的功率可用于被分配，则PSE被布置成向检测到的PD提供功率。对于等级1的PD，PSE分配4.0W。对于等级2的PD，PSE分配7W。对于等级3的PD，PSE分配15.4W。虽然PSE分配以上功率量，但是PD未被授权消耗分配的全部功率量。具体而言，等级1的PD被允许消耗高达3.84W，等级2的PD被允许消耗高达6.49W，而等级3的PD被允许消耗高达12.95W。由PSE分配的功率量和由PD消耗的功率量之差将因数据线和其他组件的电阻而造成的PSE和PD之间的功率损耗纳入考虑。例如，如果PD汲取300mA的电流，则在100米上呈现出20Ω的电阻的3类(CAT 3)电缆将导致1.8W的功率损耗，如式1所示：

PL＝I²*R 式1

其中PL是功率损耗，I是通过电缆汲取的电流，并且R是电缆的总电阻。

如式1所示，功率损耗与电缆的电阻成比例。作为结果，呈现较低电阻的较短长度的电缆将导致成比例地较小的功率损耗。例如，流过10米的CAT 3 电缆的300mA的电流将遭遇仅2Ω的电阻。因此，通过该电缆的功率损耗将仅为0.18W，相比通过100米长的电缆的功率损耗小1.62W。附加地，呈现较低电阻的电缆将导致成比例地较低的功率损耗。例如，流过100米的CAT 6电缆的300mA的电流将遭遇仅7Ω的电阻。因此，通过该电缆的功率损耗将仅为 0.63W，相比通过100米长的CAT 3电缆的功率损耗小1.17W。