專利名稱：長距離的PoE供電設(shè)備與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以太網(wǎng)絡(luò)供電(Power over Ethernet ；PoE)系統(tǒng)，特別是關(guān)于一 種長距離的PoE供電設(shè)備與方法。
背景技術(shù)：
以太網(wǎng)絡(luò)供電(Power over Ethernet ;PoE)是一種通過以太網(wǎng)絡(luò)線(也可簡稱 為網(wǎng)線)傳輸電力的技術(shù)，用于由以太網(wǎng)絡(luò)線直接供電給網(wǎng)絡(luò)電話、無線基地臺、網(wǎng)絡(luò)攝影
機(jī)、集線器......等等以太網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不需要另外的電源線，而且不需要更改以太網(wǎng)絡(luò)的
纜線架構(gòu)。除了 PoE以外，還有許多名詞，例如Power overLAN(PoL)、Power on LAN(PoL) 及hline Power等等，都是指通過以太網(wǎng)絡(luò)線供電給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的技術(shù)，本申請文件統(tǒng)一以 PoE進(jìn)行描述，后續(xù)不再贅述。IEEE802. 3-2005(通常稱為IEEE 802. 3af)是由電機(jī)電子工 禾呈師學(xué)會(Institute ofElectrical and Electronics Engineers ； IEEE)審核通過的 PoE 標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)利用通稱為網(wǎng)絡(luò)線的第5類雙絞線(Category 5 cable ；Cat-5)中的第1、2、3、 6絞線提供數(shù)據(jù)傳輸及第4、5、7、8絞線提供電力傳輸。目前的PoE技術(shù)只能提供48伏特、 最大電流400毫安、最大功率14. 4瓦特的直流電。由于PoE供電交換機(jī)會浪費(fèi)10-20%的 電力，因此在扣除傳輸損失后，實(shí)際上只有約12. 95瓦特的電力可供PoE網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用。如圖1所示，一套完整的PoE系統(tǒng)10包括PoE供電設(shè)備14(Power SourcingEquipment ；PSE)，以及例如具有PoE功能的網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)的PoE受電設(shè)備18 (Power Device ；PD)。PoE供電設(shè)備14和PoE受電設(shè)備18之間通過網(wǎng)絡(luò)線16提供電力和數(shù)據(jù)的 傳輸，監(jiān)控中心12與PoE受電設(shè)備18之間的數(shù)據(jù)傳輸需通過PoE供電設(shè)備14進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。目前的PoE技術(shù)只能提供大約13瓦特的電力給PoE受電設(shè)備18，對于需要的電 源超過13瓦特的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，例如具有移動旋轉(zhuǎn)縮放(Pan-Tilt-hom ；PTZ)功能及球型的網(wǎng) 絡(luò)攝影機(jī)，PoE無法滿足供電的要求。2009年審核的PoE標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802. 3at提供更大的功 率，達(dá)到30瓦特，可以解決PoE電力供應(yīng)不足的問題，但是依然無法突破PoE電力傳輸距離 的限制。參照圖1，由于以太網(wǎng)絡(luò)的限制，PoE供電設(shè)備14與PoE受電設(shè)備18之間的距離 只能小于100公尺。如果需求距離超過100公尺，就必須串連多部PoE供電交換機(jī)將傳輸 的電源與網(wǎng)絡(luò)訊號延續(xù)下去。但是如此一來，將造成供應(yīng)的電力也會隨著傳輸距離的長度 而減弱，因此實(shí)際加長的距離還是有限。不僅如此，因?yàn)榇B而形成的節(jié)點(diǎn)太多，造成往后 的維護(hù)非常不方便，往后還需要更多人力及時(shí)間去檢查。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種長距離的PoE供電設(shè)備及方法，以解決現(xiàn)有的PoE系 統(tǒng)受距離限制的問題。為達(dá)上述目的，本發(fā)明公開的長距離的PoE供電設(shè)備包含本地供電器，作為網(wǎng)絡(luò) 訊號和第一傳輸訊號的轉(zhuǎn)換中介，并供應(yīng)第一直流電；傳輸線，連接該本地供電器，提供該 第一傳輸訊號及第一直流電傳輸路徑；以PoE遠(yuǎn)程交換機(jī)，連接該傳輸線，作為該第一傳輸訊號和第二傳輸訊號的轉(zhuǎn)換中介，并將該第一直流電轉(zhuǎn)換成第二直流電，該第一直流電的 電壓大于該第二直流電的電壓。根據(jù)本發(fā)明，一種長距離的PoE供電方法包含產(chǎn)生第一直流電；將第一傳輸訊號 與該第一直流電一起傳輸?shù)竭h(yuǎn)程；在遠(yuǎn)程將該第一傳輸訊號轉(zhuǎn)換為第二傳輸訊號，將該第 一直流電轉(zhuǎn)換為第二直流電，該第一直流電的電壓大于該第二直流電的電壓；以及將該第 二傳輸訊號與該第二直流電一起傳輸?shù)絇oE受電設(shè)備。本發(fā)明中，由于該本地供電器及傳輸線實(shí)現(xiàn)饋電傳輸，且本地供電器與PoE遠(yuǎn)程 交換機(jī)之間以轉(zhuǎn)換后的第一信號替換轉(zhuǎn)換前的網(wǎng)絡(luò)訊號進(jìn)行傳輸，傳輸距離可達(dá)數(shù)百公 尺，從而使得該P(yáng)oE系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及電力傳輸距離可以超過以太網(wǎng)絡(luò)的距離限制。


圖1為現(xiàn)有的PoE系統(tǒng)；圖2為本發(fā)明提供的長距離的網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)；圖3為本發(fā)明提供的本地供電器的實(shí)施例；以及圖4為本發(fā)明提供的遠(yuǎn)程交換機(jī)的實(shí)施例。
具體實(shí)施例下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明，如圖2所示，在長距離的PoE系統(tǒng)20中，由本地供電器26、PoE遠(yuǎn)程 交換機(jī)觀及連接在其間的傳輸線30組合成PoE供電設(shè)備M，PoE受電設(shè)備18通過網(wǎng)絡(luò)線 16連接到PoE遠(yuǎn)程交換機(jī)觀。傳輸線30可以是雙絞線、電話線、網(wǎng)絡(luò)線或同軸電纜。監(jiān)控 中心12和本地供電器沈利用網(wǎng)絡(luò)線22或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)環(huán)境連接，在兩者之間傳送的訊號是網(wǎng) 絡(luò)訊號S0，在本地供電器沈和PoE遠(yuǎn)程交換機(jī)28之間傳送的訊號是第一傳輸訊號Si，在 PoE遠(yuǎn)程交換機(jī)28和PoE受電設(shè)備18之間傳送的訊號是第二傳輸訊號S2。本地供電器沈 作為網(wǎng)絡(luò)訊號SO和第一傳輸訊號Sl的轉(zhuǎn)換中介，將網(wǎng)絡(luò)訊號SO轉(zhuǎn)換成第一傳輸訊號Si， 或?qū)⒌谝粋鬏斢嵦朣l轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)訊號SO。PoE遠(yuǎn)程交換機(jī)觀作為第一傳輸訊號Sl和第 二傳輸訊號S2的轉(zhuǎn)換中介，將第一傳輸訊號Sl轉(zhuǎn)換成第二傳輸訊號S2，或?qū)⒌诙鬏斢嵦?S2轉(zhuǎn)換成第一傳輸訊號Si。本地供電器沈也供應(yīng)第一直流電DCl經(jīng)傳輸線30給PoE遠(yuǎn) 程交換機(jī)^，PoE遠(yuǎn)程交換機(jī)28依PoE技術(shù)規(guī)范將第一直流電DCl轉(zhuǎn)換為第二直流電DC2 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)線16供應(yīng)給PoE受電設(shè)備18。第一直流電DCl的電壓大于第二直流電DC2的電壓。 雖然因?yàn)橐蕴W(wǎng)絡(luò)的距離限制，所以網(wǎng)絡(luò)線16仍然小于100公尺，但是因?yàn)楸镜毓╇娖魃?及傳輸線30實(shí)現(xiàn)饋電傳輸，所以PoE系統(tǒng)20可以將供電傳輸距離拉長到超過100公尺，而 且不需要串連多部PoE供電交換器。在一實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)線16使用Cat-5纜線，將其中的 第1、2、3、6對絞線用來傳輸?shù)诙鬏斢嵦朣2，第4、5、7、8對絞線用來傳輸?shù)诙绷麟奃C2， PoE受電設(shè)備18只要連接網(wǎng)絡(luò)線16便可正常運(yùn)作。圖3為本地供電器沈的實(shí)施例，如圖所示，本地供電器沈包含監(jiān)控端口(Control Unit/Board，或稱為監(jiān)控埠)32供監(jiān)控中心12利用網(wǎng)絡(luò)線22或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)環(huán)境連接到本地 供電器沈，纜線接口 34供連接到PoE遠(yuǎn)程交換機(jī)28，訊號轉(zhuǎn)換器36連接監(jiān)控端口 32，用以 將網(wǎng)絡(luò)訊號SO轉(zhuǎn)換為第一傳輸訊號Si，或?qū)⒌谝粋鬏斢嵦朣l轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)訊號S0，電源端口(或稱為電源埠)40供連接到交流或直流電源，通常較易取得的電源為正負(fù)90v MOv 的市電，電源轉(zhuǎn)換器38連接電源端口 40，用以將交流或直流電源轉(zhuǎn)換為內(nèi)部直流電42及第 一直流電44，內(nèi)部直流電42供應(yīng)訊號轉(zhuǎn)換器36，經(jīng)由連接點(diǎn)52，第一傳輸訊號Sl及第一 直流電44 一起從纜線接口 34傳輸給PoE遠(yuǎn)程交換機(jī)28。從PoE遠(yuǎn)程交換機(jī)28傳來的第 一傳輸訊號Sl經(jīng)纜線接口 34及連接點(diǎn)52送入訊號轉(zhuǎn)換器36。訊號轉(zhuǎn)換器36包含以太 網(wǎng)絡(luò)實(shí)體層芯片46、xDSL芯片48及模擬前端50 (AnalogFront End ；AFE)，其中，xDSL芯片 48連接以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)體層芯片46，模擬前端50 (Analog Front End ；AFE)連接xDSL芯片48 及連接點(diǎn)52。以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)體層芯片46從監(jiān)控端口 32接收網(wǎng)絡(luò)訊號S0，由xDSL芯片48調(diào) 制為xDSL訊號，從模擬前端50送出第一傳輸訊號Sl到連接點(diǎn)52。反之，模擬前端50從連 接點(diǎn)52接收第一傳輸訊號Si，由xDSL芯片48解調(diào)，從以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)體層芯片46送到監(jiān)控端 Π 32。圖4為PoE遠(yuǎn)程交換機(jī)28的實(shí)施例，如圖所示，PoE遠(yuǎn)程交換機(jī)28包含纜線接口 M供連接到本地供電器沈，從本地供電器沈接收的第一直流電DCl經(jīng)連接點(diǎn)56供應(yīng)電源 轉(zhuǎn)換器58，轉(zhuǎn)換為內(nèi)部直流電62及第二直流電64，內(nèi)部直流電62供應(yīng)訊號轉(zhuǎn)換器60，第二 直流電64供應(yīng)到PoE端口 72。從本地供電器沈接收的第一傳輸訊號Sl經(jīng)連接點(diǎn)56送 入訊號轉(zhuǎn)換器60，轉(zhuǎn)換為第二傳輸訊號S2送到PoE端口 72。訊號轉(zhuǎn)換器60包含模擬前端 66、xDSL芯片68和以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)體層芯片70，其中，模擬前端66連接連接點(diǎn)56、xDSL芯片 68連接模擬前端66，以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)體層芯片70連接xDSL芯片68及PoE端口 72。模擬前端 66從連接點(diǎn)56接收第一傳輸訊號Si，由xDSL芯片68解調(diào)，從以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)體層芯片70送 出第二傳輸訊號S2到PoE端口 72。反之，以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)體層芯片70從PoE端口 72接收第二 傳輸訊號S2，由xDSL芯片68調(diào)制為xDSL訊號，從模擬前端66送出第一傳輸訊號Sl到連 接點(diǎn)56。在此實(shí)施例中，第二直流電64是根據(jù)PoE規(guī)范從第一直流電DCl轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的，第 二傳輸訊號S2也遵循PoE規(guī)范。如圖3和圖4所示，該本地供電器沈及傳輸線30實(shí)現(xiàn)饋電傳輸，使得該P(yáng)oE系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)及電力傳輸距離可以超過以太網(wǎng)絡(luò)的距離限制；而且本地供電器沈和PoE遠(yuǎn)程交換 機(jī)28之間的第一傳輸訊號Sl為xDSL調(diào)制訊號，因此傳輸距離遵循xDSL規(guī)范。以VDSL為 例，傳輸距離可達(dá)數(shù)百公尺，較以太網(wǎng)絡(luò)的100公尺限制更遠(yuǎn)。以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本 技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在 本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種長距離的PoE供電設(shè)備，包含本地供電器，作為網(wǎng)絡(luò)訊號和第一傳輸訊號的轉(zhuǎn)換中介，并供應(yīng)第一直流電； 傳輸線，連接該本地供電器，提供該第一傳輸訊號及第一直流電傳輸路徑；以及 PoE遠(yuǎn)程交換機(jī)，連接該傳輸線，作為該第一傳輸訊號和第二傳輸訊號的轉(zhuǎn)換中介，并 將該第一直流電轉(zhuǎn)換成第二直流電，該第一直流電的電壓大于該第二直流電的電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的PoE供電設(shè)備，其特征在于，該本地供電器包含 電源轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生該第一直流電；訊號轉(zhuǎn)換器，連接該電源轉(zhuǎn)換器，將該網(wǎng)絡(luò)訊號轉(zhuǎn)換成該第一傳輸訊號，或?qū)⒃摰谝粋?輸訊號轉(zhuǎn)換成該網(wǎng)絡(luò)訊號；以及連接點(diǎn)，連接該電源轉(zhuǎn)換器及訊號轉(zhuǎn)換器，從該電源轉(zhuǎn)換器接受該第一直流電，以及與 該訊號轉(zhuǎn)換器互傳該第一傳輸訊號。
3.如權(quán)利要求2所述的PoE供電設(shè)備，其特征在于，該電源轉(zhuǎn)換器連接交流或直流電源 以供該電源轉(zhuǎn)換器使用。
4.如權(quán)利要求2所述的PoE供電設(shè)備，其特征在于，該電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生內(nèi)部直流電供應(yīng) 該訊號轉(zhuǎn)換器。
5.如權(quán)利要求2所述的PoE供電設(shè)備，其特征在于，該訊號轉(zhuǎn)換器包含 以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)體層芯片，收發(fā)該網(wǎng)絡(luò)訊號；模擬前端，收發(fā)該第一傳輸訊號；以及xDSL芯片，連接該以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)體層芯片及模擬前端，調(diào)制該網(wǎng)絡(luò)訊號或解調(diào)該第一傳 輸訊號。
6.如權(quán)利要求2所述的PoE供電設(shè)備，其特征在于，該遠(yuǎn)程交換機(jī)包含 電源轉(zhuǎn)換器，將該第一直流電轉(zhuǎn)換成該第二直流電；訊號轉(zhuǎn)換器，連接該電源轉(zhuǎn)換器，將該第一傳輸訊號轉(zhuǎn)換成該第二傳輸訊號，或?qū)⒃摰?二傳輸訊號轉(zhuǎn)換成該第一傳輸訊號；以及連接點(diǎn)，連接該電源轉(zhuǎn)換器及訊號轉(zhuǎn)換器，將該第一直流電傳送給該電源轉(zhuǎn)換器，以及 與該訊號轉(zhuǎn)換器互傳該第二傳輸訊號。
7.如權(quán)利要求6所述的PoE供電設(shè)備，其特征在于，該電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生內(nèi)部直流電供應(yīng) 該訊號轉(zhuǎn)換器。
8.如權(quán)利要求6所述的PoE供電設(shè)備，其特征在于，該訊號轉(zhuǎn)換器包含 以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)體層芯片，收發(fā)該第二傳輸訊號；模擬前端，收發(fā)該第一傳輸訊號；以及xDSL芯片，連接該以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)體層芯片及模擬前端，解調(diào)該第一傳輸訊號或調(diào)制該第二傳輸訊號。
9.如權(quán)利要求1所述的PoE供電設(shè)備，其特征在于，該傳輸線為雙絞線、電話線、網(wǎng)絡(luò)線 或同軸電纜。
10.一種長距離的PoE供電方法，包含產(chǎn)生第一直流電；將第一傳輸訊號與該第一直流電一起傳輸?shù)竭h(yuǎn)程；在遠(yuǎn)程將該第一傳輸訊號轉(zhuǎn)換為第二傳輸訊號，將該第一直流電轉(zhuǎn)換為第二直流電，該第一直流電的電壓大于該第二直流電的電壓；以及將該第二傳輸訊號與該第二直流電一起傳輸?shù)絇oE受電設(shè)備。
11.如權(quán)利要求10所述的PoE供電方法，其特征在于，所述產(chǎn)生第一直流電還包含 轉(zhuǎn)換交流或直流電為該第一直流電。
12.如權(quán)利要求10所述的PoE供電方法，其特征在于，所述將第一傳輸訊號與該第一直 流電一起傳輸?shù)竭h(yuǎn)程之前還包含將網(wǎng)絡(luò)訊號調(diào)制為該第一傳輸訊號。
13.如權(quán)利要求10所述的PoE供電方法，其特征在于，所述將該第一傳輸訊號轉(zhuǎn)換為第 二傳輸訊號包括將該第一傳輸訊號解調(diào)為該第二傳輸訊號。
全文摘要
本發(fā)明公開一種長距離的PoE供電設(shè)備與方法，以解決現(xiàn)有的PoE系統(tǒng)受距離限制的問題。該供電設(shè)備包含本地供電器、PoE遠(yuǎn)程交換機(jī)及連接于之間的傳輸線。PoE受電設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)線連接到該P(yáng)oE遠(yuǎn)程交換機(jī)，該本地供電器作為網(wǎng)絡(luò)訊號和第一傳輸訊號的轉(zhuǎn)換中介，并供應(yīng)第一直流電經(jīng)該傳輸線給該P(yáng)oE遠(yuǎn)程交換機(jī)，該P(yáng)oE遠(yuǎn)程交換機(jī)作為該第一傳輸訊號和第二傳輸訊號的轉(zhuǎn)換中介，并將該第一直流電轉(zhuǎn)換為第二直流電經(jīng)該網(wǎng)絡(luò)線供應(yīng)給該P(yáng)oE受電設(shè)備。該傳輸線傳輸該第一傳輸訊號于該本地供電器與PoE遠(yuǎn)程交換機(jī)之間，以及該網(wǎng)絡(luò)線傳輸該第二傳輸訊號于該P(yáng)oE遠(yuǎn)程交換機(jī)與PoE受電設(shè)備之間。
文檔編號H04L12/10GK102075330SQ20091022379
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者廖祥凱, 謝水來 申請人:一碩科技股份有限公司