專利名稱：使用集成升壓中繼器進(jìn)行遠(yuǎn)程以太網(wǎng)供電的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上大致涉及網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)和方法，更具體地說，涉及使用集成升壓中繼器進(jìn)行遠(yuǎn)程以太網(wǎng)供電(PoE)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
PoE提供通過以太網(wǎng)布線將功率從電源設(shè)備(PSE)傳遞給用電裝置(PD)的架構(gòu)。存在各種H)，包括IP語音(VoIP)電話、無線LAN接入點(diǎn)、藍(lán)牙接入點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、計(jì)算裝置等。圖1示出了傳統(tǒng)太網(wǎng)供電(PoE)系統(tǒng)的實(shí)例。如圖所示，PoE系統(tǒng)包括通過兩個(gè)電線對(duì)將功率傳輸給用電裝置(PD) 140的PSE 120。通過在第一變壓器和第二變壓器的中心抽頭上施加電壓從而提供由PSE 120傳遞給H) 140的功率，其中，第一變壓器耦接至以太網(wǎng)電纜內(nèi)攜帶的發(fā)送(TX)電線對(duì)，第二變壓器耦接至以太網(wǎng)電纜內(nèi)攜帶的接收(RX)電線對(duì)。如圖1中進(jìn)一步所示，PD 140包括PoE模塊142。PoE模塊142包括能夠根據(jù)諸如IEEE 802.3af (PoE),802.3at (PoE Plus)、傳統(tǒng)PoE傳輸、或任何其他類型的PoE傳輸?shù)腜oE規(guī)格使H) 140與PSE 120通信的電子設(shè)備。PD 140還包括控制器144 (例如，脈寬調(diào)制DC:DC控制器)，該控制器控制功率FET 146，功率FET 146又給負(fù)載載荷150提供恒定功率。通常，PoE被限定用于電纜長(zhǎng)度為100米或以下的以太網(wǎng)應(yīng)用。在通過網(wǎng)絡(luò)傳遞功率時(shí)，遠(yuǎn)程以太網(wǎng)(即，電纜長(zhǎng)度大于100米)提出新挑戰(zhàn)。因此，需要能夠通過長(zhǎng)電纜跨度有效地傳遞功率電源的機(jī)制。

發(fā)明內(nèi)容
在權(quán)利要求書中更完整地提出使用集成升壓中繼器進(jìn)行遠(yuǎn)程以太網(wǎng)供電的系統(tǒng)和/或方法，結(jié)合至少一張圖大致顯示和/或描述該系統(tǒng)和/或方法。本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種以太網(wǎng)供電中繼器，插在兩個(gè)電纜段之間，所述兩個(gè)電纜段用于始發(fā)電源設(shè)備和終端用電裝置之間的網(wǎng)絡(luò)連接，所述以太網(wǎng)供電中繼器包括:用電裝置模塊，在通過第一電纜段耦接到上游電源設(shè)備的所述以太網(wǎng)供電中繼器的第一端口上接收功率，在所述第一端口上接收的所述功率具有第一電壓電平；升壓轉(zhuǎn)換器模塊，被配置為將在所述第一端口上接收的所述第一電壓電平提升為比所述第一電壓電平高的用于施加到所述以太網(wǎng)供電中繼器的第二端口的第二電壓電平；以及電源設(shè)備，被配置為將所述第二電壓電平施加到所述第二端口上，以便傳遞給通過第二電纜段耦接至所述第二端口的下游用電裝置。優(yōu)選地，所述升壓轉(zhuǎn)換器模塊將所述第一電壓電平提升為比所述初始電源設(shè)備輸出的電壓電平高的電平。優(yōu)選地，所述初始電源設(shè)備通過一個(gè)電纜對(duì)將功率傳遞給所述終端用電裝置。
優(yōu)選地，所述初始電源設(shè)備通過兩個(gè)電纜對(duì)將功率傳遞給所述終端用電裝置。
優(yōu)選地，所述初始電源設(shè)備通過四個(gè)電纜對(duì)將功率傳遞給所述終端用電裝置。
優(yōu)選地，所述第一電纜段和所述第二電纜段短于100米。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于以太網(wǎng)供電中繼器中方法，所述以太網(wǎng)供電中繼器插在兩個(gè)電纜段之間，所述兩個(gè)電纜段用于始發(fā)電源設(shè)備和終端用電裝置之間的網(wǎng)絡(luò)連接，所述方法包括:由用電裝置模塊在通過第一電纜段耦合到上游電源設(shè)備的所述以太網(wǎng)供電中繼器的第一端口上接收功率，在所述第一端口上接收的所述功率具有第一電壓電平；由升壓轉(zhuǎn)換器模塊將在所述第一端口上接收的所述第一電壓電平提升為比所述第一電壓電平高的用于施加到所述以太網(wǎng)供電中繼器的第二端口的第二電壓電平；以及通過電源設(shè)備將功率以所述第二電壓電平傳輸?shù)剿龅诙丝谏希员銈鬟f給通過第二電纜段耦接到所述第二端口的下游用電裝置。
優(yōu)選地，所述升壓包括將所述第一電壓電平提升為比所述初始電源設(shè)備輸出的電壓電平高的電平。
優(yōu)選地，所述初始電源設(shè)備通過一個(gè)電纜對(duì)將功率傳遞給所述終端用電裝置。
優(yōu)選地，所述初始電源設(shè)備通過兩個(gè)電纜對(duì)將功率傳遞給所述終端用電裝置。
優(yōu)選地，所述初始電源設(shè)備通過四個(gè)電纜對(duì)將電功率傳遞給所述終端用電裝置。
優(yōu)選地，所述第一電纜段和所述第二電纜段短于100米。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種以太網(wǎng)供電中繼器，插在兩個(gè)電纜段之間，所述兩個(gè)電纜段用于始發(fā)電源設(shè)備和終端用電裝置之間的網(wǎng)絡(luò)連接，所述以太網(wǎng)供電中繼器包括:升壓轉(zhuǎn)換器模塊，被配置為將所述以太網(wǎng)供電中繼器中第一端口上的用電設(shè)備所接收的第一電壓電平提升為比所述第一電壓電平高的第二電壓電平，所述第二電壓電平由電源設(shè)備施加給所述以太網(wǎng)供電中繼器的第二端口，以便傳遞給通過第二電纜段耦接至所述第二端口的下游用電裝置。
優(yōu)選地，所述升壓轉(zhuǎn)換器模塊將所述第一電壓電平提升為比所述初始電源設(shè)備輸出的電壓電平高的電平。
優(yōu)選地，所述初始電源設(shè)備通過一個(gè)電纜對(duì)將功率傳遞給所述終端用電裝置。
優(yōu)選地，所述初始電源設(shè)備通過兩個(gè)電纜對(duì)將功率傳遞給所述終端用電裝置。
優(yōu)選地，所述初始電源設(shè)備通過四個(gè)電纜對(duì)將功率傳遞給所述終端用電裝置。
優(yōu)選地，所述第一電纜段和所述第二電纜段短于100米。


為了描述可獲得本發(fā)明的上述和其他優(yōu)點(diǎn)和特征的方式，參考其具體實(shí)施例，更具體地描述上面簡(jiǎn)要描述的本發(fā)明，在附圖中示出這些具體實(shí)施例。了解到這些圖僅僅描述本發(fā)明的普通實(shí)施例，并且因此，這些圖不視為限制其范圍，通過使用附圖，更具體詳細(xì)地描述和解釋本發(fā)明，其中:
圖1示出了以太網(wǎng)供電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式；
圖2示出了遠(yuǎn)程以太網(wǎng)連接的實(shí)例配置；
圖3A和3B示出了模型化以太網(wǎng)供電系統(tǒng)的電路圖4A和4B示出了可用于將功率傳遞給用電裝置的實(shí)解；
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的升壓中繼站的一個(gè)實(shí)施方式；圖6示出了將升壓中繼站在遠(yuǎn)程以太網(wǎng)應(yīng)用中的應(yīng)用；圖7A和7B示出了可用于使用集成升壓中繼器將功率傳遞給用電裝置的實(shí)解。
具體實(shí)施例方式下面具體討論本發(fā)明的各種實(shí)施方式。討論具體的實(shí)施方式時(shí)，應(yīng)理解的是，這僅僅用于進(jìn)行說明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可使用其他的元件和配置。對(duì)于遠(yuǎn)程以太網(wǎng)而言，中繼站(或以太網(wǎng)擴(kuò)展器)可用于增強(qiáng)超出通常100米范圍的數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡竭_(dá)。當(dāng)由中繼站實(shí)施PoE時(shí)，也可為中繼站自身提供功率。在本文中，中繼站可包括吸取功率、為擴(kuò)展器電路提供一些這種功率以及使用PSE沿著網(wǎng)絡(luò)電纜向下游給另一中繼站或ro發(fā)送剩余的有效功率的ro。在一個(gè)實(shí)例中，遠(yuǎn)程以太網(wǎng)連接可分成多個(gè)100米長(zhǎng)的電纜段，使用中繼站耦接這些電纜段。圖2示出了這種遠(yuǎn)程配置的實(shí)例。如圖所示，中繼站210-1、210_2將遠(yuǎn)程以太網(wǎng)連接分成多個(gè)電纜段。每個(gè)中繼站包括從上游的PSE接收功率的ro以及將所接收的功率的剩余部分發(fā)送給下游ro的pse。在一個(gè)實(shí)例中，多個(gè)電纜段均為loo米或以下。人們會(huì)理解的是，對(duì)于給定的遠(yuǎn)程配置而言，電纜段的數(shù)量以及各段的長(zhǎng)度可變化。通常，從PSE到H)的負(fù)載功率傳遞可通過圖3A中所示的電路模型模型化。如圖所示，電源將電壓Vpse提供給電路，該電路包括第一并聯(lián)電阻器對(duì)(H)、負(fù)載電阻1 _以及第二并聯(lián)電阻器對(duì)(R3、R4)。在本文中，第一并聯(lián)電阻器對(duì)&、R2表示TX電線對(duì)的電阻，而第二并聯(lián)電阻器對(duì)R3、R4表示RX電線對(duì)的電阻。電阻器H R3和R4的值取決于網(wǎng)絡(luò)電纜的類型和長(zhǎng)度。例如，電阻器H R3和R4可具有取決于以太網(wǎng)電纜的類型(比如，類別3、5、6等等)的某個(gè)電阻/長(zhǎng)度。圖3B中示出了簡(jiǎn)化的PoE電路模型，該模型包括單個(gè)電纜電阻值Rcabl-在本發(fā)明中，認(rèn)識(shí)到，傳統(tǒng)的與IEEE兼容的H)具有大約30V的欠壓鎖定(undervoltage lockout,UVL0)。通常,如果F1D處電纜端部的電壓達(dá)不到30V,那么不允許給ro加電。即使充足的功率(vxI)實(shí)際上可用于電纜端部的ro中，也是如此。將PoE用于遠(yuǎn)程以太網(wǎng)應(yīng)用中時(shí)，UVLO限制會(huì)顯著嚴(yán)重?fù)p害PoE的可用性。為了示出UVLO的影響，考慮圖3B中所示的電路。在該電路中，Vpse=MRmmJR1 J。當(dāng)RlMd=PPD/i2時(shí)，先前的等式可重新寫成AReable-WWPtjut=O形式。貝ij，如下所示，電流的解可以寫為:
權(quán)利要求
1.一種以太網(wǎng)供電中繼器，插在兩個(gè)電纜段之間，所述兩個(gè)電纜段用于始發(fā)電源設(shè)備和終端用電裝置之間的網(wǎng)絡(luò)連接，所述以太網(wǎng)供電中繼器包括: 用電裝置模塊，在通過第一電纜段耦接到上游電源設(shè)備的所述以太網(wǎng)供電中繼器的第一端口上接收功率，在所述第一端口上接收的所述功率具有第一電壓電平； 升壓轉(zhuǎn)換器模塊，被配置為將在所述第一端口上接收的所述第一電壓電平提升為比所述第一電壓電平高的用于施加到所述以太網(wǎng)供電中繼器的第二端口的第二電壓電平；以及 電源設(shè)備，被配置為將所述第二電壓電平施加到所述第二端口上，以便傳遞給通過第二電纜段耦接至所述第二端口的下游用電裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)供電中繼器，其中，所述升壓轉(zhuǎn)換器模塊將所述第一電壓電平提升為比所述初始電源設(shè)備輸出的電壓電平高的電平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)供電中繼器，其中，所述初始電源設(shè)備通過一個(gè)、兩個(gè)或四個(gè)電纜對(duì)將功率傳遞給所述終端用電裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)供電中繼器，其中，所述第一電纜段和所述第二電纜段短于100米。
5.一種用于以太網(wǎng)供電中繼器中方法，所述以太網(wǎng)供電中繼器插在兩個(gè)電纜段之間，所述兩個(gè)電纜段用于始發(fā)電源設(shè)備和終端用電裝置之間的網(wǎng)絡(luò)連接，所述方法包括: 由用電裝置模塊在通過第一電纜段耦接到上游電源設(shè)備的所述以太網(wǎng)供電中繼器的第一端口上接收功率，在所述第一端口上接收的所述功率具有第一電壓電平； 由升壓轉(zhuǎn)換器模塊將在所述第一端口上接收的所述第一電壓電平提升為比所述第一電壓電平高的用于施加到所述以太網(wǎng)供電中繼器的第二端口的第二電壓電平；以及 通過電源設(shè)備將功率以所述第二電壓電平傳輸?shù)剿龅诙丝谏?，以便傳遞給通過第二電纜段耦接到所述第二端口的下游用電裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述升壓包括將所述第一電壓電平提升為比所述初始電源設(shè)備輸出的電壓電平高的電平。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述初始電源設(shè)備通過一個(gè)、兩個(gè)或四個(gè)電纜對(duì)將功率傳遞給所述終端用電裝置。
8.一種以太網(wǎng)供電中繼器，插在兩個(gè)電纜段之間，所述兩個(gè)電纜段用于始發(fā)電源設(shè)備和終端用電裝置之間的網(wǎng)絡(luò)連接，所述以太網(wǎng)供電中繼器包括: 升壓轉(zhuǎn)換器模塊，被配置為將所述以太網(wǎng)供電中繼器中第一端口上的用電設(shè)備所接收的第一電壓電平提升為比所述第一電壓電平高的第二電壓電平，所述第二電壓電平由電源設(shè)備施加給所述以太網(wǎng)供電中繼器的第二端口，以便傳遞給通過第二電纜段耦接至所述第二端口的下游用電裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求13所述的以太網(wǎng)供電中繼器，其中，所述升壓轉(zhuǎn)換器模塊將所述第一電壓電平提升為比所述初始電源設(shè)備輸出的電壓電平高的電平。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的以太網(wǎng)供電中繼器，其中，所述初始電源設(shè)備通過一個(gè)、兩個(gè)或四個(gè)電纜對(duì)將功率傳遞給所述終端用電裝置。
全文摘要
提供了一種用于使用集成升壓中繼器進(jìn)行遠(yuǎn)程以太網(wǎng)供電(PoE)的系統(tǒng)和方法。集成升壓中繼器包括升壓轉(zhuǎn)換器模塊，所述模塊將集成升壓中繼器的第一端口上的用電裝置所接收的電壓電平提升為第二電壓電平，第二電壓電平由電源設(shè)備施加給集成升壓中繼器的第二端口。在一個(gè)實(shí)施方式中，升壓轉(zhuǎn)換器模塊將電壓提升為比初始電源設(shè)備所輸出的電壓電平高的電平。
文檔編號(hào)H04L12/10GK103138947SQ20121036624
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者桑賈亞·馬尼克塔拉 申請(qǐng)人:美國(guó)博通公司