用于以太網供電的低延遲發(fā)現的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于以太網供電的低延遲發(fā)現，本公開的實施方式提供了在負載的性質已知或者可安全地假設的情況下，用于在以太網供電（PoE）系統(tǒng)中減少發(fā)現時間的系統(tǒng)和方法。通過使用所述負載的性質的先前了解，可簡化發(fā)現程序。電源設備（PSE）控制器測量端口電壓，以確定是否存在開路或者是否存在短路。如果既不存在開路，又不存在短路，那么系統(tǒng)可安全地上電。
【專利說明】用于以太網供電的低延遲發(fā)現
[0001]交叉引用相關申請
[0002]本申請要求于2012年11月15日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/727，040的優(yōu)先權，其全文并入本文中，以作參考。
【技術領域】
[0003]本發(fā)明涉及以太網供電(PoE )，并且更具體地涉及PoE發(fā)現。
【背景技術】
[0004]以太網通信通過在根據IEEE802.3以太網標準進行操作的兩個通信節(jié)點之間的通信鏈路提供高速數據通信。在這兩個節(jié)點之間的通信介質可以是用于以太網的雙絞線或另一種類型的通信介質。以太網供電(PoE)通信系統(tǒng)通過通信鏈路提供電力和數據通信。更具體而言，連接至通信鏈路的第一節(jié)點的物理層的電源裝置(PSE)將直流電(例如，48伏特的直流電)提供給在通信鏈路的第二節(jié)點處的被供電設備(PD)。直流電與高速數據在第一節(jié)點和第二節(jié)點之間通過同一通信介質同時傳輸。
[0005]PSE通常包括控制器，該控制器控制提供給在通信鏈路的第二節(jié)點處的ro的直流電。PSE控制器測量輸出與輸入直流電源線的電壓、電流以及溫度，以表征ro的功率需求。此外，PSE控制器還可檢測并驗證可兼容的ro ;確定經驗證的ro的電力分類簽名(signature);為F1D供電；監(jiān)測電力；并且在不再請求或需求電力時,從F1D減少或者移除電力。在檢測期間，如果PSE發(fā)現ro不兼容，那么PSE可防止施加電力以保護ro免于可能的損壞。
[0006]如果檢測到開路或短路狀態(tài)，那么PoE發(fā)現是有用的以避免將系統(tǒng)上電(powerup，通電)。然而，當前的PoE發(fā)現、檢測以及分類系統(tǒng)涉及相當漫長的啟動過程。一些工業(yè)(例如，汽車工業(yè))針對數據鏈接需要更快的啟動時間。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，包括:端口 ；以及電源設備(PSE)控制器，耦接至所述端口，其中，所述PSE控制器被配置為:確定在所述端口處是否存在開路；確定在所述端口處是否存在短路；以及如果在所述端口處不存在開路或短路，那么確定系統(tǒng)能夠安全地上電。
[0008]優(yōu)選地，所述PSE控制器進一步被配置為:
[0009]使用所存儲的信息確定耦接至所述端口的負載能夠近似為電阻。
[0010]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)，進一步包括:被供電設備(PD)，耦接至所述端口，其中，所述PSE控制器進一步被配置為如果在所述端口處不存在開路或短路，那么開始將所述ro上電。
[0011]優(yōu)選地，所述PSE控制器進一步被配置為:測量在所述端口處的端口電壓；確定所述端口電壓是否大于預定的開路電壓；以及如果所述端口電壓大于所述預定的開路電壓，那么確定存在開路。[0012]優(yōu)選地，所述PSE控制器進一步被配置為:確定發(fā)現計時是否大于預定的開路時間；以及如果所述發(fā)現計時大于所述預定的開路時間，并且所述端口電壓大于所述預定的開路電壓，那么確定存在開路。
[0013]優(yōu)選地，所述PSE控制器進一步被配置為:測量在所述端口處的端口電壓；確定所述端口電壓是否大于預定的短路電壓；以及如果所述端口電壓小于所述預定的短路電壓，那么確定存在短路。
[0014]優(yōu)選地，所述PSE控制器進一步被配置為:確定發(fā)現計時是否大于預定的短路時間；以及如果所述發(fā)現計時大于所述預定的短路時間，并且所述端口電壓小于所述預定的短路電壓，那么確定存在短路。
[0015]本發(fā)明還提供了一種用于在以太網供電(PoE)系統(tǒng)中的減少的延遲發(fā)現的方法，所述方法包括:確定在所述PoE系統(tǒng)內的端口處是否存在開路；確定在所述端口處是否存在短路；以及如果在所述端口處不存在開路或短路，那么確定所述PoE系統(tǒng)能夠安全地上電。
[0016]優(yōu)選地，所述方法進一步包括:使用所存儲的信息確定耦接至所述端口的負載能夠近似為電阻。
[0017]優(yōu)選地，所述方法進一步包括:如果在所述端口處不存在開路或短路，那么開始將被供電設備(PD)上電。
[0018]優(yōu)選地，所述方法進一步包括:對所述端口施加電流；以及在施加所述電流的同時，啟動發(fā)現計時。
[0019]優(yōu)選地，所述方法進一步包括:測量在所述端口處的端口電壓；確定所述端口電壓是否大于預定的開路電壓；以及如果所述端口電壓大于所述預定的開路電壓，那么確定存在開路。
[0020]優(yōu)選地，所述方法，進一步包括:確定所述發(fā)現計時是否大于預定的開路時間；以及如果所述發(fā)現計時大于所述預定的開路時間，并且所述端口電壓大于所述預定的開路電壓,那么確定存在開路。
[0021]優(yōu)選地，所述方法進一步包括:測量在所述端口處的端口電壓；確定所述端口電壓是否大于預定的短路電壓；以及如果所述端口電壓小于所述預定的短路電壓，那么確定存在短路。
[0022]優(yōu)選地，所述方法進一步包括:確定所述發(fā)現計時是否大于預定的短路時間；以及如果所述發(fā)現計時大于預定的短路時間，并且所述端口電壓小于預定的短路電壓，那么確定存在短路。
[0023]本發(fā)明還提供了一種以太網供電(PoE)系統(tǒng)，包括:端口 ；以及電源設備(PSE)控制器，耦接至所述端口，其中，所述PSE控制器被配置為:對所述端口施加電流；測量在所述端口處的端口電壓；確定所述端口電壓是否大于預定的開路電壓；確定所述端口電壓是否大于預定的短路電壓；以及如果所述端口電壓小于所述預定的開路電壓并且所述端口電壓大于所述預定的短路電壓，那么確定所述系統(tǒng)能夠安全地上電。
[0024]優(yōu)選地，所述PSE控制器進一步被配置為:使用所存儲的信息確定耦接至所述端口的負載能夠近似為電阻。
[0025]優(yōu)選地，所述PoE系統(tǒng)進一步包括:被供電設備(PD)，耦接至所述端口，其中，所述PSE控制器進一步被配置為如果在所述端口處不存在開路或短路，那么開始將所述ro上電。
[0026]優(yōu)選地，所述PSE控制器進一步被配置為:如果發(fā)現計時大于預定的開路時間，以及所述端口電壓大于所述預定的開路電壓，那么確定存在開路；以及如果所述發(fā)現計時大于預定的短路時間，以及所述端口電壓小于所述預定的短路電壓，那么確定存在短路。
[0027]優(yōu)選地，所述PoE系統(tǒng)進一步包括:存儲器，被配置為儲存所述預定的短路電壓、所述預定的短路時間、所述預定的開路電壓以及所述預定的開路時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]附圖包含在本說明書內并且構成本說明書的一部分，這些附圖闡述了本公開的實施方式，并且與上述整體描述和下面所提供的實施方式的具體描述一起，用于解釋本公開的原理。在附圖中:
[0029]圖1為傳統(tǒng)以太網供電(PoE)系統(tǒng)的框圖；
[0030]圖2為根據本公開的一個實施方式的示出在PoE通信系統(tǒng)中從電源設備(PSE)到被供電設備(PD)的電力傳輸的示圖；
[0031]圖3A為根據本公開的一個實施方式的被配置為開始負載發(fā)現的PoE系統(tǒng)的電路圖；
[0032]圖3B為根據本公開的一個實施方式的示例性PSE控制器的框圖；
[0033]圖4A為根據本公開的一個實施方式示出在發(fā)現期間由PSE控制器檢測的開路狀態(tài)的電路圖；
[0034]圖4B為根據本公開的一個實施方式示出在發(fā)現期間由PSE控制器檢測的短路狀態(tài)的電路圖；
[0035]圖5示出根據本公開的一個實施方式的開路檢測的一種方法；
[0036]圖6示出根據本公開的一個實施方式的短路檢測的一種方法；
[0037]圖7示出根據本公開的一個實施方式的結合開路與短路檢測的一種方法。
[0038]當聯(lián)系附圖考慮時，本公開的特征和優(yōu)點將更加顯而易見，在附圖中的相似的參考字符表示在全文中相應的要素。在圖中，相同的參考數字通常表示相同的、功能上相似的和/或結構上相似的要素。要素首先出現的示圖由在相應的參考數字中的最左邊的數位表
/Jn ο
【具體實施方式】
[0039]在以下描述中，提出了多個具體細節(jié)，以提供本公開的徹底理解。然而，對于本領域的技術人員顯而易見的是，沒有這些具體細節(jié)也可實踐包括結構、系統(tǒng)和方法的本公開。在本文中的描述和圖示為本領域的經驗人士或技術人員用于將其工作內容最有效地傳遞給本領域的其他技術人員的常見方式。在其他情況下，沒有詳細描述眾所周知的方法、程序、元件以及電路，以避免不必要地模糊本公開的各個方面。
[0040]在本說明書中引用“一個實施方式”、“實施方式”、“示例實施方式”等，表示所描述的實施方式可包括特定的特征、結構或特性，但是每個實施方式無需包括特定的特征、結構或特性。而且，這種短語不必表示相同的實施方式。進一步地，在結合一個實施方式描述特定的特征、結構或特性時，無論是否明確進行描述，都認為結合其他實施方式來影響這種特征、結構或特性是在本領域的技術人員的知識范圍內的。
[0041]本公開的實施方式可實現為硬件、固件、軟件或其任意組合。本公開的實施方式也可作為在機器可讀介質上儲存的指令來實現，可由一個或多個處理器讀取和執(zhí)行這些指令。機器可讀介質可包括儲存或傳輸機器(例如，計算裝置)可讀的形式的信息的任何機構。例如，機器可讀介質可包括永久性機器可讀介質，例如，只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、磁盤存儲介質、光存儲介質、閃存裝置等。再如，機器可讀介質還可包括暫時性機器可讀介質，例如，電氣、光學、聲音或其他形式的傳播信號(例如，載波、紅外信號、數字信號等)。而且，在本文中可將固件、軟件、程序、指令描述為進行某些動作。然而，應理解的是，這種描述僅僅為了方便起見，并且實際上源于執(zhí)行這些固件、軟件、程序、指令等的計算裝置、處理器、控制器、或其他裝置。
[0042]以下示例性實施方式的詳細描述會完整地顯示出本公開的一般實質，使得在不背離本公開的實質和范圍的情況下，通過應用相關領域的技術人員的知識，人們可針對各種應用容易地修改和/或調整這些示例性實施方式，而無需進行過度的實驗。因此，根據在本文中提出的教學和指導，這種調整和修改旨在處于示例性實施方式的意義和多個等同物內。應理解的是，在本文中的措辭或術語用于進行描述，而非用于進行限制，所以本說明書的措辭或術語應當由相關領域的技術人員根據在本文中的教學來解釋。
[0043]為了這種討論的目的，術語“模塊”應理解為包括軟件、固件以及硬件(例如，一個或多個電路、微芯片或裝置或其任意組合)中的至少一個及其任意組合。此外，應理解的是，每個模塊在實際裝置內可包括一個或不止一個元件，并且形成所描述的模塊的一部分的每個元件可與形成該模塊的一部分的任何其他元件共同地或獨立地操作。相反，在本文中描述的多個模塊可表示在實際裝置內的單個元件。而且，在模塊內的元件可位于單個裝置內或者通過有線或無線方式分布在多個裝置之間。
[0044]1、概述
[0045]本公開的實施方式提供了在以太網供電(PoE)系統(tǒng)中減少發(fā)現所需要的時間的解決方案。在某些應用(例如，汽車和其他工業(yè)應用)中，在開始發(fā)現之前，電源設備(PSE)控制器了解被供電設備(PD)的負載性質。在這種情況下，在可安全地將PoE系統(tǒng)上電之前(SP，在PSE為H)提供電力之前)需要執(zhí)行的測量更少。代替于對不同的電壓電平進行幾次測量以表征負載，PSE控制器可通過在將系統(tǒng)上電之前檢查查看是否存在開路或短路狀態(tài)來節(jié)省發(fā)現時間。
[0046]2、PoE 系統(tǒng)
[0047]現在參照圖1和2來描述傳統(tǒng)的PoE系統(tǒng)。圖1示出了通過共同的數據通信介質提供直流電與數據通信的傳統(tǒng)以太網供電(PoE)系統(tǒng)100的高等級示圖。參照圖1，電源設備(PSE) 102通過導體104、110將直流電提供給具有代表性電力負載108的被供電設備(PD) 106。PSE102與TO106還包括根據已知的通信標準(例如，IEEE以太網標準)進行操作的數據收發(fā)器。更具體而言，PSE102包括在PSE側的物理層裝置，如下面將進一步討論的，該物理層裝置與在Η)106內的相應的物理層裝置發(fā)送并接收高速數據。因此，在PSE102與PD106之間的電力傳輸與通過導體104、110進行的高速數據交換同時發(fā)生。在一個示例中，PSE102是具有多個端口的、與一個或多個Η)106 (例如，一個或多個網絡電話或一個或多個無線接入點)進行的通信數據開關。
[0048]導體對104和110可攜帶高速差分數據通信。在一個示例中，導體對104和110均包括能夠在PSE102與TO106之間進行數據傳輸和直流電傳輸的一對或多對雙絞線或任何其他類型的線纜或通信介質。在以太網通信中，導體對104和110可包括多個雙絞線，例如，10千兆位以太網的四對雙絞線。在10/100以太網中，在這四對中僅有兩對進行數據通信，而未使用另外兩對導體。在本文中，為了便于討論，導體對可稱為以太網線纜或通信鏈路。
[0049]圖2為根據本公開的一個實施方式的示出在PoE通信系統(tǒng)中從電源設備(PSE)到被供電設備(PD)的電力傳輸的示圖。圖2提供了 PoE系統(tǒng)100的更詳細的電路圖，其中，PSE102通過導體對104和110為Η)106提供直流電。PSE102包括具有通過差分發(fā)送端口204和差分接收端口 206的全雙工發(fā)送和接收能力的收發(fā)器物理層裝置(或PHY) 202。(在本文中，收發(fā)器可稱為PHY)。第一變壓器208將高速數據耦接在發(fā)送端口 204與第一導體對104之間。同樣，第二變壓器212將高速數據耦接在接收端口 206與第二導體對110之間。相應變壓器208和212向和從收發(fā)器PHY202傳遞高速數據，但是使任何低頻率或直流電壓與可能對大電壓值敏感的收發(fā)器端口隔離。
[0050]第一變壓器208包括一次和二次繞組，其中，二次繞組包括中心抽頭210。同樣，第二變壓器212包括一次和二次繞組，其中，二次繞組包括中心抽頭214。直流電壓源216生成跨變壓器208和210的相應中心抽頭施加在變壓器的導體側上的輸出電壓。中心抽頭210連接至直流電壓源216的第一輸出，并且中心抽頭214連接至直流電壓源216的第二輸出。因此，變壓器208和212使來自直流電源216的直流電壓與收發(fā)器PHY202的敏感數據端口 204、206隔離。一個示例直流輸出電壓為48伏特，但是根據TO106的電壓/功率要求，可使用其他電壓。
[0051]PSE102進一步包括基于Η)106的動態(tài)需求控制直流電壓源216的PSE控制器218。更具體而言，PSE控制器218測量輸出與輸入直流電源線的電壓、電流以及溫度，以便表征PD106功率要求。
[0052]而且，PSE控制器218檢測并驗證可兼容的ro，確定經驗證的ro的電力分類簽名，為ro供電，監(jiān)測電力，并且在不再請求或需求電力時，減少或者去除ro的電力。在檢測期間，如果PSE發(fā)現ro不兼容，那么PSE可防止對該ro裝置施加電力，以保護ro免于可能的損壞。IEEE已經在IEEE802.3af?標準(該標準并入本文中，以作參考)中對通過PSE的H)檢測、電力分類以及監(jiān)測施加了標準。
[0053]依然參照圖2，現在討論TO106的內容與功能。PD106包括具有通過差分發(fā)送端口236與差分接收端口 234的全雙工發(fā)送與接收能力的收發(fā)器物理層裝置(或PHY)219。第三變壓器220將高速數據耦接在第一導體對104與接收端口 234之間。同樣，第四變壓器224將高速數據耦接在發(fā)送端口 236與第二導體對110之間。相應變壓器220和224向和從收發(fā)器PHY219傳遞高速數據，但是使任何低頻率或直流電壓與敏感的收發(fā)器數據端口隔離。
[0054]第三變壓器220包括一次和二次繞組，其中，二次繞組(在導體側上)包括中心抽頭222。同樣，第四變壓器224包括一次和二次繞組，其中，二次繞組(在導體側上)包括中心抽頭226。中心抽頭222和226將在導體104和110上攜帶的直流電提供給Η)106的相應負載108，其中，負載108表示操作PD106所需要的動態(tài)功率損耗。在負載108之前可選地插入DC-DC轉換器230，以在必要時逐漸降低電壓，從而滿足Η)106的電壓要求。而且，多個DC-DC轉換器230可平行排列，以輸出多個不同的電壓(3伏特、5伏特、12伏特)，從而為PD106的不同負載108供電。
[0055]PD106進一步包括監(jiān)測在PoE配置的H)側上的電壓與電流的H)控制器228。PD控制器228進一步在初始化期間提供在返回導體110上的必要的阻抗簽名，以便PSE控制器218將H)視為有效的PoE裝置，并且能夠將其電力要求分類。
[0056]在理想的操作期間，直流電流(Idc) 238從直流電源216中流出，流過第一中心抽頭210，分成在導體對104上攜帶的第一電流(IP240和第二電流(12)242。然后，第一電流
(I1)240和第二電流(I2) 242在第三中心抽頭222處重新合并，以重新形成直流電流(Idc)238，以便將TO106通電。在返回時，直流(Idc)238從TO106中流出，流過第四中心抽頭226，并且分開從而通過導體對110輸送。返回直流電流在第二中心抽頭214處重新合并，并且返回到直流電源216。如上所述，在PSE102和TO106之間的數據傳輸與上述直流供電同時發(fā)生。因此，第一通信信號244和/或第二通信信號246在PSE102和PD106之間同時經由導體對104和110差分地攜帶。需要注意的是，通信信號244和246是理想地不受直流電輸送影響的差分信號。
[0057]3、低延遲發(fā)現PoE系統(tǒng)
[0058]很多PoE系統(tǒng)使用涉及漫長的發(fā)現過程的一個或多個發(fā)現過程。很多工業(yè)應用(例如，減小的雙絞線千兆位以太網(RTPGE)應用以及機動車應用)需要數據鏈接的快速啟動時間。本公開的實施方式提供了用于減少發(fā)現所需要的時間的解決方案。
[0059]例如，參照圖2，PSE控制器218可發(fā)起跨與負載(例如，負載108)耦接的線路(例如，線路104和110)的發(fā)現，以表征負載108 (例如，以發(fā)現其電阻和/或電容)。為了這樣做，PSE控制器218可發(fā)起在導體對104和110上的電壓，逐步提高該電壓，并且在導體對104和110上進行測量(例如，電流測量)以發(fā)現在導體對104和110上對電壓增大的響應。根據該響應的性質，PSE控制器218可表征負載108的性質。該電壓積累在電路元件(例如，電阻)兩端的電荷，并且理想地，該電荷應在發(fā)起發(fā)現的另一個階段之前耗盡(即，“放完”)，以便可得到“清晰的”讀數。
[0060]如果不了解負載的性質，那么可進一步增加發(fā)現時間。例如，一些負載元件(例如，與寄生電容相似的儲存電荷的元件)可需要更長的時間來表征。隨著電壓逐漸增大，并且隨著進行更多的電流測量，這些負載元件可具有與工作起來更像電阻的元件不同的響應。例如，相比于工作起來更像電阻的元件，在這些負載元件兩端積累的任何電壓可消耗更長的時間來耗盡。
[0061]在一些工業(yè)控制應用(例如，機動車應用)中，已知負載的性質接近電阻，因此，在電壓逐漸增大時，不需要通過進行多次電流測量來重新表征負載(例如，負載108)的性質。在這些工業(yè)控制應用中，由于已經了解負載的性質，所以不需要進行多次電流測量來表征負載。而是只有在PSE與負載之間的信號路徑需要進行故障測試，例如，檢測可由某種故障造成的在PSE與負載之間的信號路徑的開路或者在PSE與負載之間的信號路徑的短路。在檢測到短路時，不應施加電壓，以免發(fā)生不需要的電流尖峰。在檢測到開路時，由于在PSE與負載之間的信號路徑可能有問題，所以不應施加電壓。本公開的實施方式提供了在通過測試開路和短路狀態(tài)了解了負載的性質時加速發(fā)現的系統(tǒng)和方法。[0062]圖3A為根據本公開的一個實施方式的被配置為開始負載發(fā)現的PoE系統(tǒng)的電路圖。在圖3A中，兩個變壓器302耦接至各自的物理層306。變壓器302跨有線通信鏈路304彼此耦接。PSE控制器308和TO314耦接至有線通信鏈路304。阻斷電容器310和316位于變壓器302與PSE控制器308和TO314到有線通信鏈路304的耦接之間。電感器312和318在PSE控制器308和TO314與有線通信鏈路304之間耦接。在一個實施方式中，PSE控制器308耦接至電流源320，并且使用電流源320來施加電流，以在發(fā)現期間進行測試。在另一個實施方式中，電流源320位于PSE控制器308內。
[0063]圖3B為示出PSE控制器308的示例性組件的框圖。在一個實施方式中，PSE控制器308包含處理器324、存儲器326以及控制模塊322。在另一個實施方式中，PSE控制器308不包含處理器324或存儲器326，而是能夠訪問位于PSE控制器308外面的處理器和存儲器。
[0064]在一個實施方式中，控制模塊322執(zhí)行根據本公開的實施方式的一個或多個發(fā)現操作，包括開路檢測和/或短路檢測。下面進一步詳細地討論在執(zhí)行開路檢測和/或短路檢測時的控制模塊322的示例性操作。根據本公開的實施方式，可使用硬件、軟件或硬件和軟件來實現控制模塊322。例如，在一個實施方式中，可使用單個集成電路(IC)或使用多個IC來實現控制模塊322。
[0065]通過使用對負載的性質的先前了解(例如，通過使用PSE控制器308可獲得的儲存的信息來了解該負載可近似于電阻)，PSE控制器308可通過檢查開路和短路狀態(tài)并且不需要進行多次測量來表征負載，以簡化發(fā)現程序。
[0066]3.1開路檢測
[0067]圖4A和4B為示出根據本公開的一個實施方式的在發(fā)現期間可由PSE控制器308檢測到的短路和開路狀態(tài)的電路圖。圖4A示出在發(fā)現期間由PSE控制器308進行的開路檢測。例如，可將某個電壓閾值Vtj。定義為開路電壓閾值，該閾值為在開路狀態(tài)的情況下電流源可達到的最小端口電壓。在一個實施方式中，閾值V。。為PSE控制器308已知的預定量(例如，儲存在存儲器326內)。因此，如果PSE控制器308確定端口電壓Vp321高于該電壓閾值\c,那么PSE控制器308可確定存在開路狀態(tài)并且可避免將耦接至開路的任何H)(例如，PD314)上電。在PSE控制器308檢測到開路時，PSE控制器308可停止發(fā)現，繼續(xù)發(fā)現其他ro，或者重新開始同一個ro的發(fā)現過程。
[0068]在一些情況下，PSE控制器308可需要一定的時間來準確地確定存在開路。例如，PSE控制器308可能希望在施加電流之后等待預定量的時間以允許電壓穩(wěn)定，并且希望在表明存在開路之前獲得準確的電壓讀數。在一個實施方式中，Ttj。是PSE控制器308已知的預定量(例如，儲存在存儲器326內)。因此，為了確定是否存在開路，PSE控制器308可施加電流，等待直到Tre，測量端口電壓Vp321，并且確定Vp321是否高于開路電壓閾值Vre。如果已經經過時間Tre，并且Vp321大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)Vre，那么PSE控制器308可確定存在開路狀態(tài)。如果已經經過時間Tre，并且Vp321小于(或者，在一個實施方式中，小于或等于)Vre，那么PSE控制器308可確定不存在開路狀態(tài)。在一個實施方式中，PSE控制器308的控制模塊322可在發(fā)現期間跟蹤使用的一個或多個計時。例如，控制模塊322可在開始發(fā)現時啟動計時Td并且可在Td到達Tck時確定。
[0069]現在參照圖4A討論由PSE控制器308進行的開路檢測的一個示例。在PSE控制器308開始發(fā)現時，PSE控制器308可使用電流源(例如，電流源320)來施加通過有線通信鏈路304的電流。在PSE控制器308施加該電流時，PSE控制器308也啟動計時Td，以在發(fā)現期間保持跟蹤經過的時間。在一個實施方式中，PSE控制器308可在發(fā)現過程中連續(xù)地測量Vp321。在另一個實施方式中，PSE控制器308可等待直到T。。，以測量Vp。在Td到達Toc時，PSE控制器308可確定Vp是否大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)Vo。。如果Vp321大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)Voc,那么PSE控制器308可確定存在開路狀態(tài)。如果已經經過時間Tre，并且Vp321小于(或者，在一個實施方式中，小于或等于)VQC，那么PSE控制器308可確定不存在開路狀態(tài)。如果PSE控制器308確定不存在開路狀態(tài)，那么PSE控制器308可繼續(xù)TO314的發(fā)現，并且一旦發(fā)現，就可將PD314上電。如果PSE控制器308確定確實存在開路狀態(tài)，那么PSE控制器308可停止發(fā)現，繼續(xù)發(fā)現其他PD，或者重新開始同一個H)的發(fā)現過程。
[0070]在一個實施方式中，在PSE308確定存在開路狀態(tài)時，PSE308可開啟泄放電阻，以排放可在開路中積累的任何電荷。PSE308可使泄放電阻開啟充足的時間以排放電荷，然后可將泄放電阻關閉。
[0071]3.2短路檢測
[0072]圖4B示出在發(fā)現期間由PSE控制器308進行的短路檢測。在一個實施方式中，可將另一個電壓閾值VshOTt定義為在短路狀態(tài)的情況下用電流源可達到的最大端口電壓。如果端口電壓Vp321小于(或者，在一個實施方式中，小于或等于)Vshort,那么PSE控制器308可確定存在短路狀態(tài)。在PSE控制器308檢測到短路時，PSE控制器308可停止發(fā)現，繼續(xù)發(fā)現其他ro，或者重新開始同一個ro的發(fā)現過程。
[0073]在一個實施方式中，閾值Vshtjrt為PSE控制器308已知的預定量(例如，儲存在存儲器326內)。此外，在一個實施方式中，PSE控制器308在確定存在短路之前等待另一個預定的時間量Tshtjrt經過。在一個實施方式中，時間Tstort為PSE控制器308已知的預定量(例如，儲存在存儲器326內)。因此，為了確定是否存在短路，PSE控制器308可施加電流，等待時間Tshtjrt，測量端口電壓Vp321，并且確定Vp321是否小于(或者，在一個實施方式中，小于或等于)短路電壓閾值Vsh?t。如果已經經過時間Tstort，并且Vp321大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)Vstort，那么PSE控制器308可確定不存在短路狀態(tài)。如果已經經過時間Tstort，并且Vp321小于(或者，在一個實施方式中，小于或等于)VshOTt，那么PSE控制器308可確定存在短路狀態(tài)。在一個實施方式中，PSE控制器308可跟蹤Tstort。例如，PSE308可在開始發(fā)現時啟動計時Td并且可在Td到達TshOTt時確定。
[0074]現在參照圖4B討論由PSE控制器308進行的短路檢測的一個示例。在PSE控制器308開始發(fā)現時，PSE控制器308可使用電流源(例如，電流源320)來施加通過有線通信鏈路304的電流。在PSE控制器308施加電流時，PSE控制器308也啟動計時Td，以在發(fā)現期間保持跟蹤經過的時間。在一個實施方式中，PSE控制器308可在發(fā)現過程中連續(xù)地測量Vp321。在另一個實施方式中，PSE控制器308可等待直到TshOTt，以測量Vp。在Td到達Tshtjrt時，PSE控制器308可確定Vp是否小于(或者，在一個實施方式中，小于或等于)VshortO如果已經經過時間Tstort，并且Vp321小于(或者，在一個實施方式中，小于或等于)VshOTt，那么PSE控制器308可確定存在短路狀態(tài)。如果已經經過時間TshOTt，并且Vp321大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)VshOTt，那么PSE控制器308可確定不存在短路狀態(tài)。如果PSE控制器308確定不存在短路狀態(tài)，那么PSE控制器308可繼續(xù)TO314的發(fā)現，并且一旦發(fā)現，就可將TO314上電。如果PSE控制器308確定確實存在短路狀態(tài)，那么PSE控制器308可停止發(fā)現，繼續(xù)發(fā)現其他PD，或者重新開始同一個H)的發(fā)現過程。
[0075]4、方法
[0076]圖5至圖7為根據本公開的一個實施方式的減少的延遲PoE發(fā)現的方法500的流程圖。圖5示出開路檢測的一種方法。圖6示出短路檢測的一種方法，并且圖7示出開路與短路相結合檢測的一種方法。在一個實施方式中，圖5至圖7的方法由PSE控制器308執(zhí)行。例如，在一個實施方式中，圖5至圖7的方法可由PSE控制器308的控制模塊322執(zhí)行。
[0077]4.1開路檢測
[0078]現在參照圖3、圖4A以及圖5描述根據本公開的一個實施方式的開路檢測的方法。在步驟502中，PSE控制器308啟動發(fā)現計時Td并且在有線通信鏈路304上施加電流源320。在步驟504中，PSE控制器308測量端口電壓Vp321并且獲取Td的電流值。在步驟506中，PSE控制器308確定Td是否小于(或者，在一個實施方式中，小于或等于)TQ。。如果Td不小于(或者，在一個實施方式中，小于或等于)Toc,那么由于PSE控制器308未經過足以確定存在開路的時間，所以該方法行進至步驟504。
[0079]如果在步驟506中，PSE控制器308確定Td小于(或者，在一個實施方式中，小于或等于)Ttj。，那么該方法行進至步驟508。在步驟508中，PSE控制器308確定Vp是否大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)V<x；。如果PSE控制器308確定Vp不大于(或者,在一個實施方式中，大于或等于)V。。，那么由于PSE控制器308確定存在開路，所以該方法行進至步驟510，并且該方法可選地返回到步驟502。如果PSE控制器308確定Vp大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)V。。，那么由于PSE控制器308確定不存在開路，所以該方法行進至步驟512。然后，PSE控制器308可發(fā)現PD314和/或將TO314上電。
[0080]4.2短路檢測
[0081]現在參照圖3、圖4B以及圖6描述根據本公開的一個實施方式的短路檢測的方法。在步驟602中，開始發(fā)現階段。PSE控制器308施加電流源并且啟動發(fā)現計時Td。在步驟604中，PSE控制器308獲得端口電壓Vp321的測量并且確定發(fā)現計時Td的當前時間。在步驟606中，PSE控制器308確定Vp321是否大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)
Vshort °
[0082]如果Vp321大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)VshOTt，那么該方法行進至步驟608，并且PSE控制器308確定不存在短路。然后，可安全地發(fā)現PD314并且將其上電。如果PSE控制器308確定Vp321不大于(或者,在一個實施方式中，大于或等于)VshOTt，那么該方法行進至步驟610。在步驟610中，如果PSE控制器308確定Td不大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)Tshort (B卩，如果PSE控制器308未經過足以確定存在短路狀態(tài)的時間)，那么該方法可返回到步驟604。如果PSE控制器308確定Td大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)Tshtjrt，那么該方法行進至步驟612。在步驟612中，PSE控制器308確定存在短路狀態(tài)，并且該方法可選地返回步驟602。
[0083]4.3短路與開路相結合的檢測
[0084]現在參照圖3、圖4A、圖4B以及圖7，描述根據本公開的一個實施方式的開路與短路檢測相結合的方法。在步驟702中，開始發(fā)現階段。PSE控制器308施加電流源并且啟動發(fā)現計時Td。在步驟704中，PSE控制器308通過有線通信鏈路304獲得端口電壓的測量并且確定發(fā)現計時Td的電流時間。在步驟706中，PSE控制器308確定Td是否小于(或者，在一個實施方式中，小于或等于)Toco
[0085]如果Td小于(或者，在一個實施方式中，小于或等于)Tre，那么未經過充足的時間以使PSE控制器308確定是否存在開路狀態(tài)。因此，PSE控制器308不檢查查看是否存在開路狀態(tài)，而行進至檢查短路狀態(tài)，并且該方法行進至步驟712。在步驟712中，PSE控制器308確定端口電壓Vp321是否大于(或者,在一個實施方式中，大于或等于)短路電壓閾值VshOTt。如果Vp321大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)Vstort，那么該方法行進至步驟714，并且PSE控制器308確定可安全地發(fā)現PD314并將其上電。如果PSE控制器308確定Vp321不大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)Vstort，那么該方法行進至步驟716。
[0086]在步驟716中，如果PSE控制器308確定Td不大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)TshOTt (即，如果PSE控制器308未經過足以確定存在短路狀態(tài)的時間)，那么該方法返回到步驟704。如果PSE控制器308確定Td大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)Tshtjrt，那么該方法行進至步驟718。在步驟718中，PSE控制器308確定存在短路狀態(tài)，并且該方法可選地返回步驟702。
[0087]一旦Td到達Tre，該方法就行進至開始檢查開路狀態(tài)，而非短路狀態(tài)。如果在步驟706中，Td不小于(或者，在一個實施方式中，小于或等于)Tre，那么該方法行進至步驟708，并且PSE控制器308確定端口電壓Vp321是否大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)開路電壓閾值1。。如果Vp321大于(或者,在一個實施方式中，大于或等于Ka;,那么PSE控制器228確定已經檢測到開路狀態(tài)，并且然后，該方法可選地返回步驟702。如果Vp321不大于(或者，在一個實施方式中，大于或等于)Vre，那么該方法返回步驟702，并且重新設置計時Td，以便該過程可再次開始，直到做出關于是否存在短路或開路的確定。
[0088]在一個實施方式中，為了進一步減少發(fā)現延遲，可使用圖6的方法，而不是圖7的方法。例如，圖6的方法避免了檢查開路狀態(tài)，這就避免了在發(fā)現狀態(tài)之間消耗端口電壓Vp321的需要，這節(jié)省了額外的時間。
[0089]5、結論
[0090]應理解的是，【具體實施方式】部分而非摘要部分用于解釋權利要求。摘要部分可提出由發(fā)明人預期的本公開的一個或多個(而非所有)示例性實施方式，因此在任何情況下，其并非旨在限制本公開和所附權利要求。
[0091]上面已經在闡述特定的功能和其關系的實現方式的功能性構件的幫助下描述了本公開。為了便于進行描述，在本文中已經人為限定這些功能性構件的界限。只要適當地執(zhí)行其特定的功能和關系，就可限定替換的界限。
[0092]之前的【具體實施方式】的描述會完整地顯示出本公開的一般實質，使得在不背離本公開的一般范圍的情況下，通過應用相關領域的技術人員的知識，人們可針對各種應用容易地修改和/或調整這些示例性實施方式，而無需進行過度的實驗。因此，根據在本文中提出的教學和指導，這種調整和修改旨在處于示例性實施方式的意義和多個等同物內。應理解的是，在本文中的措辭或術語用于進行描述，而非用于進行限制，所以本說明書的措辭或術語應當由相關領域的技術人員根據在本文中的教學來解釋。[0093]本文中所描述的代表性信號處理功能可實現為硬件、軟件或其某些組合。例如，根據在本文中所提供的討論，本領域的技術人員會理解的是，可使用計算機處理器、計算機邏輯、專用電路(ASIC)、數字信號處理器等來實現信號處理功能。因此，執(zhí)行在本文中所描述的信號處理功能的任何處理器在本公開的范圍和實質內。
[0094]以上系統(tǒng)和方法可實現為在機器上執(zhí)行的計算機程序、計算機程序產品、已經儲存了指令的有形的和/或永久性的計算機可讀介質。例如，在本文中所描述的功能可由計算機程序指令實施，這些指令由計算機處理器或上述任何一個硬件裝置執(zhí)行。計算機程序指令促使處理器執(zhí)行在本文中所描述的信號處理功能。可將計算機程序指令(例如，軟件)儲存在有形的永久性計算機可用介質、計算程序介質或可由計算機或處理器訪問的任何儲存介質內。這種介質包括存儲器裝置(例如，RAM或ROM)或者其他類型的計算機儲存介質(例如，計算機磁盤或CD ROM)。因此，具有促使處理器執(zhí)行在本文中所描述的信號處理功能的計算機程序代碼的任何有形的永久性計算機儲存介質在本公開的范圍和實質內。
[0095]雖然上面已經描述了本公開的各種實施方式，但是應理解的是，僅僅通過示例而非限制性地提出了這些實施方式。對于相關領域的技術人員顯而易見的是，在不背離本公開的實質和范圍的情況下，可在其中進行形式和細節(jié)上的各種變化。因此，本公開的廣度和范圍不應受到任何上述示例性實施方式的限制，而且本發(fā)明應僅根據所附權利要求及其等同物來定義。
【權利要求】
1.一種系統(tǒng)，包括: 端口 ；以及 電源設備(PSE)控制器，耦接至所述端口，其中，所述PSE控制器被配置為: 確定在所述端口處是否存在開路； 確定在所述端口處是否存在短路；以及 如果在所述端口處不存在開路或短路，那么確定系統(tǒng)能夠安全地上電。
2.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述PSE控制器進一步被配置為: 使用所存儲的信息確定耦接至所述端口的負載能夠近似為電阻。
3.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括: 被供電設備(PD)，耦接至所述端口，其中，所述PSE控制器進一步被配置為如果在所述端口處不存在開路或短路，那么開始將所述ro上電。
4.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述PSE控制器進一步被配置為: 測量在所述端口處的端口電壓； 確定所述端口電壓是否大于預定的開路電壓；以及 如果所述端口電壓大于·所述預定的開路電壓，那么確定存在開路。
5.根據權利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述PSE控制器進一步被配置為: 確定發(fā)現計時是否大于預定的開路時間；以及 如果: 所述發(fā)現計時大于所述預定的開路時間，并且 所述端口電壓大于所述預定的開路電壓， 那么確定存在開路。
6.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述PSE控制器進一步被配置為: 測量在所述端口處的端口電壓； 確定所述端口電壓是否大于預定的短路電壓；以及 如果所述端口電壓小于所述預定的短路電壓，那么確定存在短路。
7.根據權利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述PSE控制器進一步被配置為: 確定發(fā)現計時是否大于預定的短路時間；以及 如果: 所述發(fā)現計時大于所述預定的短路時間，并且 所述端口電壓小于所述預定的短路電壓， 那么確定存在短路。
8.一種用于在以太網供電(PoE)系統(tǒng)中的減少延遲的發(fā)現的方法，所述方法包括: 確定在所述PoE系統(tǒng)內的端口處是否存在開路； 確定在所述端口處是否存在短路；以及 如果在所述端口處不存在開路或短路，那么確定所述PoE系統(tǒng)能夠安全地上電。
9.根據權利要求8所述的方法，進一步包括: 對所述端口施加電流；以及 在施加所述電流的同時，啟動發(fā)現計時。
10.一種以太網供電(PoE)系統(tǒng),包括:端口 ；以及 電源設備(PSE)控制器，耦接至所述端口，其中，所述PSE控制器被配置為: 對所述端口施加電流； 測量在所述端口處的端口電壓； 確定所述端口電壓是否大于預定的開路電壓； 確定所述端口電壓是否大于預定的短路電壓；以及 如果所述端口電壓小于所述預定的開路電壓并且所述端口電壓大于所述預定的短路電壓，那么確定所述系統(tǒng)能夠安全地`上電。
【文檔編號】H04L12/10GK103825748SQ201310576272
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權日:2012年11月15日
【發(fā)明者】瓦埃勒·迪亞卜, 塞珊·潘古盧里 申請人:美國博通公司