用于經(jīng)由雙線數(shù)據(jù)通信電纜的多路復(fù)用的功率和數(shù)據(jù)供應(yīng)的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接(例如以太網(wǎng)連接)控制功率供應(yīng)的裝置。此外，本發(fā)明涉及一種供應(yīng)設(shè)備、負(fù)載設(shè)備以及包括該供應(yīng)設(shè)備、負(fù)載設(shè)備以及數(shù)據(jù)連接的系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及對(duì)應(yīng)的方法和對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序。
【背景技術(shù)】
[0002]以太網(wǎng)是用于局域網(wǎng)(LAN)的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的族。以太網(wǎng)在1980年被商業(yè)引入并且在1985年由電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)標(biāo)準(zhǔn)化為IEEE 802.3。以太網(wǎng)已大部分取代競(jìng)爭(zhēng)的有線LAN技術(shù)。
[0003]以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)包括與以太網(wǎng)一起使用的開放系統(tǒng)互連(OSI)物理層的多個(gè)布線和信令變體。最初的10BASE5以太網(wǎng)使用同軸電纜作為共享的介質(zhì)。后來同軸電纜被連同集線器或交換機(jī)的雙絞線和光纖鏈路取代。
[0004]10BASE-T以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)被設(shè)計(jì)成僅用于點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，并且將所有終端構(gòu)建在以太網(wǎng)設(shè)備中。較高速的連接使用初始的自動(dòng)協(xié)商來協(xié)商關(guān)于速度、半雙工和全雙工以及主/從。該自動(dòng)協(xié)商是基于類似于由10BASE-T設(shè)備使用來檢測(cè)到另一設(shè)備的連接的存在的那些的脈沖。當(dāng)自動(dòng)協(xié)商已完成時(shí)，當(dāng)不存在數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，設(shè)備僅發(fā)送空閑字節(jié)，以保持鏈路。
[0005]通過以太網(wǎng)供電(PoE)是允許PoE電源通過分離的聯(lián)網(wǎng)耗電器(像是路由器、交換機(jī)、打印機(jī)假脫機(jī)系統(tǒng)(printer spooIer )等)的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)電纜連接向它們提供電能的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)(IEEE 802.3.af和IEEE 802.3.at)。在此，實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)化將要支持甚至每個(gè)Cat5連接在50W以上的功率水平。當(dāng)前，討論正在提出使用同一標(biāo)準(zhǔn)用于像是照明裝備(傳感器、開關(guān)、光源)的所有種類的低功率消耗器或像是有源揚(yáng)聲器、互聯(lián)網(wǎng)收音機(jī)、數(shù)字多功能盤(DVD)播放器、機(jī)頂盒和甚至電視(TV)機(jī)的娛樂電器。PoE電話和PoE供電的控制設(shè)備正變得已經(jīng)普遍用于辦公室中。
[0006]在業(yè)內(nèi)，如由PoE標(biāo)準(zhǔn)覆蓋的通過網(wǎng)絡(luò)電纜的功率分布得以越來越多地使用。而且，作為提供越來越多的基于LED的照明系統(tǒng)的結(jié)果，對(duì)于高效低成本驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的要求是高的。一個(gè)重要的應(yīng)用區(qū)域可以是通過以太網(wǎng)的照明。如在IEEE 802.3.af中覆蓋的PoE是基于星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。然而，在照明?yīng)用中，具有多個(gè)負(fù)載的導(dǎo)體并行地(像是在其中點(diǎn)被夾在具有導(dǎo)體軌的軌道上的軌道照明系統(tǒng)中)或以菊花鏈連接，在菊花鏈中，來自一個(gè)照明器的電纜卡入(click into)下一個(gè)并且以此類推。在兩種照明拓?fù)渲?，用于網(wǎng)絡(luò)的共享介質(zhì)更好地匹配布線方案。舊的10Base2以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)精確描述了那一點(diǎn)。但是傳統(tǒng)PoE僅僅支持雙絞線布線。
[0007]常規(guī)架構(gòu)使用標(biāo)準(zhǔn)Cat5以太網(wǎng)電纜接線，因?yàn)殡娎|是可便宜獲得的，具有預(yù)先安裝的端連接器。通常采用PoE標(biāo)準(zhǔn)用于功率管理。然而，該標(biāo)準(zhǔn)的使用將解決方案在布線方面限制成星形拓?fù)洌驗(yàn)殚_關(guān)的每一端口只有一個(gè)負(fù)載能夠請(qǐng)求功率。菊花鏈接不是容易可行的，因?yàn)樵谥虚g的被供電設(shè)備將需要向下一個(gè)被供電設(shè)備供給能夠提供功率的功率供應(yīng)單元(PSU)端口。另一方面，該設(shè)備需要向PSU指示沿著線路向上/下的功率需求，該P(yáng)SU將固有地需要沿著線路向上/下的功率需求的知識(shí)。
[0008]圖1示出了具有中央功率供應(yīng)設(shè)備(例如供電裝備(PES)) I的基于PoE的照明系統(tǒng)的常規(guī)架構(gòu)，該中央功率供應(yīng)設(shè)備I具有多個(gè)使能PoE的輸出端口 12。針對(duì)每個(gè)負(fù)載設(shè)備2，輸出端口 12中的一個(gè)通過具有連接器的Cat5/6電纜3而得以連線。在圖1的示例中，負(fù)載設(shè)備2是合并光源26和H)控制器/驅(qū)動(dòng)器20的PoE燈。其它負(fù)載設(shè)備還可包括風(fēng)扇、傳感器或用戶接口設(shè)備(像是顯示器或開關(guān)面板)。供應(yīng)設(shè)備I包括PSU控制器10，該P(yáng)SU控制器10針對(duì)每個(gè)單獨(dú)輸出端口 12控制所施加的電壓并且監(jiān)測(cè)相對(duì)于由每個(gè)負(fù)載設(shè)備中的ro控制器20用信號(hào)傳送的功率請(qǐng)求的過電流。然而，僅支持星形類型的布線或拓?fù)浠蚺渲茫⑶乙虼诵枰诿總€(gè)和每一負(fù)載(燈、傳感器、……)與中央PSE之間的單獨(dú)布線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種用于通過使用雙線數(shù)據(jù)通信電纜對(duì)負(fù)載進(jìn)行高效供電的網(wǎng)絡(luò)連接，該雙線數(shù)據(jù)通信電纜諸如但不限于同軸(例如Bayonet Neill-Concelman(BNC)電纜)。
[0010]該目的通過如權(quán)利要求1和權(quán)利要求2中要求保護(hù)的裝置、通過如權(quán)利要求10中要求保護(hù)的供應(yīng)設(shè)備、通過如權(quán)利要求11中要求保護(hù)的負(fù)載設(shè)備、通過如權(quán)利要求12中要求保護(hù)的系統(tǒng)、通過如權(quán)利要求14中要求保護(hù)的方法，并且通過如權(quán)利要求15中要求保護(hù)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)。
[0011 ] 相應(yīng)地，雙線數(shù)據(jù)通信電纜(例如標(biāo)準(zhǔn)BNC電纜)可用于共享或多路復(fù)用的功率和數(shù)據(jù)輸送，使得能夠?qū)崿F(xiàn)基于總線拓?fù)渲械谋阋?、靈活、預(yù)先配置的電纜且使用已知芯片組的在零售業(yè)和辦公室中的照明應(yīng)用的操作。這允許在正常同軸電纜(例如RG58或其它BNC電纜)或任何其他雙線均衡或非均衡介質(zhì)上的(一種)PoE的實(shí)施。
[0012]根據(jù)第一方面，可以將多個(gè)負(fù)載設(shè)備連接到總線類型結(jié)構(gòu)的雙線通信電纜，其中可應(yīng)用時(shí)分多路復(fù)用以將雙線數(shù)據(jù)通信電纜共享用于功率和數(shù)據(jù)輸送。由此，可以通過將新負(fù)載連接到總線類型結(jié)構(gòu)來容易地?cái)U(kuò)展基于多個(gè)負(fù)載的系統(tǒng)，而不需要到中央PSU的新的端口或布線。
[0013]根據(jù)可與第一方面組合的第二方面，負(fù)載設(shè)備的裝置的數(shù)據(jù)傳送部分可以被適配成通過生成利用預(yù)定電流拉低在雙線數(shù)據(jù)通信電纜上的數(shù)據(jù)信號(hào)的電流宿(currentsink)以建立在雙線數(shù)據(jù)通信電纜的終端單元兩端的電壓降來傳輸數(shù)據(jù)。這確保了可利用低電路復(fù)雜性實(shí)現(xiàn)經(jīng)由雙線數(shù)據(jù)通信電纜的可靠數(shù)據(jù)通信。
[0014]根據(jù)可以與第一或第二方面組合的第三方面，負(fù)載設(shè)備的裝置的數(shù)據(jù)傳送部分可以被適配成通過檢測(cè)在雙線數(shù)據(jù)通信電纜的終端單元兩端的電壓降并且從在雙線數(shù)據(jù)通信電纜上的下拉脈沖的序列提取數(shù)據(jù)來接收數(shù)據(jù)。因此，還可以利用少的努力實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收。
[0015]根據(jù)可以與第一到第三方面中的任一個(gè)組合的第四方面，終端單元可以被適配成將流過終端單元的電流限制到在數(shù)據(jù)傳輸期間足以在預(yù)定最大終端電流之上但在供電階段期間在預(yù)定待機(jī)電流之下的值。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)在數(shù)據(jù)傳送電流和功率供應(yīng)電流之間的清晰分離并且同時(shí)保持終端電流在處于數(shù)據(jù)傳輸模式時(shí)不失真。
[0016]根據(jù)可以與第一到第四方面中的任一個(gè)組合的第五方面，數(shù)據(jù)傳送部分可以被適配成使用以太網(wǎng)10Base2數(shù)據(jù)仲裁來在數(shù)據(jù)輸送階段期間共享雙線數(shù)據(jù)通信電纜。提出的解決方案可因此基于已知標(biāo)準(zhǔn)流程和命令來實(shí)施。
[0017]根據(jù)可以與第一到第五方面中的任一個(gè)組合的第六方面，負(fù)載設(shè)備的裝置可進(jìn)一步包括被適配成在供電階段期間將數(shù)據(jù)傳送部分從雙線數(shù)據(jù)通信電纜去耦的去耦部分。由此，可防止故障。
[0018]根據(jù)可以與第一到第六方面中的任一個(gè)組合的第七方面，(多個(gè))負(fù)載設(shè)備可包括以太網(wǎng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器和以太網(wǎng)收發(fā)器接口中的至少一個(gè)用于數(shù)據(jù)傳送。這提供了可使用現(xiàn)有以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)用于提出的解決方案的優(yōu)點(diǎn)。
[0019]根據(jù)可以與第一到第七方面中的任一個(gè)組合的第八方面，選擇供電電壓的預(yù)定極性和幅度來使得將供電電壓的施加檢測(cè)為在雙線通信電纜上的數(shù)據(jù)沖突，并且使得通過所應(yīng)用的數(shù)據(jù)通信協(xié)議的沖突檢測(cè)和仲裁流程來處置起源于供電電壓的施加的數(shù)據(jù)通信的失真。由此，可以以高效的方式使用可用流程來實(shí)施提出的解決方案。
[0020]根據(jù)可以與第一到第八方面中的任一個(gè)組合的第九方面，功率供應(yīng)設(shè)備可以被適配成以由功率供應(yīng)設(shè)備、雙線數(shù)據(jù)通信電纜和負(fù)載設(shè)備的特性確定的預(yù)定序列來重復(fù)供電電壓的施加。由此，可設(shè)計(jì)至少一個(gè)負(fù)載設(shè)備的能量消耗和儲(chǔ)存特性以使得再充電在功率供應(yīng)存儲(chǔ)部分的能量儲(chǔ)存器中的電壓已降到某一限度之下之前發(fā)生，其中該限度是預(yù)定限度或經(jīng)由雙線通信電纜上的數(shù)據(jù)傳送、另一數(shù)據(jù)通信和再充電過程的開始或禁止流程中的至少一個(gè)來傳遞的動(dòng)態(tài)限度，并且其中經(jīng)由雙線通信電纜上的數(shù)據(jù)傳送、該另一數(shù)據(jù)通信和該再充電過程的開始或禁止流程中的至少一個(gè)將能量儲(chǔ)存器的實(shí)際電壓從負(fù)載設(shè)備傳遞到功率供應(yīng)設(shè)備，或者由功率供應(yīng)設(shè)備來檢測(cè)或估計(jì)能量儲(chǔ)存器的實(shí)際電壓。這確保供電階段僅在必要時(shí)在負(fù)載設(shè)備處被發(fā)起。
[0021]注意到，供應(yīng)設(shè)備和負(fù)載設(shè)備的以上裝置可以被分別實(shí)施為分立的硬件電路或集成電路或多個(gè)芯片或芯片組，或者被實(shí)施為用于控制處理器施行其以上功能或功能性的軟件例程。
[0022]下面定義另外的有利實(shí)施例。
【附圖說明】
[0023]根據(jù)下文描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面將顯而易見，并且