(57)【要約】【課題】シールドされた単一撚りワイヤ対を使用してパワーオーバーイーサネット（登録商標）を提供すること。【解決手段】ＰｏＥシステムは、シールドされた撚りワイヤ対を介してＰＤに接続されたＰＳＥを含み、差動データは、ワイヤ対のみを通して伝送され、直流電力は、シールド導体を接地として使用しながら、並列に直流電圧を伝導するワイヤ対におけるワイヤを介して伝送される。低電力ハンドシェイクルーティンは、並列にワイヤを通るソース電流と、シールド導体を通るリターン電流とを伝導することによって、ＰＳＥコントローラおよびＰＤコントローラによって実施される。【選択図】図１
2019041385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーオーバーイーサネット（登録商標）（ＰｏＥ）システムであって、該ＰｏＥシステムは、
単一のワイヤ対と該ワイヤ対を囲んでいるシールド導体とを介して給電されるデバイス（ＰＤ）に結合されるように構成された電源装置（ＰＳＥ）であって、該ＰＳＥは、該ワイヤ対を通して差動データ信号を通信するように構成されている、ＰＳＥと、
該ＰＳＥにおける第一のデジタル通信回路構成と該ワイヤ対との間に接続されている第一の交流結合構成要素と、
該ワイヤ対における第一のワイヤに接合された第一の端子を有する第一のインダクタと、
該ワイヤ対における第二のワイヤに結合された第一の端子を有する第二のインダクタであって、
該第一のインダクタは、第一の共通ノードにおいて該第二のインダクタの第二の端子に結合された第二の端子を有し、
該ＰＳＥは、ＰＳＥコントローラを備え、該ＰＳＥコントローラは、該ＰＤのＰｏＥ要件を決定するために、該ワイヤ対および該シールド導体を介して、低電力ハンドシェイクルーティンを実施するように構成され、該第一のワイヤおよび該第二のワイヤは、該第一のインダクタおよび該第二のインダクタを介して並列にハンドシェイク信号を運ぶ、第二のインダクタと、
該ＰＳＥにおける第一の電力スイッチとを備え、該ＰＳＥコントローラは、該ハンドシェイクルーティンの後、該第一の電力スイッチを閉じるために構成され、該第一の電力スイッチを閉じることは、直流電圧源の第一の端子が該第一の共通ノードに結合され、該電圧源の第二の端子が該シールド導体に結合され、該ＰＤに電力を与えるための直流電圧を該ＰＤに供給することをもたらす、
ＰｏＥシステム。
【請求項２】
前記第一の通信回路構成は、１ワイヤ対イーサネット（登録商標）ＰＨＹを備えている、請求項１に記載のＰｏＥシステム
【請求項３】
前記ＰＳＥコントローラは、前記ＰＤがＰｏＥ対応可能かどうかを決定するために、前記ハンドシェイクルーティンの一部として、該ＰＤのシグネチャを検出するように構成され、該ＰＤは、該ＰＳＥコントローラによるシグネチャ構成要素の検出のための前記ワイヤ対および前記シールド導体を通して結合された該シグネチャ構成要素を含む、請求項１に記載のＰｏＥシステム
【請求項４】
前記ＰＳＥによって実施される前記ハンドシェイクルーティンは、前記ＰＤの電力要件を分類する、請求項１に記載のＰｏＥシステム。
【請求項５】
前記第一の交流結合構成要素は、キャパシタを備える、請求項１に記載のＰｏＥシステム。
【請求項６】
前記第一のインダクタおよび前記第二のインダクタは、センタータップ単巻変圧器を備えている、請求項１に記載のＰｏＥシステム。
【請求項７】
前記ＰＤは、
該ＰＤにおける第二のデジタル通信回路構成と前記ワイヤ対との間に接続された第二の交流結合構成要素と、
該ワイヤ対における前記第一のワイヤに結合されている第一の端子を有する第三のインダクタと、
該ワイヤ対における前記第二のワイヤに結合されている第一の端子を有する第四のインダクタと
を更に備え、
該第三のインダクタは、第二の共通ノードで該第四のインダクタの第二の端子に結合されている第二の端子を有し、
該ＰＤは、ＰＤコントローラを備え、該ＰＤコントローラは、該ＰＤの前記ＰｏＥ要件を決定するために、該ワイヤ対および前記シールド導体を介して、前記ＰＳＥコントローラと併せて、前記低電力ハンドシェイクルーティンを実施するように構成され、該第一のワイヤおよび該第二のワイヤは、該第三のインダクタおよび該第四のインダクタを介して該ハンドシェイク信号を並列に運ぶ、請求項１に記載のＰｏＥシステム。
【請求項８】
前記ＰＤコントローラは、前記ＰＤがＰｏＥ対応可能であるかどうかを決定するために、前記ハンドシェイクルーティンの一部として、前記ＰＳＥコントローラによるシグネチャ構成要素の検出のために前記ワイヤ対および前記シールド導体を通して結合されている該シグネチャ構成要素を含む、請求項７に記載のＰｏＥシステム。
【請求項９】
前記シグネチャ構成要素は、前記第二の共通ノードと前記シールド導体との間に結合されているシグネチャ抵抗を備えている、請求項８に記載のＰｏＥシステム。
【請求項１０】
前記第二のスイッチが閉まっているときに前記直流電圧をＰＤ負荷に供給するために、前記第二の共通ノードと該ＰＤ負荷との間に結合されている前記ＰＤにおける第二のスイッチを更に備えている、請求項７に記載のＰｏＥシステム。
【請求項１１】
前記ＰＤ負荷は、前記シールド導体に結合されている第一の端子と、前記第二のスイッチに結合されている第二の端子とを有する、請求項１０に記載のＰｏＥシステム。
【請求項１２】
前記ＰＳＥコントローラは、前記ワイヤ対を介して交流信号を通信するために該ワイヤ対における前記第一のワイヤおよび前記第二のワイヤに結合されている、請求項１に記載のＰｏＥシステム。
【請求項１３】
前記ＰＳＥコントローラは、前記第一のインダクタおよび前記第二のインダクタの前記第一の共通ノードにも結合され、前記シールド導体にも結合されている、請求項１２に記載のＰｏＥシステム。
【請求項１４】
前記低電力ハンドシェイクルーティンは、前記ＰＤの電力要件を決定する、請求項１に記載のＰｏＥシステム。
【請求項１５】
パワーオーバーイーサネット（登録商標）（ＰｏＥ）システムにおいて実施される方法であって、該システムは、単一のワイヤ対および該ワイヤ対を囲んでいるシールド導体を介して給電されるデバイス（ＰＤ）に結合されている電源装置（ＰＳＥ）を含み、該ＰＳＥは、該ワイヤ対を通して差動データ信号を通信するように構成され、該システムは、該ワイヤ対における第一のワイヤに結合されている第一の端子を有する第一のインダクタも含み、該ワイヤ対における第二のワイヤに結合されている第一の端子を有する第二のインダクタを含み、該第一のインダクタは、第一の共通ノードにおいて該第二のインダクタの第二の端子に結合されている第二の端子を有し、該方法は、
ＰＳＥコントローラを使用して、該ワイヤ対および該シールド導体を介して、該ＰＤのＰｏＥ要件を決定するための低電力ハンドシェイクルーティンを実施することであって、該第一のワイヤおよび該第二のワイヤは、該第一のインダクタおよび該第二のインダクタを介して並列にハンドシェイク信号を運ぶ、ことと、
該ＰＳＥコントローラによって該ＰＳＥにおける第一の電力スイッチを動作させることであって、該ＰＳＥコントローラは、該ハンドシェイクルーティンの後、該第一の電力スイッチを閉じ、それによって、直流電圧源の第一の端子が該第一の共通ノードに結合され、該電圧源の第二の端子が該シールド導体に結合され、該ＰＤに電力を与えるための直流電圧を該ＰＤに供給することとをもたらす、ことと
を含む、方法。
【請求項１６】
前記ＰＳＥにおける第一のデジタル通信回路構成と前記ＰＤにおける第二のデジタル通信回路構成との間で前記ワイヤ対を通して前記差動データ信号を通信することを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記低電力ハンドシェイクルーティンは、
前記ＰＳＥによるシグネチャ構成要素の検出のために、前記ワイヤ対および前記シールド導体を通して結合されている前記ＰＤにおける該シグネチャ構成要素を検出すること
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＰＳＥによって実施される前記ハンドシェイクルーティンは、前記ＰＤの電力要件を分類する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記第一のインダクタおよび前記第二のインダクタは、センタータップ単巻変圧器を備えている、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記ＰＤは、前記ワイヤ対における前記第一のワイヤに結合されている第一の端子を有する第三のインダクタと、該ワイヤ対における前記第二のワイヤに結合されている第一の端子を有する第四のインダクタとを含み、該第三のインダクタは、第二の共有ノードにおいて該第四のインダクタの第二の端子に結合されている第二の端子を有し、該方法は、
前記ハンドシェイクルーティンの後、前記直流電圧を前記ＰＤ負荷に供給するために、該ＰＤにおける第二のスイッチを閉じることを更に含み、該第二のスイッチは、該第二の共有ノードとＰＤ負荷との間で結合されている、
請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連する出願の参照）
本願は、現在の譲受人に譲渡され、本明細書に参照により援用される、２０１７年８月２５日に出願された米国仮特許出願第６２／５５０５３３号に基づくものであり、その優先権を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、パワーオーバーイーサネット（登録商標）システムに関連し、電源装置（ＰＳＥ）からの電力が、差動データ信号、典型的にはイーサネット（登録商標）信号、を伝導するためにも使用されるワイヤを通して給電されるデバイス（ＰＤ）に伝送され、全ＰｏＥ電圧がワイヤに適用される前、ハンドシェイクルーティンが、行われる。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
データラインを通して電力を伝送して遠隔装置に電力を与えることは、知られている。パワーオーバーイーサネット（登録商標）（ＰｏＥ）は、１つのそのようなシステムの例である。ＰｏＥにおいて、制限された電力が、イーサネット（登録商標）スイッチからイーサネット（登録商標）接続装置（例えば、ＶｏＩＰ電話、ＷＬＡＮ伝送器、監視カメラ等）に伝送される。スイッチからの直流電力は、標準ＣＡＴ−５ケーブルにおける２つ以上の撚りワイヤ対を通して伝送される。ワイヤ対のうちの１つ以上は、直流コモンモード電圧がデータに影響を与えないため、差動データ信号も伝送し得る。これによって、給電されるデバイス（ＰＤ）のための任意の外部電源を提供する必要性は、排除されることができる。ＰｏＥの規格は、ＩＥＥＥ８０２．３に設定されており、本明細書において参照により援用される。
【０００４】
ＰｏＥは、ワイヤを通して直流ＰｏＥ電圧を受け取ることにＰＤが対応できることを保証するために、規格化された低電力ハンドシェイクルーティンを使用し得る。そのようなハンドシェイクは、低電力／電圧信号がワイヤ対上でＰＳＥによって生成されることからなり得、ＰＤは、ＰＤがＰｏＥ対応可能であることをＰＳＥに対して識別するために、特徴的な様式（典型的には検出シグネチャと呼ばれる）で応答し得る。そのような検出シグネチャは、ワイヤ対を通した２５キロオームの抵抗からなり得る。ＰＳＥが検出を実施した後、低電力ルーティンが、ワイヤを介して行われ、ＰＤの電力要件および他の情報を識別し得る。これは、分類と呼ばれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ＰｏＥシステムが、開示され、１つのみの撚りワイヤ対が、ＰＳＥとＰＤとの間の二重差動データ通信のために使用される。撚りワイヤ対は、ワイヤ対内へ結合される周囲雑音を低減させるための囲んでいる導体によってシールドされている。シールド導体は、ＰＳＥ端において接地され得る。
【０００６】
ワイヤは、ＰＳＥおよびＰＤにおけるセンタータップ単巻変圧器に接続され、センタータップは、両方のワイヤに均等に直流（および低周波）接続を提供する。従って、両方のワイヤは、低電力低周波ハンドシェイク段階中、およびＰＳＥが全ＰｏＥ電圧をＰＤに供給している間、均等な電圧およびソース電流を運ぶ。シールド導体は、ハンドシェイク段階およびＰｏＥ電力伝送に関するリターン電流を伝導する。
【０００７】
分類段階中、ＰＳＥがＰＤ  ＰｏＥ要件のみを決定し得る１つの実施形態において、ＰＤは、（単巻変圧器を介する）ワイヤと、シールド導体との間に、２５キロオームの抵抗等の検出シグネチャを提示する。ＰＳＥは、ＰＤがＰｏＥ対応可能であることを決定するために、シグネチャ抵抗を検出する。ＰＳＥが検出段階よりも前にＰＤ  ＰｏＥ要件を決定し得る別の実施形態において、ＰＳＥは、検出電流でＰＤを探り、ＰＤは、（単巻変圧器を介する）ワイヤと、シールド導体との間に電流制限を有する定電圧分流器等の検出シグネチャを提示する。ＰＳＥは、全電圧の適用の前にＰＤが分類を要求するかどうかを決定するために、次のシグネチャ電圧を検出する。
【０００８】
次に、ＰＳＥは、（単巻変圧器を介する）ワイヤ対およびシールド導体を通る低電力分類ルーティン中のＰＤ  ＰｏＥ電力要件を決定し得る。ＰＳＥが検出段階前にＰＤ  ＰｏＥ電力要件を決定し得た実施形態において、ＰＳＥは、分類段階を飛ばしてパワーアップ段階へ進み得る。
【０００９】
一旦ハンドシェイク段階が終わると、ＰＳＥは、電力スイッチを閉じて、シールド導体（典型的には接地）とワイヤ対における両方のワイヤとの間にＰｏＥ電圧源を結合する。従って、ワイヤ対における両方のワイヤは、並列にＰＤ電流を運び、比較的高い電流の伝導を可能にする。リターン電流は、シールド導体によって運ばれ、シールド導体は、典型的に、ワイヤ対におけるワイヤよりも高い電流を運ぶことができる。従って、直流電力導体は、より低い電力降下が存在するように、低い抵抗を有する。撚りワイヤ対のシールドは、周囲雑音の結合を大きく低減させる。この技術は、ＰＳＥとＰＤとの間のケーブルが、標準ＰｏＥに関する典型的な制限である１００ｍではなく、最大約１キロメートルであることを可能にする。
【００１０】
交流結合／分離回路は、ワイヤ対のみを介してデジタル通信回路（例えば、ＰＨＹ）へイーサネット（登録商標）差動データ信号のみを通すためにＰＳＥおよびＰＤにおいて使用される。
【００１１】
様々な他の実施形態が、説明される。
【００１２】
用語ＰＳＥおよびＰＤは、本開示を通して電力を供給する装置および電力を受け取る装置を識別するために使用され、そのような装置／デバイスは、特定されない限り、イーサネット（登録商標）装置／デバイスに限定されない。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
パワーオーバーイーサネット（登録商標）（ＰｏＥ）システムであって、該ＰｏＥシステムは、
単一のワイヤ対と該ワイヤ対を囲んでいるシールド導体とを介して給電されるデバイス（ＰＤ）に結合されるように構成された電源装置（ＰＳＥ）であって、該ＰＳＥは、該ワイヤ対を通して差動データ信号を通信するように構成されている、ＰＳＥと、
該ＰＳＥにおける第一のデジタル通信回路構成と該ワイヤ対との間に接続されている第一の交流結合構成要素と、
該ワイヤ対における第一のワイヤに接合された第一の端子を有する第一のインダクタと、
該ワイヤ対における第二のワイヤに結合された第一の端子を有する第二のインダクタであって、
該第一のインダクタは、第一の共通ノードにおいて該第二のインダクタの第二の端子に結合された第二の端子を有し、
該ＰＳＥは、ＰＳＥコントローラを備え、該ＰＳＥコントローラは、該ＰＤのＰｏＥ要件を決定するために、該ワイヤ対および該シールド導体を介して、低電力ハンドシェイクルーティンを実施するように構成され、該第一のワイヤおよび該第二のワイヤは、該第一のインダクタおよび該第二のインダクタを介して並列にハンドシェイク信号を運ぶ、第二のインダクタと、
該ＰＳＥにおける第一の電力スイッチとを備え、該ＰＳＥコントローラは、該ハンドシェイクルーティンの後、該第一の電力スイッチを閉じるために構成され、該第一の電力スイッチを閉じることは、直流電圧源の第一の端子が該第一の共通ノードに結合され、該電圧源の第二の端子が該シールド導体に結合され、該ＰＤに電力を与えるための直流電圧を該ＰＤに供給することをもたらす、
ＰｏＥシステム。
（項目２）
上記第一の通信回路構成は、１ワイヤ対イーサネット（登録商標）ＰＨＹを備えている、上記項目に記載のＰｏＥシステム
（項目３）
上記ＰＳＥコントローラは、上記ＰＤがＰｏＥ対応可能かどうかを決定するために、上記ハンドシェイクルーティンの一部として、該ＰＤのシグネチャを検出するように構成され、該ＰＤは、該ＰＳＥコントローラによるシグネチャ構成要素の検出のための上記ワイヤ対および上記シールド導体を通して結合された該シグネチャ構成要素を含む、上記項目のいずれか一項に記載のＰｏＥシステム
（項目４）
上記ＰＳＥによって実施される上記ハンドシェイクルーティンは、上記ＰＤの電力要件を分類する、上記項目のいずれか一項に記載のＰｏＥシステム。
（項目５）
上記第一の交流結合構成要素は、キャパシタを備える、上記項目のいずれか一項に記載のＰｏＥシステム。
（項目６）
上記第一のインダクタおよび上記第二のインダクタは、センタータップ単巻変圧器を備えている、上記項目のいずれか一項に記載のＰｏＥシステム。
（項目７）
上記ＰＤは、
該ＰＤにおける第二のデジタル通信回路構成と上記ワイヤ対との間に接続された第二の交流結合構成要素と、
該ワイヤ対における上記第一のワイヤに結合されている第一の端子を有する第三のインダクタと、
該ワイヤ対における上記第二のワイヤに結合されている第一の端子を有する第四のインダクタと
を更に備え、
該第三のインダクタは、第二の共通ノードで該第四のインダクタの第二の端子に結合されている第二の端子を有し、
該ＰＤは、ＰＤコントローラを備え、該ＰＤコントローラは、該ＰＤの上記ＰｏＥ要件を決定するために、該ワイヤ対および上記シールド導体を介して、上記ＰＳＥコントローラと併せて、上記低電力ハンドシェイクルーティンを実施するように構成され、該第一のワイヤおよび該第二のワイヤは、該第三のインダクタおよび該第四のインダクタを介して該ハンドシェイク信号を並列に運ぶ、上記項目のいずれか一項に記載のＰｏＥシステム。
（項目８）
上記ＰＤコントローラは、上記ＰＤがＰｏＥ対応可能であるかどうかを決定するために、上記ハンドシェイクルーティンの一部として、上記ＰＳＥコントローラによるシグネチャ構成要素の検出のために上記ワイヤ対および上記シールド導体を通して結合されている該シグネチャ構成要素を含む、上記項目のいずれか一項に記載のＰｏＥシステム。
（項目９）
上記シグネチャ構成要素は、上記第二の共通ノードと上記シールド導体との間に結合されているシグネチャ抵抗を備えている、上記項目のいずれか一項に記載のＰｏＥシステム。
（項目１０）
上記第二のスイッチが閉まっているときに上記直流電圧をＰＤ負荷に供給するために、上記第二の共通ノードと該ＰＤ負荷との間に結合されている上記ＰＤにおける第二のスイッチを更に備えている、上記項目のいずれか一項に記載のＰｏＥシステム。
（項目１１）
上記ＰＤ負荷は、上記シールド導体に結合されている第一の端子と、上記第二のスイッチに結合されている第二の端子とを有する、上記項目のいずれか一項に記載のＰｏＥシステム。
（項目１２）
上記ＰＳＥコントローラは、上記ワイヤ対を介して交流信号を通信するために該ワイヤ対における上記第一のワイヤおよび上記第二のワイヤに結合されている、上記項目のいずれか一項に記載のＰｏＥシステム。
（項目１３）
上記ＰＳＥコントローラは、上記第一のインダクタおよび上記第二のインダクタの上記第一の共通ノードにも結合され、上記シールド導体にも結合されている、上記項目のいずれか一項に記載のＰｏＥシステム。
（項目１４）
上記低電力ハンドシェイクルーティンは、上記ＰＤの電力要件を決定する、上記項目のいずれか一項に記載のＰｏＥシステム。
（項目１５）
パワーオーバーイーサネット（登録商標）（ＰｏＥ）システムにおいて実施される方法であって、該システムは、単一のワイヤ対および該ワイヤ対を囲んでいるシールド導体を介して給電されるデバイス（ＰＤ）に結合されている電源装置（ＰＳＥ）を含み、該ＰＳＥは、該ワイヤ対を通して差動データ信号を通信するように構成され、該システムは、該ワイヤ対における第一のワイヤに結合されている第一の端子を有する第一のインダクタも含み、該ワイヤ対における第二のワイヤに結合されている第一の端子を有する第二のインダクタを含み、該第一のインダクタは、第一の共通ノードにおいて該第二のインダクタの第二の端子に結合されている第二の端子を有し、該方法は、
ＰＳＥコントローラを使用して、該ワイヤ対および該シールド導体を介して、該ＰＤのＰｏＥ要件を決定するための低電力ハンドシェイクルーティンを実施することであって、該第一のワイヤおよび該第二のワイヤは、該第一のインダクタおよび該第二のインダクタを介して並列にハンドシェイク信号を運ぶ、ことと、
該ＰＳＥコントローラによって該ＰＳＥにおける第一の電力スイッチを動作させることであって、該ＰＳＥコントローラは、該ハンドシェイクルーティンの後、該第一の電力スイッチを閉じ、それによって、直流電圧源の第一の端子が該第一の共通ノードに結合され、該電圧源の第二の端子が該シールド導体に結合され、該ＰＤに電力を与えるための直流電圧を該ＰＤに供給することとをもたらす、ことと
を含む、方法。
（項目１６）
上記ＰＳＥにおける第一のデジタル通信回路構成と上記ＰＤにおける第二のデジタル通信回路構成との間で上記ワイヤ対を通して上記差動データ信号を通信することを更に含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１７）
上記低電力ハンドシェイクルーティンは、
上記ＰＳＥによるシグネチャ構成要素の検出のために、上記ワイヤ対および上記シールド導体を通して結合されている上記ＰＤにおける該シグネチャ構成要素を検出すること
を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１８）
上記ＰＳＥによって実施される上記ハンドシェイクルーティンは、上記ＰＤの電力要件を分類する、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１９）
上記第一のインダクタおよび上記第二のインダクタは、センタータップ単巻変圧器を備えている、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目２０）
上記ＰＤは、上記ワイヤ対における上記第一のワイヤに結合されている第一の端子を有する第三のインダクタと、該ワイヤ対における上記第二のワイヤに結合されている第一の端子を有する第四のインダクタとを含み、該第三のインダクタは、第二の共有ノードにおいて該第四のインダクタの第二の端子に結合されている第二の端子を有し、該方法は、
上記ハンドシェイクルーティンの後、上記直流電圧を上記ＰＤ負荷に供給するために、該ＰＤにおける第二のスイッチを閉じることを更に含み、該第二のスイッチは、該第二の共有ノードとＰＤ負荷との間で結合されている、
上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（摘要）
ＰｏＥシステムは、シールドされた撚りワイヤ対を介してＰＤに接続されたＰＳＥを含み、差動データは、ワイヤ対のみを通して伝送され、直流電力は、シールド導体を接地として使用しながら、並列に直流電圧を伝導するワイヤ対におけるワイヤを介して伝送される。低電力ハンドシェイクルーティンは、並列にワイヤを通るソース電流と、シールド導体を通るリターン電流とを伝導することによって、ＰＳＥコントローラおよびＰＤコントローラによって実施される。センタータップ単巻変圧器は、２つのワイヤをＰＳＥコントローラ、ＰＤコントローラ、およびＰＳＥにおける直流電圧源に接続するために使用される。ハンドシェイクルーティンが成功した後、ＰＳＥは、第一の電力スイッチを閉じることによって、ワイヤ対とシールド導体との間に直流電圧源を結合する。次に、ＰＤコントローラは、負荷に電力を与えるために、第二の電力スイッチを閉じる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、ハンドシェイク信号と、全ＰｏＥ直流電圧と、差動イーサネット（登録商標）信号とを全て伝導するためのシールドされた撚りワイヤ対を使用する本発明の１つの実施形態に従ったＰｏＥシステムを例示する。
【図２】図２は、図１のシステムによって実行される様々なステップを識別するフローチャートである。
【００１４】
同一または同等である構成要素は、同じ番号を付けられている。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（詳細な説明）
図１は、本発明の１つの実施形態に従ったＰｏＥシステムにおける関連機能ユニットを示す。
【００１６】
シールド導体１６に囲まれた単一撚りワイヤ対１４を介して結合されたＰＳＥ１０およびＰＤ１２が示される。シールド導体は、接地されており、ワイヤ対１４内に結合する周囲雑音信号を大きく低減させる。
【００１７】
ワイヤ対１４は、イーサネット（登録商標）差動データ信号を伝導する。キャパシタＣ１〜Ｃ４は、差動データ信号を通しかつ直流信号をブロックする。ＰＳＥ側のＰＨＹ２０と、ＰＤ側のＰＨＹ２２とは、ＰＳＥ１０とＰＤ１２との間のデータ通信のための従来のアナログおよびデジタル処理回路構成を含む。ワイヤ対１４は、双方向に信号を伝導する（二重通信）。回路のイーサネット（登録商標）データ部分は、従来のものであり得、本発明と関係ないものである。別の実施形態において、交流結合キャパシタは、使用されておらず、ＰＨＹ２０およびＰＨＹ２２は、変圧器を介して交流結合され、変圧器は、ワイヤ対１４上の（直流電力信号等の）コモンモード信号を拒絶する。
【００１８】
インダクタＬ１〜Ｌ４は、本質的に直流信号（および低周波信号）のみを伝導し、交流信号（例えば、イーサネット（登録商標）データ）をブロックする。Ｌ１およびＬ２が共通ノードを有し、Ｌ３およびＬ４が共通ノードを有するので、ワイヤ対１４におけるワイヤは、インダクタＬ１およびインダクタＬ２の共通ノードに適用された同じ直流電圧を運ぶ。ＰＤ電流の半分は、４つのインダクタＬ１〜Ｌ４の各々を通って流れる。インダクタＬ１およびインダクタＬ２は、センタータップ単巻変圧器を形成し、インダクタＬ３およびインダクタＬ４は、別のセンタータップ単巻変圧器を形成する。典型的に、シールド導体１６は、接地等の基準電圧に結合される。
【００１９】
ＰＳＥコントローラ２６は、ワイヤ対１４上の交流信号および直流信号の両方を受信し、ＰＳＥコントローラ２６は、シールド導体１６に接続されている。１つの実施形態において、ＰＳＥコントローラ２６は、交流信号および直流信号の両方をワイヤ対１４およびシールド導体１６を介してＰＤコントローラ２８に伝送できる。ＰＳＥコントローラ２６は、プロセッサ、ファームウェア、ステートマシン等の制御の下で様々なルーティンを実施するＩＣであり得る。ＰＳＥコントローラ２６は、ＰＤコントローラ２８とハンドシェイクルーティンを実施し、ＰＤ１２がＰｏＥ可能であることを検出し、ＰＤ１２のＰｏＥ要件を伝達するＰＤ１２から更なる情報（例えば、分類シグネチャ）を取得する。ＰＤコントローラ２８は、プロセッサ、ファームウェア、ステートマシン等の制御の下で様々なルーティンを実施するＩＣであり得る。
【００２０】
ＰＳＥ１０がＰＤ１２に適切な電圧および電力を最大電力レベル（分類シグネチャにおいて画定される）まで供給するために、ＰＤコントローラ２８は、ＰＳＥコントローラ２６による信号に応答してハンドシェイクルーティンを行い、その要求されたＰｏＥ情報を伝達する。
【００２１】
システムのパワーアップ時、ＰＳＥコントローラ２６は、（並列で伝導している）ワイヤ対１４と、シールド導体１６とを介して制限された電流または電圧（例えば、５Ｖ）を提供して、ＰＤ１２がＰｏＥ可能であることを識別するＰＤ１２からのシグネチャ応答を検査する。これは、検出段階と呼ばれる。ワイヤ対１４とシールド導体１６との間に２５キロオームの抵抗器を接続すること等、様々な検出シグネチャ技術が、使用されることができる。ＰＤコントローラ２８内のシグネチャデバイスは、インダクタＬ３およびインダクタＬ４の間の共通ノードとシールド導体１６との間で接続される。シグネチャデバイスの特性は、インダクタＬ１とインダクタＬ２との共通ノードおよびシールド導体１６を介する結果としての電圧または電流を感知することによってＰＳＥコントローラ２６によって検出される。ＰＤ  ＰｏＥ要件が分類段階を通してのみ取得され得、かつ有効なシグネチャ抵抗器が検出されない実施形態において、ＰＳＥコントローラ２６は、ハンドシェイク過程を続けずにワイヤ対１４およびシールド導体１６を通して電力を供給しないことを選択し得る。ＰＤ  ＰｏＥ要件が検出段階よりも前にＰＳＥに既知であり得る実施形態において、ＰＳＥコントローラ２６は、パワーアップ段階に進み、分離段階を飛ばすことによって、有効なシグネチャ電圧の検出に応答し得る。
【００２２】
ＰＤ  ＰｏＥ要件が分類段階においてのみ決定され得、かつ適切なシグネチャ抵抗がＰＳＥコントローラ２６によって識別される実施形態において、ＰＤ１２のＰｏＥ要件に関する詳細を識別するために、分類段階中、追加の低い電流信号または電圧信号が、ＰＳＥコントローラ２６によって生成される。ＰＤのＰｏＥ要件が検出段階よりも前にＰＳＥに既に知られ得かつ適切なシグネチャ電圧がＰＳＥコントローラ２６によって識別される実施形態において、ＰＳＥは、分類段階を飛ばしてパワーアップ段階に進み得る。
【００２３】
ＰＤ  ＰｏＥ要件が分類段階においてのみ決定され得る実施形態に関して、ＰＳＥコントローラ２６は、分類段階中、ワイヤ対１４（ワイヤは、同じ電圧または電流を並列に伝導する）およびシールド導体１６を介して、ＰＤコントローラ２８への電圧を強める。この低電力は、この段階でＰＤコントローラ２８に給電するために使用される。ＰＳＥコントローラ２６は、（それがタイプ１のＰＳＥであると示す）１つのパルスまたは（それがタイプ２のＰＳＥであると示す）２つのパルスのうちのいずれかを生成する。ＰＤコントローラ２８は、ＰＤ１２がタイプ１であるか、またはタイプ２であるかを識別するための特定の電流レベルで分類パルスに応答する。タイプ１のＰＤは、１３Ｗ未満を要求する。タイプ２のＰＤは、最大２５．５Ｗまで要求する。これらのタイプの内の様々な分類（例えば、５つの分類、各分類は、最大平均電流レベルおよび最大瞬間電流レベルに関連付けられている）も、識別され得る。ＩＥＥＥ規格は、ルーティンの詳細を規定している。他の分類ルーティンが、使用され得る。ＰＳＥコントローラ２６は、この電力要請情報を使用して、ＰＳＥ１０がＰＤ１２に要求された電力を供給できるかどうかを決定し、ＰＤコントローラ２８は、情報を使用して、ＰＤ１２がＰＳＥ１０で完全に動作できるかどうかを決定する。検出段階および分類段階のための、最大時間窓（例えば、５００ミリ秒）が存在する。この時点まで、全ての低電力ハンドシェイクは、（２つのワイヤが同じ電圧および電流を伝導する）ワイヤ対１４およびシールド導体１６を介して行われる。
【００２４】
ＰＤ  ＰｏＥ要件が検出段階よりも前に決定され得かつＰＳＥが無効シグネチャ電圧を検出した実施形態に関して、ＰＳＥは、分類段階を開始するために、ＰＤコントローラ２８に対して低いワイヤ対１４とシールド導体１６との間の電圧を瞬間的にパルスする。ＰＤは、ワイヤ対１４とシールド導体１６との間の電圧を整流することによって、電力を与えられる。ＰＤは、それが存在することを示すために、ＰＳＥコントローラ２６にワイヤ対１４とシールド導体１６との間の低い電圧を瞬間的にパルスすることによって、ＰＳＥパルスに応答し得る。ＰＳＥは、ＰＤにシリアル情報を伝達するために一連の短い低パルスおよび長い低パルスを送信することによって、ＰＤ存在パルスに応答し得る。伝達されたシリアル情報の後、ＳＥがＰＤコントローラ２８への電圧を引き下げることに応答して、ＰＤは、ワイヤ対１４とシールド導体１６との間の電圧を引き下げるか、または引き下げないで、ＰＰＳＥコントローラ２６に信号を送り得る。ＰＤからＰＳＥへの受け取られたパルスの組み合わせが有効でありかつ対応可能なＰＤを表す場合、ＰＳＥは、パワーアップ段階へ進み得る。
【００２５】
他のタイプの検出ルーティンおよび分類ルーティンは、将来標準化および実装され得る。
【００２６】
検出段階および分類段階が完了すると、ＰＳＥコントローラ２６は、電力スイッチ３０を閉じて、（インダクタＬ１およびインダクタＬ２を介する）ワイヤ対１４と、シールド導体１６との間に電圧源３２からの全ＰＳＥ電圧（ＶＰＳＥ）を結合する。
【００２７】
ＰＤコントローラ２８が低電圧ロックアウト（ＵＶＬＯ）閾値が超過されたことを検出すると、ＰＤコントローラ２８は、電力スイッチ３４を閉じて、直流電力をＰＤ負荷３６に結合する。スイッチ３４を閉じることは、ＰＨＹ２２および他のデジタル通信回路構成にも給電する。ＰＤ負荷３６は、カメラ、センサ等の任意の負荷であり得る。この時点で、ＰＤ１２は、通常に動作し始める。イーサネット（登録商標）通信は、ワイヤ対１４およびシールド導体１６を使用して直流電力が伝導されている間、ワイヤ対１４を介してＰＳＥ１０とＰＤ１２との間で行われる（シールド導体１６は、データ通信には関与しない）。
【００２８】
ワイヤ対１４のうちの両方のワイヤがＰｏＥ源電流を運び、シールド導体１６がリターン電流を運ぶため、高電流が、ＰＤ１２によって引かれ得る。更に、ワイヤ対１４を囲むワイヤメッシュであり得るシールド導体１６は、ワイヤ対１４に結合される周囲雑音をブロックする。これは、ＰＳＥ１０およびＰＤ１２が、典型的な非シールド単一撚りワイヤ対に関する最大分離である１００メートルではなく、１キロメートルを超えて（データ速度に依存する）離されることを可能にする。低電力ハンドシェイクは、低周波数電圧および電流を運ぶために、ワイヤ対１４およびシールド導体１６を使用し、全直流電力も、ワイヤ対１４およびシールド導体１６によって運ばれる。
【００２９】
ＰＳＥコントローラ２６およびＰＤコントローラ２８がワイヤ対１４におけるワイヤを通して任意の信号を伝送または受信する必要がない場合、ワイヤへのコントローラ２６およびコントローラ２８の直接の接続（図１に示される）は、削除され得、インダクタＬ１〜Ｌ４を介するコントローラ２６およびコントローラ２８とワイヤ対１４との間の直流（または低周波数）接続のみが存在する。１つの実施形態において、コントローラ２６およびコントローラ２８は、図１に示されるように、ワイヤに直接接続されるが、ワイヤ対１４のうちの一方のみが、ハンドシェイクルーティン中、低電力信号を伝導するためにシールド導体１６とともに使用される。別の実施形態において、コントローラ２６およびコントローラ２８は、図１に示されるように、ワイヤに直接接続され、ハンドシェイクルーティン中の全ての低電力信号は、２つのワイヤによって伝導され、シールド導体１６は、ハンドシェイク信号を伝導するためには使用されない（シールド導体１６は、全ＰｏＥ電圧を運ぶためには使用され続ける）。
【００３０】
図２は、発明の１つの実施形態において実施される様々なステップを識別し、ＰＳＥは、分類段階中、ＰＤ  ＰｏＥ要件のみを決定し得る。他のルーティンは、上記で説明された他の種類の検出および分類方法に適用される。
【００３１】
ステップ５０において、システムの始動が、開始し、システムは、シールドされた撚りワイヤ対を介して接続されたＰＳＥおよびＰＤを含む。センタータップ単巻変圧器は、直流信号および低周波数ハンドシェイク信号をＰＳＥコントローラおよびＰＤコントローラに結合するために使用される。
【００３２】
ステップ５２において、ＰＤコントローラは、ＰＤをＰｏＥ対応可能と識別するために、ワイヤ対およびシールド導体を通してシグネチャ抵抗を提示する。
【００３３】
ステップ５４において、ＰＳＥコントローラは、シグネチャ抵抗を検出する。
【００３４】
ステップ５６において、ＰＳＥコントローラは、ワイヤ対およびシールド導体を使用して低電力分類ルーティンを実施し、ワイヤ対における両方のワイヤは、並列に電流を伝導する。
【００３５】
ステップ５８において、ＰＳＥコントローラは、電力スイッチを閉じて、単巻変圧器を介するワイヤ対と、シールド導体との間に直流電圧源を結合する。
【００３６】
ステップ６０において、ＰＤコントローラは、電圧を検出し、閾値を上回る場合、電力スイッチを閉じて、直流電圧をＰＤ負荷およびデジタル回路構成要素に結合する。
【００３７】
本発明の特定の実施形態が示され説明される一方、そのより広い局面においてこの発明から離れることなく変更および修正され得ることは、当業者に明らかとなり、従って、添付される特許請求の範囲は、その範囲内に、本発明の本来の主旨および範囲内でのそのような変更および修正を全て含む。
【図１】
2019041385.tif 000003
【図２】
2019041385.tif 000004
【外国語明細書】
2019041385000001.pdf