(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーオーバイーサネット方法であって、
給電装置（ＰＳＥ）により、受電装置（ＰＤ）の分類クラスに従って前記ＰＤの最大電力を判定するステップと、
前記ＰＳＥにより、物理層（ＰＨＹ）チップを使用して前記ＰＳＥと前記ＰＤとの間のネットワークケーブルのｎ個の測定された長さを読み取るステップであって、ｎが１以上の正の整数である、ステップと、
前記ＰＳＥにより、前記ネットワークケーブルの（ｋ−１）番目の測定された長さの最適値を、前記ネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値として使用するステップであって、ｋ＝１、２、・・・ｎである、ステップと、
前記ＰＳＥにより、カルマンフィルタリングアルゴリズムを使用して前記ネットワークケーブルのｋ番目の測定された長さの最適値を計算するステップと、
前記ＰＳＥにより、前記ネットワークケーブルの前記ｎ個の測定された長さの前記最適値から前記ネットワークケーブルの収束長さを取得するステップと、
前記ＰＳＥにより、前記ネットワークケーブルの前記収束長さを前記ネットワークケーブルの前記長さとして使用するステップと、
前記ＰＳＥにより、物理層（ＰＨＹ）チップが前記ネットワークケーブルのリンク信号対雑音比（ＳＮＲ）を読み取るかどうかを判定するステップと、
もし前記ＰＨＹチップが前記ネットワークケーブルの前記リンクＳＮＲを読み取るならば、前記ＰＳＥにより、前記リンクＳＮＲに対する前記長さの比に従って前記ネットワークケーブルのタイプを判定するステップと、
もし前記ＰＨＹチップが前記ネットワークケーブルの前記リンクＳＮＲを読み取らないならば、前記ＰＳＥにより、前記ネットワークケーブルの前記タイプを事前設定されたネットワークケーブルタイプとして判定するステップと、
前記ＰＳＥにより、前記ネットワークケーブルの前記長さ及び前記ネットワークケーブルの前記タイプに従って、前記ネットワークケーブルの損失電力を計算するステップと、
前記ＰＳＥにより、前記ＰＤの前記最大電力及び前記ネットワークケーブルの前記損失電力の合計を供給電力として使用して、前記ＰＤに電力を供給するステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記ＰＳＥにより、前記カルマンフィルタリングアルゴリズムを使用することによって前記ネットワークケーブルのｋ番目の測定された長さの前記最適値を計算する前記ステップが、
前記ＰＳＥにより、Ｋが１からｎまでの数式Ｌ（ｋ｜ｋ）＝Ｌ（ｋ｜ｋ−１）＋Ｋｇ（ｋ）（Ｚ（ｋ）−ＨＬ（ｋ｜ｋ−１））を使用することによって前記ネットワークケーブルの前記ｋ番目の測定された長さの前記最適値Ｌ（ｋ｜ｋ）を計算するステップであって、Ｌ（ｋ｜ｋ−１）が前記ネットワークケーブルの前記ｋ番目の長さの前記予測値であり、Ｋｇ（ｋ）が前記ネットワークケーブルのｋ番目のカルマン利得であり、Ｚ（ｋ）が前記ネットワークケーブルの前記ｋ番目の測定された長さであり、Ｈが長さ変動であるとともに、Ｈの値が１に設定される、ステップとを含み、
前記ｋ番目のカルマン利得Ｋｇ（ｋ）が数式Ｋｇ（ｋ）＝Ｐ（ｋ｜ｋ−１）ＨＴ／（ＨＰ（ｋ｜ｋ−１）ＨＴ＋Ｒ）を使用して計算され、前記ｋ番目の長さの前記予測値Ｌ（ｋ｜ｋ−１）に対応する共分散が数式Ｐ（ｋ｜ｋ−１）＝ＡＰ（ｋ−１｜ｋ−１）ＡＴ＋Ｑ）を使用して計算され、前記ｋ番目の測定された長さの前記最適値Ｌ（ｋ｜ｋ）に対応する共分散が数式Ｐ（ｋ｜ｋ）＝（Ｉ−Ｋｇ（ｋ）Ｈ）Ｐ（ｋ−１｜ｋ−１）を使用して計算され、Ｒが前記の測定の数式における雑音共分散を示し、ＡＴは行列Ａの転置行列であって、Ａ＝ＡＴ＝１であるとともに、ＨＴは行列Ｈの転置行列であって、Ｈ＝ＨＴ＝１である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
給電装置（ＰＳＥ）チップ、物理層（ＰＨＹ）チップ、及びプロセッサを備えるパワーオーバイーサネットデバイスであって、
前記ＰＳＥチップが、受電装置（ＰＤ）の分類クラスに従って前記ＰＤの最大電力を判定するように構成され、
前記ＰＨＹチップが、前記ＰＳＥと前記ＰＤとの間のネットワークケーブルのｎ個の測定された長さを読み取り、ｎが１以上の正の整数である、ように構成され、
前記プロセッサが、前記ネットワークケーブルの（ｋ−１）番目の測定された長さの最適値を、前記ネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値として使用し、ここで、ｋ＝１、２、・・・ｎであり、カルマンフィルタリングアルゴリズムを使用して前記ネットワークケーブルのｋ番目の測定された長さの最適値を計算し、前記ネットワークケーブルの前記ｎ個の測定された長さの前記最適値から前記ネットワークケーブルの収束長さを取得し、前記ネットワークケーブルの前記収束長さを前記ネットワークケーブルの前記長さとして使用し、前記ＰＨＹチップが前記ネットワークケーブルのリンク信号対雑音比（ＳＮＲ）を読み取るかどうかを判定し、もし前記ＰＨＹチップが前記ネットワークケーブルの前記リンクＳＮＲを読み取るならば、前記リンクＳＮＲに対する前記長さの比に従って前記ネットワークケーブルのタイプを判定し、もし前記ＰＨＹチップが前記ネットワークケーブルの前記リンクＳＮＲを読み取らないならば、前記ネットワークケーブルの前記タイプを事前設定されたネットワークケーブルタイプとして判定し、前記ネットワークケーブルの前記長さ及び前記ネットワークケーブルの前記タイプに従って、前記ネットワークケーブルの損失電力を計算するとともに、前記ＰＤの前記最大電力及び前記ネットワークケーブルの前記損失電力の合計を供給電力として使用して、前記ＰＤに電力を供給するように構成される、デバイス。
【請求項４】
前記プロセッサが、
Ｋが１からｎまでの数式Ｌ（ｋ｜ｋ）＝Ｌ（ｋ｜ｋ−１）＋Ｋｇ（ｋ）（Ｚ（ｋ）−ＨＬ（ｋ｜ｋ−１））を使用することによって前記ネットワークケーブルの前記ｋ番目の測定された長さの前記最適値Ｌ（ｋ｜ｋ）を計算し、Ｌ（ｋ｜ｋ−１）が前記ネットワークケーブルの前記ｋ番目の長さの前記予測値であり、Ｋｇ（ｋ）が前記ネットワークケーブルのｋ番目のカルマン利得であり、Ｚ（ｋ）が前記ネットワークケーブルの前記ｋ番目の測定された長さであり、Ｈが長さ変動であるとともに、Ｈの値が１に設定される、ように構成され、
前記ｋ番目のカルマン利得Ｋｇ（ｋ）が数式Ｋｇ（ｋ）＝Ｐ（ｋ｜ｋ−１）ＨＴ／（ＨＰ（ｋ｜ｋ−１）ＨＴ＋Ｒ）を使用して計算され、前記ｋ番目の長さの前記予測値Ｌ（ｋ｜ｋ−１）に対応する共分散が数式Ｐ（ｋ｜ｋ−１）＝ＡＰ（ｋ−１｜ｋ−１）ＡＴ＋Ｑ）を使用して計算され、前記ｋ番目の測定された長さの前記最適値Ｌ（ｋ｜ｋ）に対応する共分散が数式Ｐ（ｋ｜ｋ）＝（Ｉ−Ｋｇ（ｋ）Ｈ）Ｐ（ｋ−１｜ｋ−１）を使用して計算され、Ｒが前記の測定の数式における雑音共分散を示し、ＡＴは行列Ａの転置行列であって、Ａ＝ＡＴ＝１であるとともに、ＨＴは行列Ｈの転置行列であって、Ｈ＝ＨＴ＝１である、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
給電装置（ＰＳＥ）、及び受電装置（ＰＤ）を備えるパワーオーバイーサネットシステムであって、
前記ＰＳＥが、物理層（ＰＨＹ）チップと、前記ＰＤに接続するためのイーサネットポートと、前記イーサネットポートに接続されたＰＳＥチップと、前記ＰＳＥチップに接続されたプロセッサとを備え、
前記ＰＳＥチップが、前記ＰＤの分類クラスに従って前記ＰＤの最大電力を判定するように構成され、
前記ＰＨＹチップが、前記ＰＳＥと前記ＰＤとの間のネットワークケーブルのｎ個の測定された長さを読み取り、ｎが１以上の正の整数である、ように構成され、
前記プロセッサが、前記ネットワークケーブルの（ｋ−１）番目の測定された長さの最適値を、前記ネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値として使用し、ここで、ｋ＝１、２、・・・ｎであり、カルマンフィルタリングアルゴリズムを使用して前記ネットワークケーブルのｋ番目の測定された長さの最適値を計算し、前記ネットワークケーブルの前記ｎ個の測定された長さの前記最適値から前記ネットワークケーブルの収束長さを取得し、前記ネットワークケーブルの前記収束長さを前記ネットワークケーブルの前記長さとして使用し、前記ＰＨＹチップが前記ネットワークケーブルのリンク信号対雑音比（ＳＮＲ）を読み取るかどうかを判定し、もし前記ＰＨＹチップが前記ネットワークケーブルの前記リンクＳＮＲを読み取るならば、前記リンクＳＮＲに対する前記長さの比に従って前記ネットワークケーブルのタイプを判定し、もし前記ＰＨＹチップが前記ネットワークケーブルの前記リンクＳＮＲを読み取らないならば、前記ネットワークケーブルの前記タイプを事前設定されたネットワークケーブルタイプとして判定し、前記ネットワークケーブルの前記長さ及び前記ネットワークケーブルの前記タイプに従って、前記ネットワークケーブルの損失電力を計算するとともに、前記ＰＤの前記最大電力及び前記ネットワークケーブルの前記損失電力の合計を供給電力として使用するように構成され、前記ＰＳＥチップが、前記供給電力に従って前記ＰＤに電力を供給するように構成される、システム。
【請求項６】
前記プロセッサが、
Ｋが１からｎまでの数式Ｌ（ｋ｜ｋ）＝Ｌ（ｋ｜ｋ−１）＋Ｋｇ（ｋ）（Ｚ（ｋ）−ＨＬ（ｋ｜ｋ−１））を使用することによって前記ネットワークケーブルの前記ｋ番目の測定された長さの前記最適値Ｌ（ｋ｜ｋ）を計算し、Ｌ（ｋ｜ｋ−１）が前記ネットワークケーブルの前記ｋ番目の長さの前記予測値であり、Ｋｇ（ｋ）が前記ネットワークケーブルのｋ番目のカルマン利得であり、Ｚ（ｋ）が前記ネットワークケーブルの前記ｋ番目の測定された長さであり、Ｈが長さ変動であるとともに、Ｈの値が１に設定される、ように構成され、
前記ｋ番目のカルマン利得Ｋｇ（ｋ）が数式Ｋｇ（ｋ）＝Ｐ（ｋ｜ｋ−１）ＨＴ／（ＨＰ（ｋ｜ｋ−１）ＨＴ＋Ｒ）を使用して計算され、前記ｋ番目の長さの前記予測値Ｌ（ｋ｜ｋ−１）に対応する共分散が数式Ｐ（ｋ｜ｋ−１）＝ＡＰ（ｋ−１｜ｋ−１）ＡＴ＋Ｑ）を使用して計算され、前記ｋ番目の測定された長さの前記最適値Ｌ（ｋ｜ｋ）に対応する共分散が数式Ｐ（ｋ｜ｋ）＝（Ｉ−Ｋｇ（ｋ）Ｈ）Ｐ（ｋ−１｜ｋ−１）を使用して計算され、Ｒが前記の測定の数式における雑音共分散を示し、ＡＴは行列Ａの転置行列であって、Ａ＝ＡＴ＝１であるとともに、ＨＴは行列Ｈの転置行列であって、Ｈ＝ＨＴ＝１である、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
請求項１又は請求項２に記載の方法を実行するための命令を含むプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項８】
パワーオーバイーサネット装置であって、
受電装置（ＰＤ）の分類クラスに従って前記ＰＤの最大電力を判定するための手段である分類モジュールと、
物理層（ＰＨＹ）チップを使用して給電装置（ＰＳＥ）と前記ＰＤとの間のネットワークケーブルのｎ個の測定された長さを読み取り、ここで、ｎが１以上の正の整数であり、前記ネットワークケーブルの（ｋ−１）番目の測定された長さの最適値を、前記ネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値として使用し、ここで、ｋ＝１、２、・・・ｎであり、カルマンフィルタリングアルゴリズムを使用して前記ネットワークケーブルのｋ番目の測定された長さの最適値を計算し、前記ネットワークケーブルの前記ｎ個の測定された長さの前記最適値から前記ネットワークケーブルの収束長さを取得し、前記ネットワークケーブルの前記収束長さを前記ネットワークケーブルの前記長さとして使用するための手段である取得モジュールと、
物理層（ＰＨＹ）チップが前記ネットワークケーブルのリンク信号対雑音比（ＳＮＲ）を読み取るかどうかを判定し、もし前記ＰＨＹチップが前記ネットワークケーブルの前記リンクＳＮＲを読み取るならば、前記リンクＳＮＲに対する前記長さの比に従って前記ネットワークケーブルのタイプを判定し、もし前記ＰＨＹチップが前記ネットワークケーブルの前記リンクＳＮＲを読み取らないならば、前記ネットワークケーブルの前記タイプを事前設定されたネットワークケーブルタイプとして判定するための手段である判定モジュールと、
前記ネットワークケーブルの前記長さ及び前記ネットワークケーブルの前記タイプに従って、前記ネットワークケーブルの損失電力を計算するための手段である計算モジュールと、
前記ＰＤの前記最大電力及び前記ネットワークケーブルの前記損失電力の合計を供給電力として使用して、前記ＰＤに電力を供給するための手段である電力供給モジュールとを備える、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術の分野に関し、特に、パワーオーバイーサネット方法及びデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーオーバイーサネット（Power  over  Ethernet、略してＰＯＥ）技術は、イーサネットを使用することにより、インターネットプロトコル（Internet  Protocol、略してＩＰ）電話、カメラ又はアクセスポイント（access  point、略してＡＰ）のようなアクセスデバイスに電力が提供される、ということを指す。
【０００３】
一般に、ＰＯＥシステムは、給電装置（power  sourcing  equipment、略してＰＳＥ）及び受電装置（powered  device、略してＰＤ）を含む。ＰＳＥは、イーサネットを使用することによりＰＤに電力を供給するとともに、同様に、全体のＰＯＥシステムにおけるパワーオーバイーサネットプロセスのマネージャになる。
【０００４】
ＰＳＥがイーサネットを介してＰＤに電力を供給する場合に、ネットワークケーブル電力損失がもたらされ、ＰＤの所要電力を満たすために、ＰＳＥは、ネットワークケーブル電力損失をリザーブする必要がある。現在、ＰＳＥは、標準において定義された最も悪い場合における最大のネットワークケーブル損失（ネットワークケーブルが最大の直流インピーダンスと１００メートルの長さを有している場合にもたらされる損失）に従ってパワーリザベーションを実行する。しかしながら、実際に配置されたＰＯＥシステムでは、ネットワークケーブル損失が常に最も悪い場合の損失であるとは限らない。したがって、ネットワークケーブル損失のためにリザーブされる必要がある電力は非常に小さいかもしれない。もしＰＳＥが最も悪い場合における最大のネットワークケーブル損失に従ってパワーリザベーションを常に遂行するならば、ＰＳＥ電力が浪費されるとともに、ＰＳＥ電力の使用が減らされる。
【発明の概要】
【０００５】
本願は、パワーオーバイーサネット方法及びデバイスを提供し、それは、ＰＳＥの供給電力の使用効率を向上させる。
【０００６】
第１の態様によれば、本願は、パワーオーバイーサネット方法であって、ＰＳＥにより、ＰＤの分類クラスに従ってＰＤの最大電力を判定するステップと、ＰＳＥにより、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの長さを取得するステップと、ＰＳＥにより、ネットワークケーブルのタイプを判定するステップと、ＰＳＥにより、ネットワークケーブルの長さ及びネットワークケーブルのタイプに従って、ネットワークケーブルの損失電力を計算するステップと、ＰＳＥにより、ＰＤの最大電力及びネットワークケーブルの損失電力の合計を供給電力として使用して、ＰＤに電力を供給するステップとを含む、パワーオーバイーサネット方法を提供する。実際に使用されるＰＤ電力、ネットワークケーブル長さ、そしてネットワークケーブルタイプが識別され、ネットワークケーブルの損失電力が、実際に使用されるＰＤ電力、ネットワークケーブル長さ、そしてネットワークケーブルタイプに従って計算されるとともに、ＰＳＥの供給電力が判定され、それは、ＰＳＥ供給電力の使用効率を向上させることができる。
【０００７】
第１の態様に関連して、第１の態様の第１の可能な実施方法において、ＰＳＥは、ＰＨＹチップを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さを読み取るとともに、ＰＳＥは、収束アルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さからネットワークケーブルの長さを計算する。ネットワークケーブルの長さが複数回測定されるとともに、ネットワークケーブルの実際の長さが収束アルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルの複数の測定された長さから取得されるので、測定された長さ及びネットワークケーブルの実際の長さの精度が改善される。
【０００８】
第１の態様の第１の可能な実施方法に関連して、第１の態様の第２の可能な実施方法において、ＰＳＥは、カルマンフィルタリングアルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルの各測定された長さの最適値を計算し、ＰＳＥは、収束アルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さの最適値からネットワークケーブルの収束長さを取得し、ＰＳＥは、ネットワークケーブルの収束長さをネットワークケーブルの長さとして使用する。複数の測定値が適切なフィルタリングアルゴリズムを使用することにより統合され、それは、ネットワークケーブルの実際の長さの試験精度を上げるとともに、ＰＳＥ供給電力の使用効率を更に向上させる。
【０００９】
第１の態様の第２の可能な実施方法に関連して、第１の態様の第３の可能な実施方法において、ＰＳＥは、ネットワークケーブルの（ｋ−１）番目の測定された長さの最適値を、ネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値として使用し、ＰＳＥは、ネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値及びネットワークケーブルのｋ番目の測定された長さに従って、ネットワークケーブルのｋ番目の長さの最適値を計算する。ネットワークケーブルの各測定された長さの最適値は、カルマンフィルタリングアルゴリズムを使用することにより計算され、それは、ネットワークケーブルの実際の長さの精度を向上させる。
【００１０】
第１の態様の第３の可能な実施方法に関連して、第１の態様の第４の可能な実施方法において、ＰＳＥは、数式Ｌ（ｋ｜ｋ）＝Ｌ（ｋ｜ｋ−１）＋Ｋｇ（ｋ）（Ｚ（ｋ）−ＨＬ（ｋ｜ｋ−１））を使用することによってネットワークケーブルのｋ番目の長さの最適値Ｌ（ｋ｜ｋ）を計算し、ここで、Ｌ（ｋ｜ｋ−１）はネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値であり、Ｋｇ（ｋ）はネットワークケーブルのｋ番目のカルマン利得であり、Ｚ（ｋ）は読み取られたネットワークケーブルのｋ番目の測定された長さであり、Ｈは長さ変動であるとともに、Ｈの値は１に設定される。現在の状態におけるネットワークケーブルの長さの最適値が、以前の状態におけるネットワークケーブルの長さの予測値及び現在の状態におけるネットワークケーブルの測定された長さに従って計算され、それは、ネットワークケーブルの実際の長さの精度を向上させる。
【００１１】
第１の態様から第１の態様の第４の可能な実施方法に関連して、第１の態様の第５の可能な実施方法において、ネットワークケーブルのタイプを判定するまえに、ＰＳＥは、ＰＨＹチップがネットワークケーブルのリンク信号対雑音比を読み取るかどうかを判定し、もしＰＨＹチップがネットワークケーブルのリンク信号対雑音比を読み取るならば、ＰＳＥは、ネットワークケーブルの長さとネットワークケーブルのタイプとの間、そしてリンク信号対雑音比とネットワークケーブルのタイプとの間のマッピング関係テーブルに従って、ネットワークケーブルのタイプを判定するか、又は、もしＰＨＹチップがネットワークケーブルのリンク信号対雑音比を読み取らないならば、ＰＳＥは、ネットワークケーブルのタイプを事前設定されたネットワークケーブルタイプに設定する。したがって、ネットワークケーブルのタイプが判定されるまえに、ネットワークケーブルのタイプがネットワークケーブルのリンク信号対雑音比に従って正確に判定されることができ、それは、ネットワークケーブルのタイプの正確さを高め、ネットワークケーブルの損失電力の精度を向上させ、そしてＰＳＥ供給電力の使用効率を更に向上させる。
【００１２】
第１の態様から第１の態様の第５の可能な実施方法に関連して、第１の態様の第６の可能な実施方法において、ＰＳＥは、ＰＳＥチップを使用することにより、ＰＤの分類クラスを識別する。ＰＳＥが、ＰＤの分類クラスを識別するとともに、ＰＤの分類クラスに従ってＰＤの最大電力を判定するので、ＰＤの最大電力値の精度が改善される。
【００１３】
第１の態様から第１の態様の第６の可能な実施方法に関連して、第１の態様の第７の可能な実施方法において、ＰＳＥは、ネットワークケーブルのタイプに従ってネットワークケーブルの１００メートル当たりの直流インピーダンスを判定するとともに、ＰＳＥは、数式Ｐｃｈ＝Ｉｐｄ＾２＊Ｌ０＊Ｒｓ／１００を使用することによってネットワークケーブルの損失電力Ｐｃｈを計算し、ここで、ＩｐｄはＰＤの最大電流であり、Ｒｓはネットワークケーブルの１００メートル当たりの直流インピーダンスであるとともに、Ｌ０はネットワークケーブルの長さである。したがって、ネットワークケーブルの損失電力Ｐｃｈが数式を使用することにより正確に計算されることができ、それは、ＰＳＥ供給電力の使用効率を更に向上させる。
【００１４】
第１の態様の第４の可能な実施方法に関連して、１つの可能な実施方法において、ＰＳＥは、数式Ｋｇ（ｋ）＝Ｐ（ｋ｜ｋ−１）ＨＴ／（ＨＰ（ｋ｜ｋ−１）ＨＴ＋Ｒ）を使用することによってネットワークケーブルのｋ番目のカルマン利得Ｋｇ（ｋ）を計算し、ＰＳＥは、数式Ｐ（ｋ｜ｋ−１）＝ＡＰ（ｋ−１｜ｋ−１）ＡＴ＋Ｑ）を使用することによってネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値Ｌ（ｋ｜ｋ−１）に対応する共分散を計算し、ここで、Ｒは測定方程式における雑音共分散を示し、ＡＴは行列Ａの転置行列であって、Ａ＝ＡＴ＝１であるとともに、ＨＴは行列Ｈの転置行列であって、Ｈ＝ＨＴ＝１である。カルマン利得Ｋｇ（ｋ）が数式を使用することによって正確に計算されることができ、それにより、ネットワークケーブルの実際の長さの最適値が正確に計算されることができ、それは、ネットワークケーブルの実際の長さの精度を更に向上させる。
【００１５】
第２の態様によれば、本願は、前述の方法におけるＰＳＥの動作を実施する機能を有するパワーオーバイーサネットデバイスを提供する。それらの機能は、ハードウェアを使用することによって実施され得るか、又はハードウェアにより対応するソフトウェアを実行することによって実施され得る。ハードウェア又はソフトウェアは、前述の機能に対応する１つ又は複数のモジュールを含む。それらのモジュールは、ソフトウェア及び／又はハードウェアであり得る。
【００１６】
１つの可能な実施方法において、パワーオーバイーサネットデバイスは、ＰＳＥチップ、ＰＨＹチップ及びプロセッサを含み、ＰＳＥチップは、ＰＤの分類クラスに従ってＰＤの最大電力を判定するように構成され、ＰＨＹチップは、ネットワークケーブルの測定された長さを読み取るように構成されるとともに、プロセッサは、ＰＨＹチップによって読み取られたネットワークケーブルの測定された長さに従って、当該パワーオーバイーサネットデバイスとＰＤとの間のネットワークケーブルの長さを取得し、ネットワークケーブルのタイプを判定し、ネットワークケーブルの長さ及びネットワークケーブルのタイプに従って、ネットワークケーブルの損失電力を計算するとともに、ＰＤの最大電力及びネットワークケーブルの損失電力の合計を供給電力として使用して、ＰＤに電力を供給するように構成される。実際に使用されるＰＤ電力、ネットワークケーブルタイプ及びネットワークケーブル長さが識別されるとともに、実際のシナリオにおいて遭遇する不正確に検出されたネットワークケーブル長さの問題に関連して、フィルタリングアルゴリズムを使用することにより最適なＰＳＥ供給電力が計算され、それは、ＰＳＥ供給電力の使用効率を更に向上させる。
【００１７】
別の可能な実施方法において、パワーオーバイーサネットデバイスは、ＰＳＥチップ、ＰＨＹチップ及びプロセッサを含み、ＰＳＥチップは、ＰＤの分類クラスに従ってＰＤの最大電力を判定するように構成され、ＰＨＹチップは、ネットワークケーブルの測定された長さを読み取るように構成されるとともに、プロセッサは、判定モジュール及び計算モジュールを含み、判定モジュールは、ネットワークケーブルのタイプを判定するように構成され、計算モジュールは、ＰＨＹチップによって読み取られたネットワークケーブルの測定された長さに従って、当該パワーオーバイーサネットデバイスとＰＤとの間のネットワークケーブルの長さを取得し、ネットワークケーブルの長さ及びネットワークケーブルのタイプに従って、ネットワークケーブルの損失電力を計算するとともに、ＰＤの最大電力及びネットワークケーブルの損失電力の合計をＰＳＥの供給電力として使用するように構成される。
【００１８】
第３の態様によれば、本願は、前述の態様に基づくＰＳＥ及びＰＤを含むパワーオーバイーサネットシステムを提供し、ＰＳＥは、イーサネットケーブルを使用することによってＰＤに接続されるとともに、イーサネットケーブルを使用することによってＰＤに電力を供給する。
【００１９】
本発明において提供されるパワーオーバイーサネット方法及びデバイスによれば、ＰＳＥは、ＰＤの分類クラスに従ってＰＤの最大電力を判定し、ＰＳＥは、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの長さを取得し、ＰＳＥは、ネットワークケーブルのタイプを判定し、ＰＳＥは、ネットワークケーブルの長さ及びネットワークケーブルのタイプに従って、ネットワークケーブルの損失電力を計算するとともに、ＰＳＥは、ＰＤの最大電力及びネットワークケーブルの損失電力の合計を供給電力として使用して、ＰＤに電力を供給する。実際に使用されるＰＤ電力、ネットワークケーブル長さ、そしてネットワークケーブルタイプが識別され、ネットワークケーブルの損失電力が、実際に使用されるＰＤ電力、ネットワークケーブル長さ、そしてネットワークケーブルタイプに従って計算されるとともに、ＰＳＥの供給電力が判定され、それは、ＰＳＥ供給電力の使用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本出願によるパワーオーバイーサネット方法のフローチャートである。
【図２】本出願による別のパワーオーバイーサネット方法のフローチャートである。
【図３】本出願によるカルマンフィルタリングアルゴリズムを使用することによりネットワークケーブルの長さを予測することのシミュレーション結果の図である。
【図４】本出願による更に別のパワーオーバイーサネット方法のフローチャートである。
【図５】本出願によるＰＤの電源オン、検出、そして分類のプロセスの概略図である。
【図６】本出願によるリンク信号対雑音比及びネットワークケーブルの長さに従ってネットワークケーブルのタイプを判定することの概略図である。
【図７】本出願によるＦＥシナリオにおけるＰＳＥ供給電力の使用効率の概略の比較図である。
【図８】本出願によるＧＥシナリオにおけるＰＳＥ供給電力の使用効率の概略の比較図である。
【図９】本出願によるパワーオーバイーサネットデバイスの概略構造図である。
【図１０】本出願による別のパワーオーバイーサネットデバイスの概略構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
下記は、本発明の実施例における添付の図面を参照して、本発明の実施例における技術的解決法を説明する。
【００２２】
ＰＯＥは、イーサネットケーブルを使用することにより、ネットワーク電話機及びネットワークカメラのようないくつかの端末に直流電源を提供する技術のことを指す。ＰＯＥシステムはＰＳＥ及びＰＤを含み、ＰＳＥは、イーサネットケーブルを使用することによりＰＤに接続され、イーサネットケーブルを使用することによりＰＤに電力を供給する。具体的には、パワーオーバイーサネットの作業プロセスは下記を含む。１．検出：最初に、ＰＳＥは、イーサネットケーブルの反対側の端部においてＰＤが接続されているかどうかを検出するためのポートに検出電圧を出力する。２．ＰＤ分類：ＰＤが検出されたあと、ＰＳＥは、ＰＤに対する分類を実行するとともに、ＰＤにより必要とされる最大電力を検出する。３．電力供給の開始：設定可能な時間の始動期間内（一般に１５ｍｓより少ない）に、ＰＳＥは、ＰＳＥが標準により指定された範囲内の入力電圧で直流電源を提供するまで、比較的低い電圧でＰＤに電力を供給し始める。４．電力供給：ＰＳＥは、ＰＤ装置の電力消費要求を満たすために、ＰＤのための安定した信頼性の高い直流電源を提供する。ＰＯＥシステムの電力供給プロセスの間、ＰＳＥは、ＰＤの所要電力及びネットワークケーブルの損失電力を満たすように供給電力を出力する必要がある。現在、ＰＳＥは、ネットワークの損失電力として標準において定義された最も悪い場合における最大のネットワークケーブル損失を使用する。しかしながら、本願において提供される技術的解決法では、ネットワークケーブルの実際の損失電力（一般に最も悪い場合の最大のネットワークケーブル損失より少ない）がネットワークケーブルの長さ及びネットワークケーブルのタイプに従って計算されるとともに、さらにＰＳＥの供給電力が判定され、それにより供給電力の使用効率を効果的に向上させる。
【００２３】
図１は、本出願によるパワーオーバイーサネット方法のフローチャートである。図１において示されたように、方法は下記のステップを含む。
【００２４】
Ｓ１０１．ＰＳＥが、ＰＤの分類クラスに従ってＰＤの最大電力を判定する。
【００２５】
具体的には、ＰＳＥがケーブルの一方の端部においてＰＤが接続されていることを検出すると、ＰＳＥにおける分類チップが、ＰＤに対する分類を実行する。ＰＤの異なる分類クラスが異なる必要とされる最大電力に対応するとともに、ＰＤの各分類クラスがＰＤにより必要とされる最大電力に対応するので、１対１対応のマッピングテーブルが、ＰＤの分類クラスとＰＤにより必要とされる最大電力との間に形成される。したがって、ＰＤの最大電力は、ＰＤの分類クラスとＰＤにより必要とされる最大電力との間のマッピングテーブルに従って判定されることができる。
【００２６】
Ｓ１０２．ＰＳＥが、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの長さを取得する。
【００２７】
具体的には、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの実際に使用される長さは、対応するチップ、例えば物理層（physical  layer、略してＰＨＹ）チップを使用することによって識別され得る。ＰＨＹチップは、下記の実施例において詳細に説明されるとともに、詳細は本発明のこの実施例において繰り返されない。
【００２８】
Ｓ１０３．ＰＳＥが、ネットワークケーブルのタイプを判定する。
【００２９】
具体的には、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルには複数のタイプが存在し得る。現在、ネットワークケーブルは、一般に、カテゴリ３、カテゴリ４、カテゴリ５（ＣＡＴ５）、カテゴリ５エンハンスド、カテゴリ６（ＣＡＴ６）及びカテゴリ７ツイストペアなどのタイプに分類される。ネットワークケーブルのタイプは、ネットワークケーブルのリンク信号対雑音比及びネットワークケーブルの長さに従って判定され得るか、又は、ネットワークケーブルのタイプは、実際のシナリオに関連して判定され得る。
【００３０】
Ｓ１０４．ＰＳＥが、ネットワークケーブルの長さ及びネットワークケーブルのタイプに従って、ネットワークケーブルの損失電力を計算する。
【００３１】
本発明のこの実施例において、ネットワークケーブルの損失電力は、標準において指定された数式を使用することによって、ネットワークケーブルの長さ及びネットワークケーブルのタイプに従って計算され得る。具体的には、ネットワークケーブルの損失電力Ｐｃｈは、数式Ｐｃｈ＝Ｉｐｄ＾２＊Ｌ０＊Ｒｓ／１００を使用することによって計算されることができ、ここで、ＩｐｄはＰＤの最大電流であり、Ｒｓはネットワークケーブルの１００メートル当たりの直流インピーダンスであるとともに、Ｌ０はネットワークケーブルの長さである。
【００３２】
ネットワークケーブルの１００メートル当たりの直流インピーダンスはネットワークケーブルのタイプと関係があり、異なるネットワークケーブルタイプは、ネットワークケーブルの１００メートル当たりの異なる直流インピーダンスに対応する、という点に注意が必要である。
【００３３】
Ｓ１０５．ＰＳＥが、ＰＤの最大電力及びネットワークケーブルの損失電力の合計を供給電力として使用して、ＰＤに電力を供給する。
【００３４】
具体的には、ＰＳＥの供給電力Ｐｐｓｅは、数式Ｐｐｓｅ＝Ｐｐｄ＋Ｐｃｈを使用することによって計算され、ここで、ＰｐｄはＰＤの最大電力であるとともに、Ｐｃｈはネットワークケーブルの損失電力である。電力設定値Ｐｐｓｅは、ＰＳＥの供給電力に従ってＰＯＥシステムに適用される。
【００３５】
ＰＳＥの供給電力はＰＳＥが出力する必要がある電力のことを指し、ＰＳＥの供給電力は、ＰＤによって必要とされる最大電力を含むばかりでなく、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの損失電力を含む、という点に注意が必要である。
【００３６】
本発明のこの実施例において提供される供給電力リザベーション方法は、あらゆる電源リンク損失計算スキーム、例えば機械室内の配電又は電力網における配電に適用され得るとともに、供給電力の使用効率を効果的に向上させることができる、という点に注意が必要である。
【００３７】
本発明のこの実施例において提供されるパワーオーバイーサネット方法によれば、ＰＳＥは、ＰＤの分類クラスに従ってＰＤの最大電力を判定し、ＰＳＥは、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの長さを取得し、ＰＳＥは、ネットワークケーブルのタイプを判定し、ＰＳＥは、ネットワークケーブルの長さ及びネットワークケーブルのタイプに従って、ネットワークケーブルの損失電力を計算するとともに、ＰＳＥは、ＰＤの最大電力及びネットワークケーブルの損失電力の合計を供給電力として使用して、ＰＤに電力を供給する。実際に使用されるＰＤ電力、ネットワークケーブル長さ、そしてネットワークケーブルタイプが識別され、ネットワークケーブルの損失電力が、実際に使用されるＰＤ電力、ネットワークケーブル長さ、そしてネットワークケーブルタイプに従って計算されるとともに、ＰＳＥの供給電力が判定され、それは、ＰＳＥ供給電力の使用効率を向上させることができる。
【００３８】
図１において示されたパワーオーバイーサネット方法に基づいて、図２において示されたように、下記は方法の具体的な実施方法を詳細に説明する。図２は、本出願による別のパワーオーバイーサネット方法のフローチャートである。方法は下記のステップを含む。
【００３９】
Ｓ２０１．ＰＳＥが、ＰＤの分類クラスに従ってＰＤの最大電力を判定する。
【００４０】
Ｓ２０１の実施方法はＳ１０１の実施方法と同じである、という点に注意が必要である。詳細については、Ｓ１０１における説明を参照し、詳細はここでは説明されない。
【００４１】
Ｓ２０２．ＰＳＥが、ＰＨＹチップを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さを読み取る。ｎはＰＨＹチップがネットワークケーブルの測定された長さを読み取る回数の量を示すとともに、ｎは１以上の正の整数である。
【００４２】
具体的には、ネットワークケーブルの測定された長さは、ＰＨＹチップの仮想ケーブル試験（virtual  cable  test、略してＶＣＴ）機能を使用することによって読み取られる。ＶＣＴは、一度、イーサネットポートに対して接続されたケーブルを検出するとともに、検出結果を表示し得る。ケーブルの状態が正常である場合に、表示された情報における長さは、ネットワークケーブルの全長を指しており、ケーブルの状態が異常である場合に、表示された情報における長さは、ローカルインタフェースと異常箇所との間の長さを指す。ネットワークケーブルの複数の測定された長さは、複数回ネットワークケーブルを読み取るために、ＶＣＴを使用することによって読み取られ得る。ＶＣＴは、ネットワークケーブルの物理的状態を検出するために、時間領域反射率測定（time  domain  reflectometry、略してＴＤＲ）を利用する、という点に注意が必要である。ＴＤＲの検出原理は、レーダの検出原理と同様である。ＴＤＲの作業方法は、順向的にパルス信号を導線に送信し、そして送信されたパルス信号の反射結果を検出することにより、ケーブル障害を検出することである。送信されたパルス信号がケーブルの端部又はケーブルの不良箇所を通過する場合に、一部又は全てのパルスエネルギーが、オリジナルの送信元に到達するように、反射されて戻る。ＶＣＴ技術において、信号が不良箇所に到達するか、又は戻される時刻は、導線におけるパルス信号の伝送を測定することにより取得され、その場合に、対応する時間は数式に従って距離値に変換される。ＴＤＲの具体的な検出原理は、従来技術におけるＴＤＲの検出原理と同じであり、詳細は本発明のこの実施例において説明されない。
【００４３】
Ｓ２０３．ＰＳＥが、収束アルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さからネットワークケーブルの長さを計算する。
【００４４】
任意に、ＰＳＥが、収束アルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さからネットワークケーブルの長さを計算することは、ＰＳＥにより、カルマンフィルタリングアルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルの各測定された長さの最適値を計算するステップと、ＰＳＥにより、収束アルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さの最適値からネットワークケーブルの収束長さを取得するステップと、ＰＳＥにより、ネットワークケーブルの収束長さをネットワークケーブルの長さとして使用するステップとを含む。
【００４５】
異なる製造業者のＰＨＹ技術のレベルにおける制約及び実際の測定プロセスにおける雑音に起因して、単一の試験から取得される測定値と実際の値との間の差異は非常に大きい、という点に注意が必要である。したがって、ネットワークケーブルの実際の長さの試験精度を上げるとともに、ＰＳＥ供給電力の使用効率を更に向上させるために、複数の測定値から取得されたデータが適切なフィルタリングアルゴリズムを使用することにより統合される。本発明のこの実施例において、ＰＨＹチップがネットワークケーブルのｎ個の測定された長さを読み取ることに基づいて、各測定された長さの最適値は、カルマンフィルタリングアルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さから計算されるとともに、ネットワークケーブルの収束長さは、収束アルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さの最適値から取得される。
【００４６】
例えば、もしＰＨＹチップによって読み取られたネットワークケーブルのｎ個の測定された長さがそれぞれｌ１、ｌ２、．．．、ｌｎであるならば、ｎ個の測定された長さに対してカルマンフィルタリングが実行されたあとで取得されるネットワークケーブルの長さの最適値は、それぞれ、ｄ１、ｄ２、．．．、ｄｎであり、収束アルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルの長さの最適値から取得された収束値はｌ０であり、ネットワークケーブルの収束長さｌ０は、ネットワークケーブルの実際の長さとして使用される。
【００４７】
任意に、ＰＳＥにより、カルマンフィルタリングアルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルの各測定された長さの最適値を計算するステップは、ＰＳＥにより、ネットワークケーブルの（ｋ−１）番目の測定された長さの最適値を、ネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値として使用するステップであって、ｋが、ＰＨＹチップがネットワークケーブルの測定された長さを読み取る回数のうちの特定の回数を示し、ｋ＝１、２、．．．、ｎである、ステップと、ＰＳＥにより、ネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値及びネットワークケーブルのｋ番目の測定された長さに従って、ネットワークケーブルのｋ番目の長さの最適値を計算するステップを含む。
【００４８】
任意に、ＰＳＥにより、ネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値及びネットワークケーブルのｋ番目の測定された長さに従って、ネットワークケーブルのｋ番目の長さの最適値を計算するステップは、ＰＳＥにより、数式Ｌ（ｋ｜ｋ）＝Ｌ（ｋ｜ｋ−１）＋Ｋｇ（ｋ）（Ｚ（ｋ）−ＨＬ（ｋ｜ｋ−１））を使用することによってネットワークケーブルのｋ番目の長さの最適値Ｌ（ｋ｜ｋ）を計算するステップであって、Ｌ（ｋ｜ｋ−１）がネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値であり、Ｋｇ（ｋ）がネットワークケーブルのｋ番目のカルマン利得であり、Ｚ（ｋ）が読み取られたネットワークケーブルのｋ番目の測定された長さであり、Ｈが長さ変動であるとともに、Ｈの値が１に設定される、ステップを含む。
【００４９】
具体的には、カルマンフィルタのキー方程式は下記の通りであり、状態方程式：Ｌ（ｋ｜ｋ）＝ＡＬ（ｋ−１｜ｋ−１）＋ＢＵ（ｋ）＋Ｗ（ｋ）、及び、測定方程式：Ｚ（ｋ）＝Ｈ＊Ｌ（ｋ）＋Ｖ（ｋ）であり、ここで、Ｌ（ｋ−１｜ｋ−１）はネットワークケーブルの（ｋ−１）番目の測定された長さの最適値であり、Ａ及びＢは、それぞれ、現在の予測パラメータと妨害パラメータとの間、そして以前の状態における最適値と妨害パラメータとの間の確信度の関係（confidence  relationships）であり、Ｕ（ｋ）は現在の状態の制御値であって、もし制御値が存在しないならばこの値は０になることができ、Ｗ（ｋ）及びＶ（ｋ）は、個々に、測定プロセスにおける雑音であるとともに、Ｈはネットワークケーブルの長さに基づくネットワークケーブルの測定された長さの変動である。
【００５０】
本発明のこの実施例において、Ａ＝Ｂ＝１、Ｕ（ｋ）＝０、Ｈ＝１であるとともに、プロセス雑音Ｗ（ｋ）の値の範囲は（０、Ｑ）であり、ここで、Ｑは、プロセス雑音Ｗ（ｋ）の共分散であるとともに、複数の測定プロセスにおいて温度及び湿度のようなパラメータの値と共に変化するネットワークケーブルの実際の長さの長さ共分散を示す。したがって、カルマンフィルタのキー方程式は、下記と同等であることができ、状態方程式：Ｌ（ｋ）＝Ｌ（ｋ−１）＋Ｑ、及び、測定方程式：Ｌ＝Ｌ０＋ｓｑｒｔ（σ）＊ｒａｎｄ（−１、１）であり、ここで、状態方程式は、ネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値がネットワークケーブルの（ｋ−１）番目の測定された長さの最適値になる、ということを示し、Ｌはネットワークケーブルの特定の長さを示し、Ｌ０はネットワークケーブルの長さを示すとともに、σはネットワークケーブルの測定値と実際の値との間の最大偏差を示す。
【００５１】
任意に、ネットワークケーブルのｋ番目のカルマン利得Ｋｇ（ｋ）は、数式Ｋｇ（ｋ）＝Ｐ（ｋ｜ｋ−１）ＨＴ／（ＨＰ（ｋ｜ｋ−１）ＨＴ＋Ｒ）を使用することによって計算される。
【００５２】
任意に、ネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値Ｌ（ｋ｜ｋ−１）に対応する共分散は、数式Ｐ（ｋ｜ｋ−１）＝ＡＰ（ｋ−１｜ｋ−１）ＡＴ＋Ｑ）を使用することによって計算される。
【００５３】
任意に、ネットワークケーブルのｋ番目の長さの最適値Ｌ（ｋ｜ｋ）に対応する共分散Ｐ（ｋ｜ｋ）は、数式Ｐ（ｋ｜ｋ）＝（Ｉ−Ｋｇ（ｋ）Ｈ）Ｐ（ｋ−１｜ｋ−１）を使用することによって計算され、ここで、Ｒは測定方程式における雑音共分散を示し、ＡＴは行列Ａの転置行列であって、Ａ＝ＡＴ＝１であるとともに、ＨＴは行列Ｈの転置行列であって、Ｈ＝ＨＴ＝１である。
【００５４】
ネットワークケーブルのｋ番目の長さの最適値Ｌ（ｋ｜ｋ）に対応する共分散Ｐ（ｋ｜ｋ）、すなわち、ネットワークケーブルの次の（（ｋ＋１）番目の）長さの予測値に対応する共分散は、前述の数式を使用することによって連続的に反復されて更新される、という点に注意が必要である。
【００５５】
カルマンフィルタリングアルゴリズムは、線形システム状態方程式を使用することにより、そしてシステムを通して観測データを入力又は出力することにより、システム状態に関して最適評価を実行するアルゴリズムである、という点に注意が必要である。
【００５６】
図３は、本出願によるカルマンフィルタリングアルゴリズムを使用することによりネットワークケーブルの長さを予測することのシミュレーション結果の図である。図３において示されたように、ＶＣＴ機能によって使用されるＴＤＲ技術の実際の測定の結果は、著しく不連続であり、そして、正確に予測されることが難しい。カルマン（事後推定値）の使用法を参照すると、図３におけるシミュレーションの事前設定された条件は下記のようになり、すなわち、ネットワークケーブルの実際の長さは２４ｍであり、プロセス雑音の共分散Ｑは１ｅ−４であるとともに、測定方程式における雑音共分散Ｒは３に等しい。ネットワークケーブルの実際の長さが正確に予測されることができ、供給電力の使用効率が更に改善される。
【００５７】
Ｓ２０４．ＰＳＥが、ネットワークケーブルのタイプを判定する。
【００５８】
Ｓ２０５．ＰＳＥが、ネットワークケーブルの長さ及びネットワークケーブルのタイプに従って、ネットワークケーブルの損失電力を計算する。
【００５９】
Ｓ２０６．ＰＳＥが、ＰＤの最大電力及びネットワークケーブルの損失電力の合計を供給電力として使用して、ＰＤに電力を供給する。
【００６０】
Ｓ２０４、Ｓ２０５及びＳ２０６の実施方法は、それぞれ、Ｓ１０３、Ｓ１０４及びＳ１０５の実施方法と同じである、という点に注意が必要である。詳細については、Ｓ１０３、Ｓ１０４及びＳ１０５における説明を参照し、詳細はここでは説明されない。
【００６１】
本発明のこの実施例において提供されるパワーオーバイーサネット方法によれば、前述の実施例に基づいて、そしてＰＳＥがＰＨＹチップを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さを読み取ることに基づいて、ＰＳＥは、カルマンフィルタリングアルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さから各測定された長さの最適値を計算し、ＰＳＥは、収束アルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さの最適値からネットワークケーブルの収束長さを取得し、ネットワークケーブルの実際の長さの試験精度を上げるとともに、ＰＳＥ供給電力の使用効率を更に向上させるために、ＰＳＥは、複数の測定値から取得されたデータを統合するのに適切なフィルタリングアルゴリズムを使用する。
【００６２】
図１において示されたパワーオーバイーサネット方法に基づいて、図４において示されたように、下記は方法の別の具体的な実施方法を詳細に説明する。図４は、本出願による更に別のパワーオーバイーサネット方法のフローチャートである。方法は下記のステップを含む。
【００６３】
Ｓ４０１．ＰＳＥが、ＰＨＹチップを使用することによってＰＤの分類クラスを識別する。
【００６４】
Ｓ４０２．ＰＳＥが、ＰＤの分類クラスに従ってＰＤの最大電力を判定する。
【００６５】
具体的には、ＰＤを検出したあとのＳ４０１及びＳ４０２において、ＰＳＥは、ＰＳＥチップを使用することによってＰＤに対する分類を実行し得る。１対１対応のマッピングテーブルが、ＰＤの分類クラスとＰＤにより必要とされる最大電力との間に形成される。ＰＤの最大電力は、ＰＤの分類クラスに従って判定され得る。図５は、本出願によるＰＤの電源オン、検出、そして分類のプロセスの概略図である。図５において示されたように、ＰＤの電源オン、検出、そして分類のプロセスは、ＰＤ電圧が０Ｖから４８Ｖまで変化する特性である。具体的な電源オン、検出、そして分類のプロセスは、下記の通りである。
【００６６】
検出段階：検出の目的は、８０２．３の標準に従うＰＤがネットワークケーブルに接続されているかどうかを判定することである。キロオーム（ｋ  ｏｈｍ）レベルのインピーダンスがＲＪ４５の電気インタフェースのワイヤペア１／２とワイヤペア３／６との間（又はワイヤペア４／５とワイヤペア７／８との間）に接続されている場合に、ＰＳＥチップ上のドレインピンは定電流源モードに切り替わる。ドレインピンが２７０マイクロアンペア（μＡ）及び１１０μＡ電流を出力する場合に、ＰＳＥチップはドレインピン上の電圧を検出する。ＰＳＥチップは、電流により電圧を除算することによってライン上のインピーダンスを計算する。もし検出されたインピーダンス値がＰＤの特性に適合する、例えば、ＰＤに関する抵抗Ｒが１９．５ｋ  ｏｈｍ≦Ｒ≦２６ｋ  ｏｈｍを満たすとともに、キャパシタンスがＣ＜１５０ナノファラッド（ｎＦ）を満たすならば、プロセスは分類段階に入る。
【００６７】
分類段階：分類の目的は、現在接続されているＰＤの電力レベルを判定するとともに、接続されたＰＳＥ側のタイプ（例えば、８０２．３ａｆ又は８０２．３ａｔ）をＰＤに通知することである。
【００６８】
電源オン段階：分類が成功したあとで、ＰＳＥチップ上のゲートピンは、電界効果トランジスタを導通するように制御し、ＰＳＥチップのポートが−４８Ｖ電圧を出力するとともに、電源オンが成功する。電源オンが成功したあとの安定した電力供給段階において、電流検出ピンは出力電流を連続して監視する。出力電流が、最も高いしきい値（８０２．３ａｆ：一般に３７５ｍＡ；８０２．３ａｔ：一般に６００ｍＡ）を越えるか、又はホールド電流（１０ｍＡ）より小さくなる場合に、ＰＳＥチップ上のゲートピンは、電力供給を切断し止めるように電界効果トランジスタを制御する。
【００６９】
Ｓ４０３．ＰＳＥが、ＰＨＹチップを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さを読み取る。
【００７０】
Ｓ４０４．ＰＳＥが、収束アルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さからネットワークケーブルの長さを計算する。
【００７１】
Ｓ４０３及びＳ４０４の実施方法は、それぞれ、Ｓ２０２及びＳ２０３の実施方法と同じである、という点に注意が必要である。詳細については、Ｓ２０２及びＳ２０３における説明を参照し、詳細はここでは説明されない。
【００７２】
Ｓ４０５．ＰＳＥが、ＰＨＹチップがネットワークケーブルのリンク信号対雑音比を読み取るかどうかを判定する。もしＰＨＹチップがネットワークケーブルのリンク信号対雑音比を読み取るならば、Ｓ４０６が実行され、そうでなければ、Ｓ４０７が実行される。
【００７３】
具体的には、ネットワークケーブルの損失電力はネットワークケーブルのタイプと関係があるとともに、異なるネットワークケーブルタイプの損失電力は異なる。しかしながら、一般に、ネットワークケーブルのタイプは、ネットワークケーブルのリンク信号対雑音比に従って決定される。本発明のこの実施例において、ネットワークケーブルのリンク信号対雑音比は、ＰＨＹチップを使用することにより読み取られるとともに、さらに、ネットワークケーブルのタイプは、読み取られたネットワークケーブルのリンク信号対雑音比に従って決定される。しかしながら、実際の使用において、必ずしも全てのＰＨＹチップが信号対雑音比の直接的な読み取りをサポートするとは限らない。例えば、現在、２．５Ｇ  ＰＨＹチップと１０Ｇ  ＰＨＹチップの両方は、信号対雑音比データの直接的な読み取りをサポートするが、しかし、いくつかのファストイーサネット（fast  Ethernet、略してＦＥ）ＰＨＹチップ、及びいくつかのギガビットイーサーネット（gigabit  Ethernet、略してＧＥ）ＰＨＹチップは、信号対雑音比の直接的な読み取りをサポートしない。したがって、ＰＨＹチップがネットワークケーブルのリンク信号対雑音比を読み取るかどうか、すなわち、ＰＨＹチップが信号対雑音比の直接的な読み取りをサポートするかどうかが判定される必要がある。
【００７４】
Ｓ４０６．ＰＳＥが、ネットワークケーブルの長さとネットワークケーブルのタイプとの間、そしてリンク信号対雑音比とネットワークケーブルのタイプとの間のマッピング関係テーブルに従って、ネットワークケーブルのタイプを判定するとともに、Ｓ４０８を実行する。
【００７５】
本発明のこの実施例において、ＰＨＹチップがネットワークケーブルのリンク信号対雑音比を読み取る場合、すなわち、ＰＨＹチップが信号対雑音比の直接的な読み取りをサポートする場合に、ネットワークケーブルのタイプは、ＰＨＹチップによって読み取られたネットワークケーブルのリンク信号対雑音比に従って判定され得る。具体的には、もしリンク信号対雑音比が垂直座標として使用されるとともに、ネットワークケーブルの長さが水平座標として使用されるならば、リンク信号対雑音比とネットワークケーブルの長さとにより形成されるポイントは、直線に対応し得るとともに、ネットワークケーブルのタイプは、直線の傾斜に従って判定され得る。したがって、ネットワークケーブルの長さ、リンク信号対雑音比及びネットワークケーブルのタイプの間には１対１の対応関係があるとともに、ネットワークケーブルのタイプは、ネットワークケーブルの長さ及びリンク信号対雑音比に従って判定され得る。マッピング関係テーブルは、ネットワークケーブルの長さ、ネットワークケーブルのリンク信号対雑音比及びネットワークケーブルのタイプの間の対応関係を示すために使用される。ＰＳＥは、ネットワークケーブルの長さとネットワークケーブルのタイプとの間、そしてリンク信号対雑音比とネットワークケーブルのタイプとの間のマッピング関係テーブルを事前に記憶し得る、という点に注意が必要である。ＰＨＹチップがネットワークケーブルのリンク信号対雑音比を読み取る場合に、ＰＳＥは、読み取られたネットワークケーブルのリンク信号対雑音比及び前述のステップにおける計算を通して取得されたネットワークケーブルの長さに従って、ネットワークケーブルの長さとネットワークケーブルのタイプとの間、そしてリンク信号対雑音比とネットワークケーブルのタイプとの間のマッピング関係テーブルに問い合わせを行うことによって、ネットワークケーブルのタイプを判定し得る。図６は、本出願によるリンク信号対雑音比及びネットワークケーブルの長さに従ってネットワークケーブルのタイプを判定することの概略図である。図６において示されたように、ネットワークケーブルの長さがＸ−軸の座標として使用され、ネットワークケーブルの信号対雑音比がＹ−軸の座標として使用され、Ｘ軸及びＹ軸によって決定された空間は複数の直線を含むことができ、各直線の傾斜がネットワークケーブルタイプに対応する。例えば、図６において、直線ｆ１はＣＡＴ６非シールドツイストペア（unshielded  twisted  pair、略してＵＴＰ）に対応し、直線ｆ２はＣＡＴ５シールドツイストペア（shielded  twisted  pair、略してＳＴＰ）に対応し、直線ｆ３はＣＡＴ６シールドツイストペアに対応するとともに、直線ｆ４はＣＡＴ５非シールドツイストペアに対応する。例えば、もしＰＨＹチップによって読み取られたネットワークケーブルの信号対雑音比（signal-to-noise  ratio、略してＳＮＲ）が１８デシベル（ｄＢ）であるとともに、Ｓ４０４において計算されたネットワークケーブルの長さが４０メートル（ｍ）であるならば、信号対雑音比及びネットワークケーブルの長さによって形成されたポイント（４０、１８）は直線ｆ２に重なるとともに、その場合に、ネットワークケーブルのタイプはＣＡＴ５��ールドツイストペアとして判定されることができる。
【００７６】
Ｓ４０７．ＰＳＥが、ネットワークケーブルのタイプを事前設定されたネットワークケーブルタイプに設定するとともに、Ｓ４０８を実行する。
【００７７】
具体的には、ＰＨＹチップがネットワークケーブルのリンク信号対雑音比を読み取らない場合、すなわち、ＰＨＹチップが信号対雑音比の直接的な読み取りをサポートしない場合に、ネットワークケーブルのタイプは、実際のシナリオに関連して、事前設定されたネットワークケーブルタイプに設定され得る。事前設定されたネットワークケーブルタイプは、実際のアプリケーションシナリオに従って設定され得る。例えば、もし実際のアプリケーションシナリオがＦＥ及び／又はＧＥシナリオであるならば、ネットワークケーブルのタイプはＣＡＴ５に設定される。
【００７８】
Ｓ４０８．ＰＳＥが、ネットワークケーブルのタイプに従ってネットワークケーブルの１００メートル当たりの直流インピーダンスを判定する。
【００７９】
Ｓ４０９．ＰＳＥが、数式Ｐｃｈ＝Ｉｐｄ＾２＊Ｌ０＊Ｒｓ／１００を使用することによってネットワークケーブルの損失電力Ｐｃｈを計算する。ＩｐｄはＰＤの最大電流であり、Ｒｓはネットワークケーブルの１００メートル当たりの直流インピーダンスであるとともに、Ｌ０はネットワークケーブルの長さである。
【００８０】
具体的には、Ｓ４０８及びＳ４０９において、ネットワークケーブルの１００メートル当たりの直流インピーダンスはネットワークケーブルのタイプと関係がある。異なるネットワークケーブルタイプは、ネットワークケーブルの１００メートル当たりの異なる直流インピーダンスに対応する。テーブル１は、異なるネットワークケーブルタイプに対応する直流インピーダンスを列挙する。テーブル１において示されたように、ネットワークケーブルの１００メートル当たりの直流インピーダンスは、ネットワークケーブルのタイプに従って判定され得る。例えば、前述のステップにおいて、もしネットワークケーブルのタイプがＣＡＴ５として判定されるならば、テーブル１に従って、ＣＡＴ５に対応する直流インピーダンスＲｓが１２．５オーム／１００ｍ（ｏｈｍ／１００ｍ）であることが取得され得る。
【００８１】
【表１】
0006416167.tif 000002
【００８２】
Ｓ４１０．ＰＳＥが、ＰＤの最大電力及びネットワークケーブルの損失電力の合計を供給電力として使用して、ＰＤに電力を供給する。
【００８３】
Ｓ４１０の実施方法はＳ１０５の実施方法と同じである、という点に注意が必要である。詳細については、Ｓ１０５における説明を参照し、詳細はここでは説明されない。
【００８４】
本発明のこの実施例において提供されるパワーオーバイーサネット方法によれば、実際に使用されるＰＤ電力、ネットワークケーブルタイプ及びネットワークケーブル長さが識別されるとともに、実際のシナリオにおいて遭遇する不正確に検出されたネットワークケーブル長さの問題に関連して、最適なＰＳＥ供給電力がフィルタリングアルゴリズムを使用することにより計算され、それは、ＰＳＥ供給電力の使用効率を更に向上させる。
【００８５】
本発明のこの実施例において、図７は、本出願によるＦＥシナリオにおけるＰＳＥ供給電力の使用効率の概略の比較図である。図７において示されたように、ＦＥシナリオにおいて、ＰＤ電力が６０Ｗであるとともに、ＣＡＴ６Ａネットワークケーブルが使用される場合に、従来のパワーオーバイーサネット方法と比較すると、本発明の実施例において提供されるパワーオーバイーサネット方法は、ＰＳＥ供給電力の使用効率を２０％ほど向上させることができる。図８は、本出願によるＧＥシナリオにおけるＰＳＥ供給電力の使用効率の概略の比較図である。図８において示されたように、ＧＥシナリオにおいて、ＰＤ電力が３０Ｗであるとともに、ＣＡＴ５Ｅネットワークケーブルが使用される場合に、従来のパワーオーバイーサネット方法と比較すると、本発明の実施例において提供されるパワーオーバイーサネット方法は、ＰＳＥ供給電力の使用効率を１０％ほど向上させることができる。
【００８６】
図９は、本出願によるパワーオーバイーサネットデバイスの概略構造図である。パワーオーバイーサネットデバイスは、前述のパワーオーバイーサネット方法を実施するように構成され得る。図９において示されたように、デバイスは、ＰＳＥチップ９０１、ＰＨＹチップ９０２及びプロセッサ９０３を含む。
【００８７】
ＰＳＥチップ９０１は、ＰＤの分類クラスに従ってＰＤの最大電力を判定するように構成される。
【００８８】
ＰＨＹチップ９０２は、ネットワークケーブルのｎ個の測定された長さを読み取り、ｎが１以上の正の整数である、ように構成される。
【００８９】
プロセッサ９０３は、ＰＨＹチップ９０２によって読み取られたネットワークケーブルのｎ個の測定された長さから、収束アルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルの長さを計算し、ネットワークケーブルのタイプを判定し、ネットワークケーブルの長さ及びネットワークケーブルのタイプに従って、ネットワークケーブルの損失電力を計算するとともに、ＰＤの最大電力及びネットワークケーブルの損失電力の合計を供給電力として使用して、ＰＤに電力を供給するように構成される。
【００９０】
プロセッサ９０３は、カルマンフィルタリングアルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルの各測定された長さの最適値を計算し、収束アルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さの最適値からネットワークケーブルの収束長さを取得し、ネットワークケーブルの収束長さをネットワークケーブルの長さとして使用し、ネットワークケーブルの（ｋ−１）番目の測定された長さの最適値を、ネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値として使用し、ネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値及びネットワークケーブルのｋ番目の測定された長さに従って、ネットワークケーブルのｋ番目の長さの最適値を計算するように更に構成される。
【００９１】
プロセッサ９０３は、数式Ｌ（ｋ｜ｋ）＝Ｌ（ｋ｜ｋ−１）＋Ｋｇ（ｋ）（Ｚ（ｋ）−ＨＬ（ｋ｜ｋ−１））を使用することによってネットワークケーブルのｋ番目の長さの最適値Ｌ（ｋ｜ｋ）を計算し、Ｌ（ｋ｜ｋ−１）がネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値であり、Ｋｇ（ｋ）がネットワークケーブルのｋ番目のカルマン利得であり、Ｚ（ｋ）が読み取られたネットワークケーブルのｋ番目の測定された長さであり、Ｈが長さ変動であるとともに、Ｈの値が１に設定される、ように更に構成される。
【００９２】
プロセッサ９０３は、ネットワークケーブルのタイプを判定するまえに、ＰＨＹチップ９０２がネットワークケーブルのリンク信号対雑音比を読み取るかどうかを判定し、ＰＨＹチップ９０２がネットワークケーブルのリンク信号対雑音比を読み取る場合に、ネットワークケーブルの長さとネットワークケーブルのタイプとの間、そしてリンク信号対雑音比とネットワークケーブルのタイプとの間のマッピング関係テーブルに従って、ネットワークケーブルのタイプを判定するか、又は、ＰＨＹチップ９０２がネットワークケーブルのリンク信号対雑音比を読み取らない場合に、ネットワークケーブルのタイプを事前設定されたネットワークケーブルタイプに設定するように更に構成される。
【００９３】
プロセッサ９０３は、ネットワークケーブルのタイプに従ってネットワークケーブルの１００メートル当たりの直流インピーダンスを判定するとともに、数式Ｐｃｈ＝Ｉｐｄ＾２＊Ｌ０＊Ｒｓ／１００を使用することによってネットワークケーブルの損失電力Ｐｃｈを計算し、ＩｐｄがＰＤの最大電流であり、Ｒｓがネットワークケーブルの１００メートル当たりの直流インピーダンスであるとともに、Ｌ０がネットワークケーブルの長さである、ように更に構成される。
【００９４】
本発明の実施例におけるパワーオーバイーサネットデバイスは、前述の方法実施例の技術的解決法を実行するように構成され、その実施原理及び技術的効果は同様であり、詳細はここでは説明されない。
【００９５】
図９において示されたパワーオーバイーサネットデバイスに基づくと、図１０は、本出願による別のパワーオーバイーサネットデバイスの概略構造図である。図１０において示されたように、デバイスは、プロセッサ１００１、ＰＳＥチップ１００２、ＰＨＹチップ１００３及びインタフェース１００４を含む。
【００９６】
ＰＳＥチップ１００２は、ＰＤの分類クラスを識別するとともに、ＰＤの分類クラスに従ってＰＤの最大電力を判定するように構成される。ＰＨＹチップ１００３は、ネットワークケーブルのｎ個の測定された長さを読み取り、ｎが１以上の正の整数である、ように構成される。
【００９７】
ＰＳＥは、インタフェース１００４を使用することにより別のデバイスと通信し得る。具体的には、ＰＤは、イーサネットケーブルを使用することによりインタフェース１００４に接続されることができ、それにより、ＰＳＥは、インタフェース１００４及びイーサネットケーブルを使用することにより、ＰＤに電力を供給することができる。
【００９８】
プロセッサ１００１は、中央処理装置（central  processing  unit、略してＣＰＵ）、ネットワークプロセッサ（network  processor、略してＮＰ）、若しくは同様のものを含む汎用プロセッサであり得るか、又は、デジタルシグナルプロセッサ（digital  signal  processor、略してＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（application-specific  integrated  circuit、略してＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field-programmable  gate  array、略してＦＰＧＡ）、若しくは別のプログラマブル論理デバイスであり得る。
【００９９】
プロセッサ１００１がＣＰＵである場合に、パワーオーバイーサネットデバイスは、プログラムを記憶するように構成されるメモリを更に含み得る。具体的には、プログラムはプログラムコードを含み得るとともに、プログラムコードはコンピュータ演算命令を含む。メモリは、ランダムアクセスメモリ（random  access  memory、略してＲＡＭ）を含み得るか、又は不揮発性メモリ（non-volatile  memory）、例えば少なくとも１つのディスクメモリを含み得る。パワーオーバイーサネットデバイスが作動する場合に、プロセッサ１００１はメモリと通信するとともに、プロセッサ１００１は前述の機能を実施するためにメモリに記憶されるプログラムコードを実行する。
【０１００】
任意に、プロセッサ１００１は、判定モジュール及び計算モジュールを含む。
【０１０１】
判定モジュールは、ネットワークケーブルのタイプを判定するように構成される。
【０１０２】
計算モジュールは、当該パワーオーバイーサネットデバイスとＰＤとの間のネットワークケーブルの長さを取得し、ネットワークケーブルの長さ及びネットワークケーブルのタイプに従って、ネットワークケーブルの損失電力を計算するとともに、ＰＤの最大電力及びネットワークケーブルの損失電力の合計をＰＳＥの供給電力として使用するように構成される。
【０１０３】
本発明の実施例におけるパワーオーバイーサネットデバイスは、図１において示された方法実施例の技術的解決法を実行するように構成され、その実施原理及び技術的効果は同様であり、詳細はここでは説明されない。
【０１０４】
さらに、図１０において示された実施例において、計算モジュールは、ＰＨＹチップ１００３によって読み取られたネットワークケーブルのｎ個の測定された長さから、カルマンフィルタリングアルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルの各測定された長さの最適値を計算し、収束アルゴリズムを使用することによってネットワークケーブルのｎ個の測定された長さの最適値からネットワークケーブルの収束長さを取得するとともに、ネットワークケーブルの収束長さをネットワークケーブルの長さとして使用するように更に構成される。
【０１０５】
さらに、図１０において示された実施例において、計算モジュールは、ネットワークケーブルの（ｋ−１）番目の測定された長さの最適値を、ネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値として使用するとともに、数式Ｌ（ｋ｜ｋ）＝Ｌ（ｋ｜ｋ−１）＋Ｋｇ（ｋ）（Ｚ（ｋ）−ＨＬ（ｋ｜ｋ−１））を使用することによってネットワークケーブルのｋ番目の長さの最適値Ｌ（ｋ｜ｋ）を計算し、Ｌ（ｋ｜ｋ−１）がネットワークケーブルのｋ番目の長さの予測値であり、Ｋｇ（ｋ）がネットワークケーブルのｋ番目のカルマン利得であり、Ｚ（ｋ）が読み取られたネットワークケーブルのｋ番目の測定された長さであり、Ｈが長さ変動であるとともに、Ｈの値が１に設定される、ように具体的に構成される。
【０１０６】
さらに、図１０において示された実施例において、プロセッサ１００１は、判断モジュールを更に含み得る。
【０１０７】
判断モジュールは、判定モジュールがネットワークケーブルのタイプを判定するまえに、ＰＨＹチップがネットワークケーブルのリンク信号対雑音比を読み取るかどうかを判定する。
【０１０８】
判定モジュールは、ＰＨＹチップ１００３がネットワークケーブルのリンク信号対雑音比を読み取る場合に、ネットワークケーブルの長さとネットワークケーブルのタイプとの間、そしてリンク信号対雑音比とネットワークケーブルのタイプとの間のマッピング関係テーブルに従って、ネットワークケーブルのタイプを判定するか、又は、ＰＨＹチップ１００３がネットワークケーブルのリンク信号対雑音比を読み取らない場合に、ネットワークケーブルのタイプを事前設定されたネットワークケーブルタイプに設定するように構成される。
【０１０９】
本願において提供されるパワーオーバイーサネットシステムは、前述の実施例のあらゆる実施例におけるＰＳＥ及びＰＤを含む。
【０１１０】
この実施例のＰＳＥ及びＰＤについては、前述の実施例におけるＰＳＥ及びＰＤに関係している関連の実施例において開示された関連の内容を参照し、その実施原理及び技術的効果は同様であり、詳細はここでは説明されない。
【０１１１】
最後に、前述の実施例は、単に本発明の技術的解決法を説明するために意図されているに過ぎず、本発明を限定するため意図されていない、という点に注意が必要である。前述の実施例に関連して本発明が詳細に説明されたが、当業者は、本発明の実施例の技術的解決法の範囲から逸脱することなく、前述の実施例において説明された技術的解決法にさらに修正を行い得るか、又は、それらのいくつか若しくは全ての技術的特徴に等価な置換を行い得る、ということを理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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