特許 6379162 ＰｏＥベースの電力供給方法及びＰＳＥ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6379162

(24)【登録日】2018年8月3日

(45)【発行日】2018年8月22日

(54)【発明の名称】ＰｏＥベースの電力供給方法及びＰＳＥ

(51)【国際特許分類】

   H04L 29/00 20060101AFI20180813BHJP

   H04L 12/28 20060101ALI20180813BHJP

   H04L 25/02 20060101ALI20180813BHJP

【ＦＩ】

   H04L13/00 T

   H04L12/28 200Z

   H04L25/02 K

【請求項の数】16

【外国語出願】

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2016-230304(P2016-230304)

(22)【出願日】2016年11月28日

(65)【公開番号】特開2017-103768(P2017-103768A)

(43)【公開日】2017年6月8日

【審査請求日】2016年12月27日

(31)【優先権主張番号】201510863963.9

(32)【優先日】2015年11月30日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】503433420

【氏名又は名称】華為技術有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＨＵＡＷＥＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】▲楊▼ ▲伝▼▲楓▼

【審査官】 大石 博見

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１８００４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１６−５３５３３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ２９／００

Ｈ０４Ｌ １２／２８

Ｈ０４Ｌ ２５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パワー・オーバー・イーサネット（ＰｏＥ）に基づく電力供給方法であって、
給電機器（ＰＳＥ）が受電装置（ＰＤ）に給電した後、前記ＰＳＥが、前記ＰＳＥと前記ＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下を決定するステップと、
前記ネットワークケーブルの前記線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、前記ＰＳＥが、前記ＰＤに第１のイーサネットパケットを送信するステップであって、前記第１のイーサネットパケットは、前記ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む、ステップと、
を含む方法。

【請求項2】

前記ＰＳＥが前記ネットワークケーブルの前記線間電圧降下を決定する前記ステップは、
前記ＰＤへの給電前に、前記ＰＳＥが、前記ネットワークケーブルのインピーダンスを決定するステップと、
前記ＰＤへの給電後に、前記ＰＳＥが、前記ネットワークケーブルの電流を決定するステップと、
前記ネットワークケーブルの前記電流と前記ネットワークケーブルの前記インピーダンスとの積を、前記ネットワークケーブルの前記線間電圧降下として用いるステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ＰＳＥが前記ネットワークケーブルのインピーダンスを決定する前記ステップは、
前記ＰＳＥが、前記ネットワークケーブルの長さを決定し、前記ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定するステップと、
前記ＰＳＥが、前記ネットワークケーブルカテゴリに従って、前記ネットワークケーブルカテゴリに対応する単位長さ当たりのインピーダンスを決定するステップと、
前記単位長さ当たりのインピーダンスと前記ネットワークケーブルの前記長さとの積を、前記ネットワークケーブルの前記インピーダンスとして用いるステップと、
を含み、
前記ＰＳＥが前記ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定する前記ステップは、
前記ＰＳＥが、複数の出力電力における前記ネットワークケーブルの信号対雑音比（ＳＮＲ）を決定し、前記ネットワークケーブルの出力電力とＳＮＲとの第１の対応関係を決定するステップと、
前記ＰＳＥが、各種ネットワークケーブルカテゴリの出力電力とＳＮＲとの対応関係と、前記第１の対応関係とに従って、前記ネットワークケーブルの前記ネットワークケーブルカテゴリを決定するステップと、
を含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記ＰＳＥが前記ＰＤに前記第１のイーサネットパケットを送信する前に、前記方法は更に、
前記ＰＳＥが、前記ネットワークケーブルの電流変化率を決定するステップであって、前記電流変化率は、前記ＰＤの負荷消費電力の変化率閾値を示すのに用いられる、ステップ、
を含み、
対応して、前記第１のイーサネットパケットは更に、前記ネットワークケーブルの前記電流変化率を含み、
前記ＰＳＥが前記ネットワークケーブルの電流変化率を決定する前記ステップは、具体的には、
前記ＰＳＥが、前記ネットワークケーブルの前記ネットワークケーブルカテゴリに対応する最大通信帯域幅を決定するステップと、
前記ＰＳＥが、前記ＰＳＥのポート速度と、前記最大通信帯域幅と、前記ＰＳＥが前記ＰＤに対して出力する出力電圧とに従って、前記ネットワークケーブルのノイズ電圧閾値を決定するステップと、
前記ＰＳＥが前記出力電圧を前記ＰＤに対して出力した後に、前記ＰＳＥが、設定された単位時間に従って前記出力電圧の電圧値を調整し、各電圧調整の後に、前記ネットワークケーブルの測定されたノイズ電圧が前記ノイズ電圧閾値に等しくなるまで、前記ネットワークケーブルのノイズ電圧を測定するステップと、
前記ＰＳＥが、最後の調整プロセスにおいて、前記設定された単位時間内に前記ネットワークケーブルの電流変化率を決定するステップと、
を含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記ノイズ電圧閾値は、以下の式

【数14】

を満たし、式中、ＵＮは前記ノイズ電圧閾値であり、ＵＯは前記ＰＳＥが前記ＰＤに対して出力する前記出力電圧であり、Ｃは前記ＰＳＥの前記ポート速度であり、Ｗは前記最大通信帯域幅である、
請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記ＰＳＥが、前記ＰＤに第１の電圧インパルスを送信し、前記ＰＤによって受信される第２の電圧インパルスを検出するステップと、
前記ＰＳＥが、前記第１の電圧インパルス及び前記第２の電圧インパルスに従って、前記ネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失を決定するステップと、
前記ＰＳＥが、挿入損失と温度との対応関係に従って、前記ネットワークケーブルの前記ネットワークケーブル挿入損失に対応するネットワークケーブル温度を決定するステップと、
前記ＰＳＥが前記ネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値よりも高いと決定した場合、前記ＰＳＥが、前記ＰＤに第２のイーサネットパケットを送信するステップであって、前記第２のイーサネットパケットは、前記ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む、ステップと、
を更に含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

給電機器（ＰＳＥ）であって、
受電装置（ＰＤ）に給電するように構成されるＰＳＥチップと、
前記ＰＳＥチップが前記ＰＤに給電した後、前記ＰＳＥと前記ＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下を決定し、前記ネットワークケーブルの前記線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、前記ＰＤに第１のイーサネットパケットを送信するように構成されるプロセッサであって、前記第１のイーサネットパケットは、前記ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む、プロセッサと、
を備えるＰＳＥ。

【請求項8】

前記ＰＳＥチップは更に、前記ＰＤへの給電後に、前記ネットワークケーブルの電流を決定するように構成され、
前記ネットワークケーブルの前記線間電圧降下を決定するとき、前記プロセッサは、具体的には、
前記ＰＳＥチップが前記ＰＤに給電する前に、前記ネットワークケーブルのインピーダンスを決定し、
前記ネットワークケーブルの前記電流と前記ネットワークケーブルの前記インピーダンスとの積を、前記ネットワークケーブルの前記線間電圧降下として用いるように構成される、
請求項７に記載のＰＳＥ。

【請求項9】

前記ネットワークケーブルの前記インピーダンスを決定するとき、前記プロセッサは、具体的には、前記ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定し、前記ネットワークケーブルカテゴリに従って、前記ネットワークケーブルカテゴリに対応する単位長さ当たりのインピーダンスを決定し、前記単位長さ当たりのインピーダンスと前記ネットワークケーブルの長さとの積を、前記ネットワークケーブルの前記インピーダンスとして用いるように構成され、
前記ＰＳＥチップは更に、前記ネットワークケーブルの前記長さを決定するように構成され、
前記ネットワークケーブルの前記ネットワークケーブルカテゴリを決定するとき、前記プロセッサは、具体的には、
複数の出力電力における前記ネットワークケーブルの信号対雑音比（ＳＮＲ）に従って、前記ネットワークケーブルの出力電力とＳＮＲとの第１の対応関係を決定し、各種ネットワークケーブルカテゴリの出力電力とＳＮＲとの対応関係と、前記第１の対応関係とに従って、前記ネットワークケーブルの前記ネットワークケーブルカテゴリを決定するように構成され、
前記ＰＳＥチップは更に、前記複数の出力電力における前記ネットワークケーブルの前記ＳＮＲを検出及び取得するように構成される、
請求項８に記載のＰＳＥ。

【請求項10】

前記プロセッサは更に、前記ＰＤに前記第１のイーサネットパケットを送信する前に、電流変化率を決定するように構成され、前記電流変化率は、前記ＰＤの負荷消費電力の変化率閾値を示すのに用いられ、
対応して、前記第１のイーサネットパケットは更に、前記ネットワークケーブルの前記電流変化率を含み、
前記プロセッサは、具体的には、
前記ネットワークケーブルの前記ネットワークケーブルカテゴリに対応する最大通信帯域幅を決定し、
前記ＰＳＥのポート速度と、前記最大通信帯域幅と、前記ＰＳＥが前記ＰＤに対して出力する出力電圧とに従って、前記ネットワークケーブルのノイズ電圧閾値を決定するように構成され、
前記ＰＳＥチップは更に、前記出力電圧を前記ＰＤに対して出力した後、設定された単位時間に従って前記出力電圧の電圧値を調整し、各電圧調整の後に、前記ネットワークケーブルの測定されたノイズ電圧が前記ノイズ電圧閾値に等しくなるまで、前記ネットワークケーブルのノイズ電圧を調整するように構成され、
前記プロセッサは、最後の調整プロセスにおいて、前記設定された単位時間内に前記ネットワークケーブルの電流変化率を決定する、
請求項９に記載のＰＳＥ。

【請求項11】

前記ＰＳＥチップは更に、前記ＰＤに第１の電圧インパルスを送信し、前記ＰＤによって受信される第２の電圧インパルスを検出するように構成され、
前記プロセッサは更に、前記第１の電圧インパルス及び前記第２の電圧インパルスに従って、前記ネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失を決定し、挿入損失と温度との対応関係に従って、前記ネットワークケーブルの前記ネットワークケーブル挿入損失に対応するネットワークケーブル温度を決定し、前記ネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値よりも高いと決定した場合、前記ＰＤに第２のイーサネットパケットを送信するように構成され、前記第２のイーサネットパケットは、前記ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む、
請求項７乃至１０のいずれか一項に記載のＰＳＥ。

【請求項12】

パワー・オーバー・イーサネット（ＰｏＥ）に基づく電力供給方法であって、
受電装置（ＰＤ）が、給電機器（ＰＳＥ）によって供給された電力を受け取るステップであって、前記ＰＤはネットワークケーブルを介して前記ＰＳＥに接続する、ステップと、
前記ＰＤが、前記ＰＳＥによって送信されたイーサネットパケットを受信し、前記イーサネットパケットに従って前記ＰＤの負荷消費電力を低減するステップであって、前記イーサネットパケットは、前記ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む、ステップと、
を含む方法。

【請求項13】

前記イーサネットパケットは更に電流変化率を含み、
前記イーサネットパケットに従って前記ＰＤの負荷消費電力を低減する前記ステップは、
前記命令情報に従って前記ＰＤの前記負荷消費電力を低減し、単位時間内における負荷消費電力の変化率が前記電流変化率よりも小さくなるようにするステップ、
を含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

受電装置（ＰＤ）であって、
給電機器（ＰＳＥ）によって供給された電力を受け取る手段であって、前記ＰＤはネットワークケーブルを介して前記ＰＳＥに接続する、手段と、
前記ＰＳＥによって送信されたイーサネットパケットを受信し、前記イーサネットパケットに従って前記ＰＤの負荷消費電力を低減する手段であって、前記イーサネットパケットは、前記ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む、手段と、
を備えるＰＤ。

【請求項15】

前記イーサネットパケットは更に電流変化率を含み、
前記イーサネットパケットに従って前記ＰＤの負荷消費電力を低減することは、
前記命令情報に従って前記ＰＤの負荷消費電力を低減し、単位時間内における負荷消費電力の変化率が前記電流変化率よりも小さくなるようにすること、
を含む、請求項１４に記載のＰＤ。

【請求項16】

前記イーサネットパケットは更に、前記ＰＤに負荷消費電力を低減するように指示するための原因情報を含み、前記原因情報は、
前記ネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいことと、
前記ネットワークケーブルのネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値よりも高いことと、
のうちいずれか１つを含む、
請求項１４又は１５に記載のＰＤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信技術分野に関し、特に、ＰｏＥベースの電力供給方法及びＰＳＥに関する。

【背景技術】

【0002】

パワー・オーバー・イーサネット（Power over Ethernet、略称ＰｏＥ）技術は、イーサネットを用いて端末に電力を供給する技術であり、インターネットプロトコル（Internet Protocol、略称ＩＰ）電話、携帯電話充電器、カードリーダ、カメラ、データコレクタ等の端末の電源問題を効果的に解決することができる。このような端末では電源システムのケーブル接続は考慮されなくなり、ネットワークに接続されるとデバイスに電源が供給される。ＰｏＥシステムには、給電機器（Power Sourcing Equipment、略称ＰＳＥ）と受電装置（Powered Device、略称ＰＤ）が含まれる。ＰＳＥは、ＰＤに電力を供給するように構成される。

【0003】

ＰｏＥ技術の発達とＰｏＥ規格の改善により、より多くのタイプのデバイスが遠隔電源をサポートし、デバイスの負荷は完全に同じではない。しかしながら、ＰｏＥ関連規格では、ＰＳＥの出力電圧は一般に固定されており、例えば５３．５ボルト（英語：volt、記号：Ｖ）に固定されている。ネットワークケーブルが比較的長く、或いはＰＳＥとＰＤとの間の伝送電力が比較的大きいために、線間電圧降下が大きすぎると、ＰＤが受け取る電圧が満足できなくなり、ＰＤの正常動作に更に影響してしまう。

【発明の概要】

【0004】

ＰＳＥの出力電圧が一定値である場合に、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下が大きすぎるためにＰＤが受ける電圧を満足することができず、ＰＤの正常動作に更に影響してしまうという課題を解決するために、本願は、ＰｏＥベースの電力供給方法及びＰＳＥを提供する。

【0005】

第１の態様によれば、ＰｏＥベースの電力供給方法が提供される。本方法は、
給電機器（ＰＳＥ）がＰＤに電力を供給した後、ＰＳＥが、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下を決定するステップと、
ネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、ＰＳＥが、ＰＤに第１のイーサネットパケットを送信するステップであって、第１のイーサネットパケットは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む、ステップと、
を含む。

【0006】

上述の方法を採用することにより、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、ＰＳＥは、ＰＤに負荷消費電力を低減させるために、ＰＤの電力制御管理を実行する。このようにして、ＰＤがその負荷を減少させ、必要な電圧値が下げられる。したがって、ＰＳＥによってＰＤに供給される電圧はＰＤの電力要求を満たすことができ、よって、ＰＤの正常な動作が保証され、停電の発生が回避される。

【0007】

第１の態様に関して、第１の可能な実施方式では、ＰＳＥがネットワークケーブルの線間電圧降下を決定するステップは、
ＰＤへの給電前に、ＰＳＥが、ネットワークケーブルのインピーダンスを決定し、ＰＤへの給電後に、ＰＳＥが、ネットワークケーブルの電流を決定し、ネットワークケーブルの電流とネットワークケーブルのインピーダンスとの積を、ネットワークケーブルの線間電圧降下として用いるステップ、又は、
ＰＳＥが、ＰＤの両端間の電圧を検出し、ＰＳＥがＰＤに対して出力する出力電圧とＰＤの両端間の電圧との差を、ネットワークケーブルの線間電圧降下として用いるステップ、又は
ＰＳＥが、ＰＳＥの出力電力と、ＰＤの負荷消費電力と、ネットワークケーブルの電流とを決定し、ＰＳＥの出力電力とＰＤの負荷消費電力との差を電流で割った商を、ネットワークケーブルの線間電圧降下として用いるステップ、
を含む。

【0008】

第１の態様の第１の可能な実施方式に関して、第１の態様の第２の可能な実施方式では、ＰＳＥがネットワークケーブルのインピーダンスを決定するステップは、
ＰＳＥが、ネットワークケーブルの長さを決定し、ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定するステップと、
ＰＳＥが、ネットワークケーブルカテゴリに従って、ネットワークケーブルカテゴリに対応する単位長さ当たりのインピーダンスを決定するステップと、
単位長さ当たりのインピーダンスとネットワークケーブルの長さとの積を、ネットワークケーブルのインピーダンスとして用いるステップと、
を含む。ＰＳＥがネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定するステップは、
ＰＳＥが、複数の出力電力におけるネットワークケーブルの信号対雑音比（ＳＮＲ）を決定し、ネットワークケーブルの出力電力とＳＮＲとの第１の対応関係を決定するステップと、
ＰＳＥが、各種ネットワークケーブルカテゴリの出力電力とＳＮＲとの対応関係と、第１の対応関係とに従って、ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定するステップと、
を含む。

【0009】

第１の態様並びに第１の態様の第１及び第２の可能な実施方式のうちいずれか１つに関して、第１の態様の第３の可能な実施方式では、本方法は更に、
ＰＳＥが、ＰＤに第１の電圧インパルスを送信し、ＰＤによって受信される第２の電圧インパルスを検出するステップと、
ＰＳＥが、第１の電圧インパルス及び第２の電圧インパルスに従って、ネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失を決定するステップと、
ＰＳＥが、挿入損失と温度との対応関係に従って、ネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失に対応するネットワークケーブル温度を決定するステップと、
ＰＳＥがネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値よりも高いと決定した場合、ＰＳＥが、ＰＤに第２のイーサネットパケットを送信するステップであって、第２のイーサネットパケットは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む、ステップと、
を含む。

【0010】

上述の方法を採用することにより、ＰＳＥは更に、ネットワークケーブル温度をリアルタイムでモニタリングすることができる。ネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値に達した場合、ＰＤに負荷消費電力を低減させるために、ＰＤに対しても電力制御管理が実行される。このようにして、ＰＤが必要とする電圧値を下げ、ネットワークケーブル温度がそれ以上悪化しないようにし、ネットワークケーブルの動作信頼性を確保すると共に、ＰｏＥベースのネットワーク全体の安全性を確保する。

【0011】

第１の態様の第１〜３の可能な実施方式のうちいずれか１つに関して、第１の態様の第４の可能な実施方式では、ＰＳＥがＰＤに給電する前に、本方法は更に、
ＰＳＥが、ＰＤの現在の負荷消費電力を検出し、検出されたＰＤの現在の負荷消費電力に従って、ＰＤを分類してＰＤのクラスを決定するステップと、
ＰＤのクラスに従って、ＰＤの最大負荷消費電力と、ＰＳＥがＰＤに対して出力する最大出力電圧とを決定するステップと、
ＰＤの最大負荷消費電力と、ネットワークケーブルのインピーダンスと、最大出力電圧とに従って、ネットワークケーブルの過電流閾値を決定するステップであって、過電流閾値は、ＰＳＥがＰＤへの電力供給を制御する際に用いられる、ステップと、
を含む。

【0012】

上述の方法を採用することにより、各ＰＤに電力を供給するプロセスにおいて、ＰＳＥは、対応するネットワークケーブルのインピーダンスとＰＤの最大負荷消費電力に応じて、過電流閾値を設定する。インピーダンスの異なるネットワークケーブルに対しては、異なる過電流閾値が設定される。これにより、ネットワークケーブル間の電流不均衡によって引き起こされるＰＳＥの過負荷ポートのリスクが大幅に低減され、更にＰＤの電源オフにつながり、ＰＤの動作信頼性が確保される。

【0013】

第１の態様の第２の可能な実施方式に関して、第１の態様の第５の可能な実施方式では、ＰＳＥがＰＤに第１のイーサネットパケットを送信する前に、本方法は更に、ＰＳＥが、ネットワークケーブルの電流変化率を決定するステップであって、電流変化率は、ＰＤの負荷消費電力の変化率閾値を示すのに用いられる、ステップ、を含み、
対応して、第１のイーサネットパケットは更に、ネットワークケーブルの電流変化率を含み、
ＰＳＥがネットワークケーブルの電流変化率を決定するステップは、具体的には、
ＰＳＥが、ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリに対応する最大通信帯域幅を決定するステップと、
ＰＳＥが、ＰＳＥのポート速度と、最大通信帯域幅と、ＰＳＥがＰＤに対して出力する出力電圧とに従って、ネットワークケーブルのノイズ電圧閾値を決定するステップと、
ＰＳＥが電圧をＰＤに対して出力した後に、ＰＳＥが、設定された単位時間に従って出力電圧の電圧値を調整し、各電圧調整の後に、ネットワークケーブルの測定されたノイズ電圧がノイズ電圧閾値に等しくなるまで、ネットワークケーブルのノイズ電圧を測定するステップと、
ＰＳＥが、最後の調整プロセスにおいて、設定された単位時間内にネットワークケーブルの電流変化率を決定するステップと、
を含む。

【0014】

上述の方法を採用することにより、ＰＤに負荷消費電力を低減するように指示する前に、ＰＳＥは、ネットワークケーブルの電流変化率、すなわちＰＤの負荷消費電力の変化率閾値を決定し、第１のイーサネットパケットを用いてＰＤにネットワークケーブルの電流変化率を送信するので、ＰＤが負荷消費電力を調整するとき、負荷消費電力の実際の変化率は負荷消費電力の変化率閾値よりも小さい。これにより、リンク速度がＰＳＥのポート速度と等しいことが保証され、ＰＳＥとＰＤとの間のデータ伝送中にサービスパケット損失が発生しないことが保証されるので、リンクの伝送信頼性が保証される。

【0015】

第１の態様第５の可能な実施方式に関して、第１の態様の第６の可能な実施方式では、ノイズ電圧閾値は、以下の式

【0016】

【数1】

を満たす。式中、Ｕ_Ｎはノイズ電圧閾値であり、Ｕ_ＯはＰＳＥがＰＤに対して出力する出力電圧であり、ＣはＰＳＥのポート速度であり、Ｗは最大通信帯域幅である。

【0017】

第２の態様によれば、給電機器（ＰＳＥ）が提供される。ＰＳＥは、上述のＰｏＥベースの電力供給方法においてＰＳＥ動作の機能を実現する。機能はハードウェアによって実現されてもよいし、ハードウェアによって実行される対応するソフトウェアによって実現されてもよい。ハードウェア又はソフトウェアは、上述の機能に対応する１以上のモジュールを含む。

【0018】

可能な実施方式では、ＰＳＥは、ＰＳＥチップ、プロセッサ、バス及びインタフェースを備える。ＰＳＥチップ、プロセッサ及びインタフェースは、バスを用いて相互に接続される。ここで、
ＰＳＥチップは、ＰＤに給電するように構成され、
プロセッサは、ＰＳＥチップがＰＤに給電した後、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下を決定し、ネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、インタフェースを用いて、ＰＤに第１のイーサネットパケットを送信するように構成され、第１のイーサネットパケットは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含み、
インタフェースは、ＰＤに第１のイーサネットパケットを送信するように構成される。

【0019】

別の可能な実施方式では、ＰＳＥは、
ＰＤに給電するように構成される電源ユニットであって、ＰＤはネットワークケーブルを用いてＰＳＥに接続される、電源ユニットと、
電源ユニットがＰＤに給電した後、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下を決定するように構成される処理ユニットと、
ネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、ＰＤに第１のイーサネットパケットを送信するように構成される送信ユニットであって、第１のイーサネットパケットは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む、送信ユニットと、
を備える。

【0020】

第３の態様によれば、ＰｏＥベースの電力供給システムが提供される。本システムは、上述の態様で説明されたＰＳＥ及びＰＤを備える。ＰＳＥは、ネットワークケーブルを用いてＰＤに接続され、ＰＤに電力を供給する。

【0021】

ＰＳＥは、ＰＤへの給電後に、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下を決定し、ネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、ＰＤに第１のイーサネットパケットを送信するように構成され、第１のイーサネットパケットは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含み、
ＰＤは、ＰＳＥによって供給される電力を受け取り、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、ＰＳＥによって送信される第１のイーサネットパケットを受信し、第１のイーサネットパケットの命令情報に従って、負荷消費電力を低減するように構成される。

【0022】

本発明で提供されるＰｏＥベースの電力供給方法を採用することにより、ＰＳＥがＰＤに電圧を出力した後、ＰＳＥは、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下を決定する。ネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、ＰＳＥはＰＤに第１のイーサネットパケットを送信する。第１のイーサネットパケットは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む。このようにして、ＰＳＥは、ＰＤに対する電力制御管理を実行することができる。ＰＤは、第１のイーサネットパケットを受信した後、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報に従って、ＰＤの負荷を低減することができる。命令情報は、第１のイーサネットパケットに含まれる。これにより、ＰＤが受け取る電圧がＰＤの負荷の電力要件を満たすことができ、ＰＤが正常に動作することが保証される。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態に係るＰｏＥベースの電力供給システムの概略図である。

【図2】本発明の実施形態に係る、ＰｏＥベースの電力供給方法のフローチャートである。

【図3】本発明の実施形態に係る、各種ネットワークケーブルカテゴリの出力電力とＳＮＲとの対応関係を示す図である。

【図4】本発明の実施形態に係る、ＰｏＥベースの電力供給方法のフローチャートである。

【図5】本発明の実施形態に係るＰＳＥの概略構造図である。

【図6】本発明の実施形態に係るＰＳＥの概略構造図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明の目的、技術的解決策及び利点をより明瞭にするために、以下、添付図面を参照して本発明を更に詳しく説明する。明らかに、記載される実施形態は、本発明の実施形態の全部ではなく一部に過ぎない。当業者が本発明の実施形態に基づいて創意工夫なく得た他の実施形態は、全て本発明の保護範囲に包含されるものとする。

【0025】

ＰＳＥの出力電圧が固定である場合に、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下が大きすぎるためにＰＤが受ける電圧を満足することができず、ＰＤの正常動作に影響してしまうという課題を解決するために、本発明の実施形態は、ＰｏＥベースの電力供給方法及びＰＳＥを提供する。本発明の方法及び装置は、同じ発明概念に基づく。方法及び装置は、同様の原理を採用することによって課題を解決する。したがって、装置及び方法の実施については相互に参照することができ、両方について同じ内容は繰り返し説明されない。

【0026】

本発明の実施形態では、ＰＳＥがＰＤに電圧を出力した後、ＰＳＥは、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下を決定し、ネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、ＰＳＥはＰＤに第１のイーサネットパケットを送信する。それによりＰＤは、第１のイーサネットパケットを受信した後、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報に従って、ＰＤの負荷を低減する。命令情報は、第１のイーサネットパケットにおいて搬送される。これにより、ＰＤが受け取る電圧がＰＤの負荷の電力要件を満たすことができ、ＰＤが正常に動作することが保証される。

【0027】

本発明の実施形態で提供されるＰｏＥベースの電力供給方法は、ＰｏＥ技術を用いるネットワークに適用可能である。本願は、ＰｏＥベースの電力供給システムを提供する。本システムは、ＰＳＥ１０１及びＰＤを含む。図１に示されるように、例えば、ＰＳＥ１０１には３つのＰＤ（ＰＤ１０２，ＰＤ１０３，ＰＤ１０４）が接続される。当然ながら、受電装置以外の端末（図示なし）もＰＳＥ１０１に接続されてよい。本発明はそれに限定するものではない。

【0028】

ＰＳＥ１０１は、イーサネット上のデータ転送を実施するためのネットワークデバイスであり、ＰｏＥ対応のイーサネットスイッチ、ルータその他のネットワークデバイスであってよい。本発明はそれに限定するものではない。

【0029】

ＰＳＥ１０１は電源管理システムを備え、標準のネットワークケーブルを用いてＰＤ１０２，ＰＤ１０３，ＰＤ１０４に個別に接続される。標準のネットワークケーブルには、カテゴリ５ケーブル（ＣＡＴ５）、カテゴリ５拡張ケーブル、カテゴリ６ケーブル（ＣＡＴ６）等が含まれる。ＰＳＥ１０１は、ネットワークケーブルを用いて各ＰＤに電流を流してＰＤに電圧を供給することで、ＰＤが正常に動作するようにし、また、ネットワークケーブルを用いて各ＰＤとデータをやりとりする。

【0030】

ＰＳＥ１０１は更に、電力の計画及び管理を実施してよい。ＰＳＥ１０１は、各ＰＤに電圧を出力した後、ＰＳＥ１０１とＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下を決定する。ＰＳＥ１０１と任意のＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下が所定の線間電圧降下閾値よりも大きいとき、ＰＳＥ１０１は、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を搬送する第１のイーサネットパケットをＰＤに送信して、ＰＤに負荷消費電力を低減させる。例えば、アイドル状態であるか或いはデータ伝送を受けていない内部機能モジュール又はサービスモジュールがある場合、ＰＤはモジュールの電源を遮断する。

【0031】

ＰＤ１０２，ＰＤ１０３，ＰＤ１０４は、ＩＰ電話、携帯機器充電器、カードリーダ、カメラ等の端末機器であってよい。ＰＤ１０２、ＰＤ１０３又はＰＤ１０４は、ＰＳＥ１０１によって供給される電力を受け入れ、ＰＳＥによって送信された第１のイーサネットパケットを受信すると、第１のイーサネットパケット内の命令情報に従って負荷消費電力を低減する。

【0032】

図２を参照する。図２は、本発明の実施形態に係る、ＰｏＥベースの電力供給方法のフローチャートである。本方法は、以下の要素を含む。

【0033】

ステップ２０１：ＰＳＥがＰＤに給電した後、ＰＳＥが、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下を決定する。

【0034】

任意に、ＰＳＥがステップ２０１を実行するとき、以下のいくつかの方式が含まれる。

【0035】

第１の方式：ＰＳＥは、ＰＤの両端間の電圧を検出し、ＰＳＥがＰＤに対して出力する出力電圧とＰＤの両端間の電圧との差を、ネットワークケーブルの線間電圧降下として用いる。

【0036】

第２の方式：ＰＳＥは、ネットワークケーブルの電流とネットワークケーブルのインピーダンスとの積を、ネットワークケーブルの線間電圧降下として用いる。

【0037】

具体的には、ＰＳＥは、ＰＤへの給電前にネットワークケーブルのインピーダンスを決定し、ＰＤへの給電後にネットワークケーブルの電流を決定する。

【0038】

第３の方式：ＰＳＥは、ＰＳＥの出力電力と、ＰＤの負荷消費電力と、ネットワークケーブルの電流とを決定し、ＰＳＥの出力電力とＰＤの負荷消費電力との差を電流で割った商を、ネットワークケーブルの線間電圧降下として用いる。

【0039】

第１の方式では、ＰＳＥは、ＰＳＥがＰＤに対して出力する出力電圧Ｕ_ｏを決定することができ、従来の方式でＰＤの両端間の電圧Ｕ_ｓを検出することができる。そして、ネットワークケーブルの線間電圧降下Ｕ_Ｒは式１を満たす。

【0040】

Ｕ_Ｒ＝Ｕ_ｏ−Ｕ_ｓ 式１
第２の方式では、ＰＳＥは、ＰＤに電圧を出力する前にネットワークケーブルのインピーダンスＲを決定し、電圧を出力した後にネットワークケーブルの電流Ｉを決定する。そして、ネットワークケーブルの線間電圧降下Ｕ_Ｒは式２を満たす。

【0041】

Ｕ_Ｒ＝Ｒ＊Ｉ 式２
第３の方式では、ＰＳＥは、ＰＳＥの出力電力Ｐ_Ｏと、ＰＤの負荷消費電力Ｐ_Ｓと、ネットワークケーブルの電流Ｉとを決定する。そして、ネットワークケーブルの線間電圧降下Ｕ_Ｒは式３を満たす。

【0042】

【数2】

式３
第２の方式において、ＰＳＥがネットワークケーブルのインピーダンスを決定するステップは、
ＰＳＥが、ネットワークケーブルの長さを決定し、ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定するステップと、
ＰＳＥが、ネットワークケーブルカテゴリに従って、ネットワークケーブルカテゴリに対応する単位長さ当たりのインピーダンスを決定するステップと、
単位長さ当たりのインピーダンスとネットワークケーブルの長さとの積を、ネットワークケーブルのインピーダンスとして用いるステップと、
を含む。ネットワークケーブルのインピーダンスＲは式４を満たす。

【0043】

Ｒ＝ｒ０＊Ｌ 式４
式中、ｒ０はネットワークケーブルカテゴリに対応する単位長さ当たりのインピーダンスであり、Ｌはネットワークケーブルの長さである。

【0044】

ＰＳＥは、ネットワークケーブル内の１対の線を用いることによってのみＰＤに電圧を供給する。したがって、上述のステップでは、計算によって得られるネットワークケーブルのインピーダンスは、ネットワークケーブル内の１対の線のインピーダンスである。本発明の本実施形態では、ネットワークケーブルのインピーダンスは、ネットワークケーブルにおいてＰＤに電圧を供給するために用いられる１対の線のインピーダンスである。

【0045】

従来のネットワークケーブルは、カテゴリ５ケーブル（ＣＡＴ５）、カテゴリ５拡張ケーブル、カテゴリ６ケーブル（ＣＡＴ６）等の複数のネットワークケーブルカテゴリに分類される。各カテゴリは更に、非シールドより対線（Unshielded Twisted Paired、略称ＵＴＰ）とシールドより対線（Shielded Twisted Paired、略称ＳＴＰ）に分類される。ネットワークケーブルの材料は、ネットワークケーブルの種類によって異なる場合がある。異なるネットワークケーブル材料に対応する単位長さ当たりのインピーダンスは異なる。したがって、各ネットワークケーブルカテゴリには、対応する単位長さ当たりのインピーダンスがある。

【0046】

任意に、ＰＳＥは、ネットワークケーブルの長さを決定するとき、仮想ケーブルテスト（Virtual Cable Test、略称ＶＣＴ）機能を用いて、ネットワークケーブルの長さがＬであることを自動的に検出することができる。

【0047】

任意に、ＰＳＥがネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定するステップは、
ＰＳＥが、複数の出力電力におけるネットワークケーブルの信号対雑音比（Signal Noise Ratio、略称ＳＮＲ）を検出し、ネットワークケーブルの出力電力とＳＮＲとの第１の対応関係を決定するステップと、
ＰＳＥが、各種ネットワークケーブルカテゴリの出力電力とＳＮＲとの対応関係と、第１の対応関係とに従って、ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定するステップと、
を含む。

【0048】

各種ネットワークケーブルカテゴリの出力電力とＳＮＲとの対応関係を図３に示す。図３は、ネットワークケーブルの長さが変化しない状態における各種ネットワークケーブルカテゴリの出力電力とＳＮＲとの対応関係を示す。図中の各線は、１つのネットワークケーブルカテゴリの出力電力とＳＮＲとの対応関係を表す。各ネットワークケーブルカテゴリの出力電力とＳＮＲとの対応関係は、ネットワークケーブルカテゴリに対応する斜線の傾きを用いて表すこともできる。本発明はそれに限定するものではない。

【0049】

ステップ２０２：ネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、ＰＳＥはＰＤに第１のイーサネットパケットを送信する。第１のイーサネットパケットは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む。

【0050】

命令情報はインジケータであってもよく、或いは第１のイーサネットパケットのフラグであってもよく（フラグはＰＳＥによって値が割り当てられている）、或いは第１のイーサネットパケットに含まれる他のデータであってもよい。命令情報は、例えば指定された機能モジュール又はサービスモジュールを遮断する等、負荷消費電力を低減する方法をＰＤに指示するために用いられる。任意に、第１のイーサネットパケットは更に、負荷消費電力を低減するようにＰＤに指示するための原因情報、すなわち、ネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいことをＰＤに通知する情報を含むことができる。

【0051】

ＰｏＥ規格では、ＰＳＥが任意のＰＤに対して出力する電圧は、例えば５３．５Ｖに固定される。一般に、ＰＤの両端間の電圧が４２．５Ｖ未満の場合、ＰＤは正常に動作することができない。したがって、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下は、固定値と４２．５Ｖとの差より小さくなければならない。例えば、ＰＳＥがＰＤに対して出力する電圧が５３．５Ｖであるとき、ステップ２０２では、線間電圧降下閾値は１１Ｖに設定されてよい。

【0052】

以上のステップを用いることにより、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、ＰＳＥは、ＰＤに対して電力制御管理を実行する。すなわち、ＰＳＥは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を搬送する第１のイーサネットパケットをＰＤに送信して、ＰＤに負荷消費電力を低減させる。例えば、アイドル状態であるか或いはデータ伝送を受けていない内部機能モジュール又はサービスモジュールがある場合、ＰＤはモジュールの電源を遮断する。このようにして、ＰＤがその負荷を低減し、所要の電圧値が低下するので、ＰＳＥによってＰＤに供給される電圧はＰＤの電力要求を満たすことができ、よって、ＰＤの正常な動作が保証され、停電の発生が回避される。

【0053】

任意に、本方法は更に、
ＰＳＥが、ＰＤに第１の電圧インパルスを送信し、ＰＤによって受信される第２の電圧インパルスを検出するステップと、
ＰＳＥが、第１の電圧インパルス及び第２の電圧インパルスに従って、ネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失を決定するステップと、
ＰＳＥが、挿入損失と温度との対応関係に従って、ネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失に対応するネットワークケーブル温度を決定するステップと、
ＰＳＥがネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値よりも高いと決定した場合、ＰＳＥが、ＰＤに第２のイーサネットパケットを送信するステップであって、第２のイーサネットパケットは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む、ステップと、
を含む。ネットワークケーブル温度閾値は、居住環境やネットワーク配備の要件に従って設定されてよく、例えば摂氏６０度に設定されてよい。

【0054】

ネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失は式５を満たす。

【0055】

【数3】

式５
式中、ＩＬはネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失であり、ｕ_Ｏは第１の電圧インパルスであり、ｕ_Ｓは第２の電圧インパルスである。ｕ_Ｏとｕ_Ｓは、ＰＳＥの物理層（Physical Layer、略称ＰＨＹ）の時間領域リフレクトメトリ（Time Domain Reflectometry、略称ＴＤＲ）技術を用いて決定されてよい。

【0056】

ネットワークケーブル 挿入損失とネットワークケーブル温度との対応関係は、式６を満たす。

【0057】

【数4】

式６
式中、Ｔはネットワークケーブルの温度であり、ｋはネットワークケーブルの温度変化係数であり、ｆはＰＳＥのポート帯域幅周波数である。

【0058】

式６では、ＰＳＥは、ＰＨＹでオートネゴシエーションによってｆを取得することができる。更に、ネットワークケーブルの初期温度Ｔ０において、ＰＤが最初に電源投入されたときのネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失はＩＬ０であることが知られている。ＰＳＥは、ｆ、Ｔ０、ＩＬ０及び式６に従って、ネットワークケーブルの温度変化係数ｋを決定することができる。更に、ネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失ｋ及びｆが決定された後、式６を用いてネットワークケーブル温度を決定することができる。

【0059】

任意に、第２のイーサネットパケットと第１のイーサネットパケットは、同じイーサネットパケットであっても異なるイーサネットパケットであってもよい。任意に、第２のイーサネットパケットは更に、ＰＤに負荷消費電力を低減するように指示するための原因情報、すなわち、ネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値よりも高いことをＰＤに通知するための情報を含んでよい。明らかに、第１のイーサネットパケット又は第２のイーサネットパケットが、ＰＤに負荷消費電力を低減するように指示するための原因情報を含む場合、第１のイーサネットパケットと第２のイーサネットパケットは異なる。任意に、ＰＳＥが、線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいと決定し、ネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値よりも高いと決定すると、ＰＳＥは、第１のイーサネットパケットと第２のイーサネットパケットの両方を送信してよく、或いは、２つのうちのいずれかを直接送信してよく、或いは、第１のイーサネットパケットと第２のイーサネットパケットを１つのイーサネットパケットに結合して送信してよい。本発明はそれに限定するものではない。

【0060】

ネットワークケーブル温度が高すぎると回線が不安定になりやすく、ネットワークケーブルの性能が低下する。規格では、ネットワークケーブルの最高動作温度は６０℃であると規定されている。ＰＳＥがネットワークケーブルを用いてＰＤに電圧を供給するとき、ネットワークケーブルは、ＰＤの負荷が比較的高いこと、又はネットワークケーブルの電流が比較的高いことが原因で、熱くなる可能性が非常に高い。しかしながら、従来のＰｏＥベースのネットワークでは、ネットワークケーブルの温度がリアルタイムでモニタリングされない。その結果、ネットワークケーブルの動作信頼性が低下し、ネットワークに安全脅威が存在する。

【0061】

上述の方式では、ＰＳＥはネットワークケーブル温度をリアルタイムでモニタリングする。更に、ネットワークケーブル温度が指定されたネットワークケーブル温度閾値に達すると、ＰＳＥはまた、ＰＤに対して電力制御管理を実行する。すなわち、ＰＳＥは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令する命令情報を搬送する第２のイーサネットパケットをＰＤに送信して、ＰＤに負荷消費電力を低減させる。例えば、アイドル状態であるか或いはＰＤ内でデータ伝送を受けていない機能モジュール又はサービスモジュールについて、ＰＤはモジュールの電源を遮断することにより、負荷消費電力を低減する。このようにして、ＰＤが必要とする電圧が低下し、ネットワークケーブル温度がそれ以上悪化しないことが保証され、ネットワークケーブルの動作信頼性やネットワーク全体の安全性が確保される。

【0062】

任意に、ＰＳＥがＰＤに電圧を出力する前に、本方法は更に、
ＰＳＥが、ＰＤの現在の負荷消費電力を検出し、検出されたＰＤの現在の負荷消費電力に従ってＰＤに対して分類を実行して、ＰＤのクラスを決定するステップと、
ＰＤのクラスに従って、ＰＤの最大負荷消費電力とＰＳＥがＰＤに対して出力する最大出力電圧とを決定するステップと、
ＰＤの最大負荷消費電力と、ネットワークケーブルのインピーダンスと、最大出力電圧とに従って、ネットワークケーブルの過電流閾値を決定するステップであって、過電流閾値は、ＰＳＥがＰＤへの電力供給を制御する際に用いられる、ステップと、
を含む。

【0063】

例えば、ＰＳＥが電圧をＰＤに対して出力した後に、ＰＳＥはネットワークケーブルの電流を決定する。ネットワークケーブルの電流が過電流閾値以上であるとき、ＰＳＥはＰＤへの電力供給を遮断する。

【0064】

従来のＰｏＥ規格では、接続されたＰＤは、ＰＤの負荷消費電力に従って分類される。各クラスには、ＰＳＥの出力電力、ＰＤの最大負荷消費電力、出力電圧範囲等の対応するパラメータが設定される。

【0065】

ＰＤの最大負荷消費電力と、ネットワークケーブルのインピーダンスと、最大出力電圧とに従って、ネットワークケーブルの過電流閾値を決定するステップは、
ＰＳＥが式７

【0066】

【数5】

式７
を用いて、ＰＤの最大負荷消費電力と、ネットワークケーブルのインピーダンスと、最大出力電圧とに従って、ＰＤの最大負荷消費電力におけるＰＤの両端間の電圧を決定するステップであって、式中、Ｐ_ＳｍａｘはＰＤの最大負荷消費電力であり、Ｕ_ＯｍａｘはＰＤの最大負荷消費電力においてＰＳＥがＰＤに対して出力する最大出力電圧であり、Ｒはネットワークケーブルのインピーダンスであり、Ｕ_ＳはＰＤの最大負荷消費電力におけるＰＤの両端間の電圧である、ステップと、
ＰＳＥが式８

【0067】

【数6】

式８
を用いて、ＰＤの最大負荷消費電力におけるＰＤの両端間の電圧と、ＰＤの最大負荷消費電力とに従って、ＰＤの最大負荷消費電力におけるネットワークケーブルの電流を決定するステップと、
ＰＳＥが、ＰＤの最大負荷消費電力におけるネットワークケーブルの電流Ｉ_ｍａｘに従って、ネットワークケーブルの過電流閾値Ｉ_ｃｕｔを決定するステップであって、Ｉ_ｃｕｔ＞Ｉ_ｍａｘである、ステップと、
を含む。

【0068】

従来のＰｏＥベースのネットワークでは、ＰＳＥがＰＤの負荷電力に従ってＰＤを分類した後、ＰＳＥと全てのＰＤとの間のネットワークケーブルに対して同じ過電流閾値が設定される。このように、ＰＳＥは、高電力電源の場合には、ネットワークケーブル間の線路損失又は電流不均衡の問題を考慮することができない。その結果、ＰＳＥによってＰＤに供給される電圧は、ＰＤの負荷要件を満たすことができず、ＰＤの電源がオフにされる可能性がある。

【0069】

上述の方式では、各ＰＤに電力を供給するプロセスにおいて、ＰＳＥは、各ネットワークケーブルのインピーダンスとＰＤの最大負荷消費電力とに従って、過電流閾値を設定する。インピーダンスの異なるネットワークケーブルに対しては、異なる過電流閾値が設定される。これにより、ネットワークケーブル間の電流不均衡によって引き起こされるＰＳＥの過負荷ポートのリスクが大幅に低減され、更にＰＤの電源オフにつながり、ＰＤの動作信頼性が確保される。

【0070】

任意に、上述の実施形態では、ＰＳＥがＰＤに第１のイーサネットパケットを送信する前に、本方法は更に、ＰＳＥが、ネットワークケーブルの電流変化率を決定するステップ、を含む。電流変化率は、ＰＤの負荷電力の変化率閾値を示すのに用いられる。対応して、ステップ２０２でＰＳＥがＰＤに送信する第１のイーサネットパケットは、ネットワークケーブルの電流変化率を更に含む。任意に、ＰＳＥがＰＤに送信する第２のイーサネットパケットも、ネットワークケーブルの電流変化率を含んでよい。

【0071】

任意に、ＰＳＥがネットワークケーブルの電流変化率を決定するステップは、具体的には、
ＰＳＥが、ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリに対応する最大通信帯域幅を決定するステップと、
ＰＳＥが、ＰＳＥのポート速度と、最大通信帯域幅と、ＰＳＥがＰＤに対して出力する出力電圧とに従って、ネットワークケーブルのノイズ電圧閾値を決定するステップと、
ＰＳＥが電圧をＰＤに対して出力した後に、ＰＳＥが、設定された単位時間に従って出力電圧の電圧値を調整し、各電圧調整の後に、ネットワークケーブルの測定されたノイズ電圧がノイズ電圧閾値に等しくなるまで、ネットワークケーブルのノイズ電圧を測定するステップと、
ＰＳＥが、最後の調整プロセスにおいて、設定された単位時間内にネットワークケーブルの電流変化率を決定するステップと、
を含む。

【0072】

電流変化率は、ＰＤの負荷消費電力の単位時間内の変化率閾値である。

【0073】

ステップ２０２の後、ＰＤは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を搬送する第１のイーサネットパケットを受信し後に、命令情報に従ってＰＤの負荷消費電力を低減する。しかしながら、ＰＤの負荷が変化すると、それに応じてＰＳＥとＰＤとの間のリンク上のノイズが変化し、結果として信号対雑音比が低下する。Ｓｈａｎｎｏｎの公式（式９）によれば、信号対雑音比が減少すると、リンクの速度も減少することが分かる。また、ＰＤがその負荷消費電力を低減させるプロセスにおいて、単位時間内におけるＰＤの負荷消費電力の変化率が大きすぎると、リンク速度がＰＳＥのポート速度よりも小さくなることがあり、更にサービスパケットの損失をもたらし、ＰＳＥ及びＰＤの作業効率に影響する。したがって、ＰＤがその負荷を減少させるプロセスでは、単位時間内における負荷消費電力の変化率が、リンク上でサービスパケット損失が発生しない範囲内であることが保証される必要がある。

【0074】

【数7】

式９
式中、Ｃはリンク速度であり、Ｗはネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリに対応する最大通信帯域幅であり、Ｓは平均信号電力であり、Ｎは平均ノイズ電力である。

【0075】

ＳＮＲは、式１０又は式１１を用いて表すことができる。

【0076】

【数8】

式１０
式中、Ｕ_ＯはＰＳＥがＰＤに対して出力する出力電圧であり、Ｕ_Ｎはネットワークケーブルのノイズ電圧である。

【0077】

【数9】

式１１
したがって、式１０及び式１１に従って、式１２を得ることができる。

【0078】

【数10】

式１２
ＰＳＥのポート速度がリンク速度と等しいことが保証される場合、ノイズ電圧閾値は、式１２及び式９に従って得られ、以下の式１３が成り立つ。

【0079】

【数11】

式１３
式中、Ｕ_Ｎはノイズ電圧閾値であり、Ｕ_ＯはＰＳＥがＰＤに対して出力する出力電圧であり、ＣはＰＳＥのポート速度であり、Ｗは最大通信帯域幅である。

【0080】

ＰＳＥがネットワークケーブルのノイズ電圧がノイズ電圧閾値と等しいことを検出すると、設定された単位時間内に得られる電流変化率は、設定された単位時間内にＰＤが負荷消費電力を調整する変化率である。したがって、単位時間内の負荷消費電力の変化率が負荷消費電力調整中の電流変化率よりも小さいことを保証するだけで、ＰＤはリンク速度がＰＳＥのポート速度と等しいことと、ＰＳＥとＰＤ間のデータ伝送中にパケット損失が発生しないことを保証することができ、リンクの伝送信頼性が確保される。

【0081】

本発明の上述の実施形態で提供されるＰｏＥベースの電力供給方法を採用することにより、ＰＳＥとＰＤとの間の線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きい場合、ＰＳＥはＰＤに対して電力制御管理を実行して、ＰＤに負荷消費電力を低減させる。このようにして、ＰＤがその負荷を低減し、所要の電圧値が低減されるので、ＰＳＥによってＰＤに供給される電圧はＰＤの電力要求を満たすことができ、よって、ＰＤの正常な動作が保証され、停電の発生が回避される。

【0082】

ＰＳＥは更に、ネットワークケーブル温度をリアルタイムでモニタリングすることができる。ネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値に達した場合、ＰＤに負荷消費電力を低減させるために、ＰＤに対しても電力制御管理が実行される。このようにして、ＰＤが必要とする電圧値を下げ、ネットワークケーブル温度がそれ以上悪化しないようにし、ネットワークケーブルの動作信頼性を確保すると共に、ＰｏＥベースのネットワーク全体の安全性を確保する。

【0083】

各ＰＤに電力を供給するプロセスにおいて、ＰＳＥは、各ネットワークケーブルのインピーダンスとＰＤの最大負荷消費電力とに従って、過電流閾値を設定する。インピーダンスの異なるネットワークケーブルに対しては、異なる過電流閾値が設定される。これにより、ネットワークケーブル間の電流不均衡によって引き起こされるＰＳＥの過負荷ポートのリスクが大幅に低減され、更にＰＤの電源オフにつながり、ＰＤの動作信頼性が確保される。

【0084】

ＰＤに負荷消費電力を低減するように指示する前に、ＰＳＥは、ＰＤの負荷消費電力の変化率閾値を決定し、それにより、ＰＤが負荷消費電力を調整するとき、負荷消費電力の実際の変化率は負荷消費電力の変化率閾値よりも小さい。これにより、リンク速度がＰＳＥのポート速度と等しいことが保証され、ＰＳＥとＰＤとの間のデータ伝送中にサービスパケット損失が発生しないことが保証されるので、リンクの伝送信頼性が保証される。

【0085】

上述の実施形態に基づき、本発明は更に、ＰｏＥベースの電力供給方法を提供する。図４を参照すると、方法のプロセスは以下を含む。

【0086】

ステップ４０１：ＰＳＥが、ネットワークケーブルのインピーダンスを決定する。

【0087】

任意に、ＰＳＥがネットワークケーブルのインピーダンスを決定するステップは、
ＰＳＥが、ネットワークケーブルの長さを決定し、ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定するステップと、
ＰＳＥが、ネットワークケーブルカテゴリに従って、ネットワークケーブルカテゴリに対応する単位長さ当たりのインピーダンスを決定するステップと、
単位長さ当たりのインピーダンスとネットワークケーブルの長さとの積を、ネットワークケーブルのインピーダンスとして用いるステップと、
を含む。

【0088】

任意に、ネットワークケーブルの長さを決定するとき、ＰＳＥはＶＣＴ機能を用いて、ネットワークケーブルの長さがＬであることを自動的に検出することができる。

【0089】

任意に、ＰＳＥがネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定するステップは、
ＰＳＥが、複数の出力電力におけるネットワークケーブルのＳＮＲを検出し、ネットワークケーブルの出力電力とＳＮＲとの第１の対応関係を決定するステップと、
ＰＳＥが、各種ネットワークケーブルカテゴリの出力電力とＳＮＲとの対応関係と、第１の対応関係とに従って、ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定するステップと、
を含む。各種ネットワークケーブルカテゴリの出力電力とＳＮＲとの対応関係を図３に示す。

【0090】

ステップ４０２：ＰＳＥが、ＰＤに対して分類を実行してＰＤのクラスを決定し、ＰＤに対応するクラスに従って、ＰＤの最大負荷消費電力と、ＰＳＥがＰＤに対して出力する最大出力電圧とを決定する。

【0091】

ＰＳＥがＰＤに対して分類を実行することは、ＰＤの現在の負荷消費電力を検出し、ＰＤの現在の負荷消費電力に従ってＰＤに対応するクラスを決定することである。

【0092】

ＰＤのクラスに従って、ＰＳＥの出力電力、ＰＤの最大負荷消費電力、出力電圧範囲等、クラスに対応するパラメータを決定することができる。

【0093】

ステップ４０３：ＰＤの最大負荷消費電力と、ネットワークケーブルのインピーダンスと、最大出力電圧とに従って、ネットワークケーブルの過電流閾値を決定する。

【0094】

任意に、ＰＳＥは、式７を用いて、ＰＤの最大負荷消費電力と、ネットワークケーブルのインピーダンスと、最大出力電圧とに従って、ＰＤの最大負荷消費電力におけるＰＤの両端間の電圧を決定してよい。

【0095】

ＰＳＥは、式８を用いて、ＰＤの最大負荷消費電力におけるＰＤの両端間の電圧と、ＰＤの最大負荷消費電力とに従って、ＰＤの最大負荷消費電力におけるネットワークケーブルの電流を決定する。

【0096】

ＰＳＥは、ＰＤの最大負荷消費電力におけるネットワークケーブルの電流Ｉ_ｍａｘに従って、ネットワークケーブルの過電流閾値Ｉ_ｃｕｔを決定する。Ｉ_ｃｕｔ＞Ｉ_ｍａｘである。

【0097】

このようにして、各ＰＤに電力を供給するプロセスにおいて、ＰＳＥは、各ネットワークケーブルのインピーダンスとＰＤの最大負荷消費電力とに従って、過電流閾値を設定する。インピーダンスの異なるネットワークケーブルに対しては、異なる過電流閾値が設定される。これにより、ネットワークケーブル間の電流不均衡によって引き起こされるＰＳＥの過負荷ポートのリスクが大幅に低減され、更にＰＤの電源オフにつながり、ＰＤの動作信頼性が確保される。

【0098】

ステップ４０４：ＰＳＥは、ＰＤに対して電圧を出力することにより、ＰＤに電力を供給する。ネットワークケーブルの電流は、過電流閾値よりも小さい。

【0099】

ステップ４０５：ＰＳＥが、ネットワークケーブルの線間電圧降下を決定する。

【0100】

ステップ４０５が実行されるとき、具体的には、以下のいくつかの方法が含まれる。

【0101】

第１の方式：ＰＳＥは、ＰＤの両端間の電圧を検出し、ＰＳＥがＰＤに対して出力する出力電圧とＰＤの両端間の電圧との差を、ネットワークケーブルの線間電圧降下として用いる。

【0102】

第２の方式：ＰＳＥが、ＰＤに対して電圧を出力する前に、ネットワークケーブルのインピーダンスを決定し、電圧をＰＤに対して出力した後、ネットワークケーブルの電流を決定し、ネットワークケーブルの電流とネットワークケーブルのインピーダンスとの積を、ネットワークケーブルの線間電圧降下として用いる。

【0103】

第３の方式：ＰＳＥは、ＰＳＥの出力電力と、ＰＤの負荷消費電力と、ネットワークケーブルの電流とを決定し、ＰＳＥの出力電力とＰＤの負荷消費電力との差を電流で割った商を、ネットワークケーブルの線間電圧降下として用いる。

【0104】

ステップ４０６：ＰＳＥは、線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいか否かを判定する。線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きい場合、ＰＤの負荷消費電力を低減する処理を行う。線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きくない場合、ステップ４０５の実行に進む。

【0105】

ステップ４０７及びステップ４０８は、ＰＤの負荷消費電力を低減するプロセスである。任意に、ステップ４０７は、ステップ４０４の後の任意の時点で実行される。本発明はこれに限定するものではなく、図面には１つの実行方式のみを示す。

【0106】

ステップ４０７：ＰＳＥとＰＤとの間のリンク速度がＰＳＥのポート速度と等しいとき、ＰＳＥが、設定された単位時間内にネットワークケーブルの電流変化率を決定する。

【0107】

任意に、ＰＳＥがステップ４０７を実行するとき、
ＰＳＥが、ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリに対応する最大通信帯域幅を決定するステップと、
ＰＳＥが、ＰＳＥのポート速度と、最大通信帯域幅と、ＰＳＥがＰＤに対して出力する出力電圧とに従って、ネットワークケーブルのノイズ電圧閾値を決定するステップと、
ＰＳＥが電圧をＰＤに対して出力した後に、ＰＳＥが、設定された単位時間に従って出力電圧の電圧値を調整し、各電圧調整の後に、ネットワークケーブルの測定されたノイズ電圧がノイズ電圧閾値に等しくなるまで、ネットワークケーブルのノイズ電圧を測定するステップと、
ＰＳＥが、最後の調整プロセスにおいて、設定された単位時間内にネットワークケーブルの電流変化率を決定するステップであって、電流変化率は、単位時間内におけるＰＤの負荷消費電力の変化率閾値である、ステップと、
を含む。

【0108】

ステップ４０８：ＰＳＥが、第１のイーサネットパケットを生成し、第１のイーサネットパケットをＰＤに送信する。第１のイーサネットパケットは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報と、電流変化率とを含む。

【0109】

命令情報はインジケータであってよく、或いは第１のイーサネットパケット内のフラグであってもよく（フラグはＰＳＥによって値が割り当てられている）、或いは第１のイーサネットパケットに含まれる他のデータであってもよい。命令情報は、例えば指定された機能モジュール又はサービスモジュールを遮断する等、負荷消費電力を低減する方法をＰＤに指示するために用いられる。任意に、第１のイーサネットパケットは更に、負荷消費電力を低減するようにＰＤに指示するための原因情報、すなわち、ネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいことをＰＤに通知する情報を含むことができる。

【0110】

ステップ４０８の後、ＰＤは、ＰＳＥが送信した第１のイーサネットパケットを受信し、第１のイーサネットパケットの命令情報に従ってＰＤの負荷消費電力を調整し、単位時間内の負荷消費電力の変化率が電流変化率よりも小さいことを保証する。

【0111】

ステップ４０９：ＰＳＥが、ネットワークケーブルのネットワークケーブル温度を決定する。

【0112】

ＰＳＥがステップ４０９を実行するとき、
ＰＳＥが、ＰＤに第１の電圧インパルスを送信し、ＰＤによって受信される第２の電圧インパルスを検出するステップと、
ＰＳＥが、第１の電圧インパルス及び第２の電圧インパルスに従って、ネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失を決定するステップと、
ＰＳＥが、挿入損失と温度との対応関係に従って、ネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失に対応するネットワークケーブル温度を決定するステップと、
ＰＳＥがネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値よりも高いと決定した場合、ＰＳＥが、ＰＤに第２のイーサネットパケットを送信するステップであって、第２のイーサネットパケットは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む、ステップと、
を含む。ネットワークケーブル温度閾値は、居住環境やネットワーク配備の要件に従って設定されてよく、例えば摂氏６０度に設定されてよい。

【0113】

ステップ４１０：ＰＳＥが、ネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値よりも高いか否かを決定する。ネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値よりも高い場合、ＰＤの負荷消費電力を低減するプロセスを実行する。ネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値よりも高くない場合、ステップ４０９の実行に進む。

【0114】

ステップ４１１及びステップ４１２は、ＰＤの負荷消費電力を低減するプロセスである。任意に、ステップ４１１は、ステップ４０４の後の任意の時点で実行される。本発明はこれに限定するものではなく、図面には１つの実行方式のみを示す。

【0115】

ステップ４１１：ＰＳＥとＰＤとの間のリンク速度がＰＳＥのポート速度と等しいとき、ＰＳＥが、設定された単位時間内にネットワークケーブルの電流変化率を決定する。このステップはステップ４０７と同じであり、したがってここでの説明は省略する。具体的な適用シナリオでは、ネットワークケーブルの電流変化率は１回だけ計算されてよく、ＰＳＥによって決定された後に記憶される。続いて第１のイーサネットパケット又は第２のイーサネットパケットを送信する必要がある場合、記憶されたネットワークケーブルの電流変化率は、第１のイーサネットパケット又は第２のイーサネットパケットで直接搬送されてよい。

【0116】

ステップ４１２：ＰＳＥが、第２のイーサネットパケットを生成し、第２のイーサネットパケットをＰＤに送信する。第２のイーサネットパケットは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報と、電流変化率とを含む。

【0117】

ステップ４１２の後、ＰＤは、ＰＳＥから送信された第２のイーサネットパケットを受信し、第２のイーサネットパケットの命令情報に従ってＰＤの負荷消費電力を調整し、単位時間内における負荷消費電力の変化率が電流変化率より小さくなることを保証する。

【0118】

本発明の上述の実施形態で提供されるＰｏＥベースの電力供給方法を採用することにより、ＰＳＥとＰＤとの間の線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいと、ＰＳＥは、ＰＤに対して電力制御管理を実行して、ＰＤに負荷消費電力を低減させる。このようにして、ＰＤはその負荷を低減し、所要の電圧値が低減されるので、ＰＳＥによってＰＤに供給される電圧はＰＤの電力要求を満たすことができ、よって、ＰＤの正常な動作が保証され、停電の発生が回避される。

【0119】

更に、ＰＳＥは更に、ネットワークケーブル温度をリアルタイムでモニタリングすることができる。ネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値に達した場合、ＰＤに負荷消費電力を低減させるために、ＰＤに対しても電力制御管理が実行される。このようにして、ＰＤが必要とする電圧値を下げ、ネットワークケーブル温度がそれ以上悪化しないようにし、ネットワークケーブルの動作信頼性を確保すると共に、ＰｏＥベースのネットワーク全体の安全性を確保する。

【0120】

各ＰＤに電力を供給するプロセスにおいて、ＰＳＥは、対応するネットワークケーブルのインピーダンスとＰＤの最大負荷消費電力に応じて、過電流閾値を設定する。インピーダンスの異なるネットワークケーブルに対しては、異なる過電流閾値が設定される。これにより、ネットワークケーブル間の電流不均衡によって引き起こされるＰＳＥの過負荷ポートのリスクが大幅に低減され、更にＰＤの電源オフにつながり、ＰＤの動作信頼性が確保される。

【0121】

ＰＤに負荷消費電力を低減するように指示する前に、ＰＳＥはＰＤの負荷消費電力の変化率閾値を決定するので、ＰＤが負荷消費電力を調整するとき、負荷消費電力の実際の変化率は負荷消費電力の変化率閾値よりも小さい。これにより、リンク速度がＰＳＥのポート速度と等しいことが保証され、ＰＳＥとＰＤとの間のデータ伝送中にサービスパケット損失が発生しないことが保証されるので、リンクの伝送信頼性が保証される。

【0122】

本発明は更に、図２及び図４に示されるＰｏＥベースの電力供給方法においてＰＳＥの機能を実現するように構成されるＰＳＥを提供する。図５を参照すると、ＰＳＥ５００は、電源ユニット５０１、処理ユニット５０２及び送信ユニット５０３を備える。

【0123】

電源ユニット５０１は、ＰＤに給電するように構成される。ＰＤは、ネットワークケーブルを用いてＰＳＥ５００に接続される。

【0124】

処理ユニット５０２は、電源ユニット５０１がＰＤに給電した後、ＰＳＥ５００とＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下を決定するように構成される。

【0125】

送信ユニット５０３は、ネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、ＰＤに第１のイーサネットパケットを送信するように構成される。第１のイーサネットパケットは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む。

【0126】

任意に、ＰＳＥ５００は更に、電源ユニット５０１がＰＤに給電した後、ネットワークケーブルの電流を決定するように構成される第１の決定ユニット５０４を備える。

【0127】

ネットワークケーブルの線間電圧降下を決定するとき、処理ユニット５０２は、具体的には、
電源ユニット５０１がＰＤに電力を供給する前にネットワークケーブルのインピーダンスを決定し、
ネットワークケーブルの電流とネットワークケーブルのインピーダンスとの積を、ネットワークケーブルの線間電圧降下として用いるように構成される。

【0128】

任意に、ネットワークケーブルのインピーダンスを決定するとき、処理ユニット５０２は、具体的には、ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定し、ネットワークケーブルカテゴリに従って、ネットワークケーブルカテゴリに対応する単位長さ当たりのインピーダンスを決定し、単位長さ当たりのインピーダンスとネットワークケーブルの長さとの積を、ネットワークケーブルのインピーダンスとして用いるように構成される。

【0129】

ＰＳＥ５００は更に、ネットワークケーブルの長さを決定するように構成される第２の決定ユニット５０５を備える。

【0130】

ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定するとき、処理ユニット５０２は、具体的には、
複数の出力電力におけるネットワークケーブルのＳＮＲに従って、ネットワークケーブルの出力電力とＳＮＲとの第１の対応関係を決定し、各種ネットワークケーブルカテゴリの出力電力とＳＮＲとの対応関係と、第１の対応関係とに従って、ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定するように構成される。

【0131】

ＰＳＥ５００は更に、複数の出力電力におけるネットワークケーブルのＳＮＲを検出及び取得するように構成されるＳＮＲ検出ユニット５０６を備える。

【0132】

任意に、ＰＳＥ５００は更にインパルス検出ユニット５０７を備える。インパルス検出ユニット５０７は、ＰＤに第１の電圧インパルスを送信し、ＰＤによって受信される第２の電圧インパルスを検出するように構成される。

【0133】

処理ユニット５０２は更に、第１の電圧インパルス及び第２の電圧インパルスに従って、ネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失を決定し、挿入損失と温度との対応関係に従って、ネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失に対応するネットワークケーブル温度を決定するように構成される。

【0134】

送信ユニット５０３は更に、ネットワークケーブル温度が所定のネットワークケーブル温度閾値よりも高いとき、ＰＤに第２のイーサネットパケットを送信するように構成される。第２のイーサネットパケットは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む。

【0135】

任意に、ＰＳＥ５００は更に、ＰＤの現在の負荷消費電力を検出するように構成される消費電力検出ユニット５０８を備える。具体的には、消費電力検出ユニット５０８は、電源ユニット５０１がＰＤに電力を供給する前に、ＰＤの現在の負荷消費電力を検出する。

【0136】

処理ユニット５０２は更に、消費電力検出ユニット５０８によって検出されたＰＤの現在の負荷消費電力に従って、ＰＤを分類してＰＤのクラスを決定し、ＰＤのクラスに従って、ＰＤの最大負荷消費電力と、ＰＤに対して出力される最大出力電圧とを決定し、ＰＤの最大負荷消費電力と、ネットワークケーブルのインピーダンスと、最大出力電圧とに従って、ネットワークケーブルの過電流閾値を決定するように構成される。過電流閾値は、ＰＳＥがＰＤへの電力供給を制御する際に用いられる。

【0137】

任意に、処理ユニット５０２は更に、ネットワークケーブルの電流変化率を決定するように構成される。電流変化率は、ＰＤの負荷消費電力の変化率閾値を示すのに用いられる。具体的には、処理ユニット５０２は、送信ユニット５０３がＰＤに第１のイーサネットパケットを送信する前に、ネットワークケーブルの電流変化率を決定する。

【0138】

対応して、第１のイーサネットパケットは更に、ネットワークケーブルの電流変化率を含む。

【0139】

ネットワークケーブルの電流変化率を決定するとき、処理ユニット５０２は、具体的には、
ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリに対応する最大通信帯域幅を決定し、
ＰＳＥ５００のポート速度と、最大通信帯域幅と、電源ユニット５０１がＰＤに対して出力する出力電圧とに従って、ネットワークケーブルのノイズ電圧閾値を決定するように構成される。

【0140】

電源ユニット５０１は更に、電圧をＰＤに対して出力した後、ネットワークケーブルの測定されたノイズ電圧がノイズ電圧閾値に等しくなるまで、設定された単位時間に従って出力電圧の電圧値を調整するように構成される。ＰＳＥ５００は更に、電源ユニット５０１が電圧を調整した後に毎回、ネットワークケーブルのノイズ電圧を測定するように構成されるノイズ電圧測定ユニット５０９を備える。

【0141】

処理ユニット５０２は、最後の調整プロセスにおいて、設定された単位時間内にネットワークケーブルの電流変化率を決定する。

【0142】

任意に、ノイズ電圧閾値は、以下の式

【0143】

【数12】

を満たす。式中、Ｕ_Ｎはノイズ電圧閾値であり、Ｕ_Ｏは電源ユニット５０１がＰＤに対して出力する出力電圧であり、ＣはＰＳＥ５００のポート速度であり、Ｗは最大通信帯域幅である。

【0144】

本発明の本実施形態で提供されるＰＳＥを採用することにより、ＰＳＥとＰＤとの間の線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、ＰＳＥは、ＰＤに対して電力制御管理を実行して、ＰＤに負荷消費電力を低減させる。このようにして、ＰＤはその負荷を低減し、所要の電圧値が低減されるので、ＰＳＥによってＰＤに供給される電圧はＰＤの電力要求を満たすことができ、よって、ＰＤの正常な動作が保証され、停電の発生が回避される。

【0145】

ＰＳＥは更に、ネットワークケーブル温度をリアルタイムでモニタリングすることができる。ネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値に達した場合、ＰＤに負荷消費電力を低減させるために、ＰＤに対しても電力制御管理が実行される。このようにして、ＰＤが必要とする電圧値を下げ、ネットワークケーブル温度がそれ以上悪化しないようにし、ネットワークケーブルの動作信頼性を確保すると共に、ＰｏＥベースのネットワーク全体の安全性を確保する。

【0146】

各ＰＤに電力を供給するプロセスにおいて、ＰＳＥは、各ネットワークケーブルのインピーダンスとＰＤの最大負荷消費電力とに従って、過電流閾値を設定する。インピーダンスの異なるネットワークケーブルに対しては、異なる過電流閾値が設定される。これにより、ネットワークケーブル間の電流不均衡によって引き起こされるＰＳＥの過負荷ポートのリスクが大幅に低減され、更にＰＤの電源オフにつながり、ＰＤの動作信頼性が確保される。

【0147】

ＰＤに負荷消費電力を低減するように指示する前に、ＰＳＥはＰＤの負荷消費電力の変化率閾値を決定するので、ＰＤが負荷消費電力を調整するとき、負荷消費電力の実際の変化率は負荷消費電力の変化率閾値よりも小さい。これにより、リンク速度がＰＳＥのポート速度と等しいことが保証され、ＰＳＥとＰＤとの間のデータ伝送中にサービスパケット損失が発生しないことが保証されるので、リンクの伝送信頼性が保証される。

【0148】

なお、本発明の実施形態におけるユニットの分割は例示的なものであり、論理的な機能分割に過ぎず、実際の実装においては他の分割であってよい。本願の実施形態における機能ユニットは、１つの処理ユニットに統合されてもよいし、ユニットの各々が物理的に単独で存在してもよいし、２以上のユニットが１つのユニットに統合されてもよい。上述の統合ユニットは、ハードウェアの形態で実装されてもよく、ソフトウェア機能ユニットの形態で実装されてもよい。

【0149】

統合ユニットがソフトウェア機能ユニットの形態で実装され、独立した製品として販売又は使用される場合、統合ユニットはコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。このような理解に基づき、本願の技術的解決策は本質的に、或いは従来技術に寄与する部分、或いは技術的解決策の全部又は一部は、ソフトウェア製品の形態で実施されてよい。コンピュータソフトウェア製品は、記憶媒体に格納され、コンピュータ装置（パーソナルコンピュータ、サーバ、ネットワーク装置等であってよい）又はプロセッサに、本出願の実施形態に記載された方法のステップの全部又は一部を実行するよう指示するためのいくつかの命令を含む。上述の記憶媒体は、ＵＳＢフラッシュドライブ、リムーバブルハードディスク、読出し専用メモリ（Read-Only Memory、略称ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（Random Access Memory、略称ＲＡＭ）、磁気ディスク、光ディスク等の、プログラムコードを格納することのできる任意の媒体を含む。

【0150】

本発明は更に、図２及び図４に示されるＰｏＥベースの電力供給方法においてＰＳＥの機能を実現するように構成されるＰＳＥを提供する。図６を参照する。ＰＳＥ６００は、ＰＳＥチップ６０１、プロセッサ６０２、バス６０３及びインタフェース６０４を備える。

【0151】

ＰＳＥチップ６０１と、プロセッサ６０２と、インタフェース６０４とは、バス６０３を用いて相互に接続される。バス６０３は、周辺コンポーネント相互接続（peripheral component interconnect、略称ＰＣＩ）バス、拡張業界標準アーキテクチャ（extended industry standard architecture、略称ＥＩＳＡ）バス等であってよい。バスは、アドレスバス、データバス、制御バス等に分類することができる。表現を容易にするために、図６においてバスは１本の太い線のみを用いて表される。しかしながら、１つのバス又は１つのタイプのバスしか存在しないことを意味するものではない。

【0152】

インタフェース６０４には、ネットワークケーブルを用いてＰＤが接続される。ＰＳＥ６００は、インタフェース６０４を用いてＰＤと通信し、ＰＤに電力を供給する。

【0153】

ＰＳＥチップ６０１は、ＰＤに電力を供給するように構成される。

【0154】

プロセッサ６０２は、ＰＳＥチップ６０１がＰＤに電力を供給した後、ＰＳＥ６００とＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下を決定し、
ネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、インタフェース６０４を用いてＰＤに第１のイーサネットパケットを送信するように構成される。第１のイーサネットパケットは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む。

【0155】

任意に、ＰＳＥチップ６０１は更に、ＰＤへの給電後に、ネットワークケーブルの電流を決定するように構成される。

【0156】

ネットワークケーブルの線間電圧降下を決定するとき、プロセッサ６０２は、具体的には、
ＰＳＥチップ６０１がＰＤに電力を供給する前に、ネットワークケーブルのインピーダンスを決定し、
ネットワークケーブルの電流とネットワークケーブルのインピーダンスとの積を、ネットワークケーブルの線間電圧降下として用いるように構成される。

【0157】

任意に、ネットワークケーブルのインピーダンスを決定するとき、プロセッサ６０２は、具体的には、ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定し、ネットワークケーブルカテゴリに従って、ネットワークケーブルカテゴリに対応する単位長さ当たりのインピーダンスを決定し、単位長さ当たりのインピーダンスとネットワークケーブルの長さとの積を、ネットワークケーブルのインピーダンスとして用いるように構成される。

【0158】

ＰＳＥチップ６０１は更に、ネットワークケーブルの長さを決定するように構成される。

【0159】

ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定するとき、プロセッサ６０２は、具体的には、
複数の出力電力におけるネットワークケーブルの信号対雑音比（ＳＮＲ）に従って、ネットワークケーブルの出力電力とＳＮＲとの第１の対応関係を決定し、各種ネットワークケーブルカテゴリの出力電力とＳＮＲとの対応関係と、第１の対応関係とに従って、ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリを決定するように構成される。

【0160】

ＰＳＥチップ６０１は更に、複数の出力電力におけるネットワークケーブルのＳＮＲを検出及び取得するように構成される。

【0161】

任意に、ＰＳＥチップ６０１は更に、ＰＤに第１の電圧インパルスを送信し、ＰＤによって受信される第２の電圧インパルスを検出するように構成される。

【0162】

プロセッサ６０２は更に、第１の電圧インパルス及び第２の電圧インパルスに従って、ネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失を決定し、挿入損失と温度との対応関係に従って、ネットワークケーブルのネットワークケーブル挿入損失に対応するネットワークケーブル温度を決定し、ネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値よりも高いと決定した場合、ＰＤに第２のイーサネットパケットを送信するように構成される。第２のイーサネットパケットは、ＰＤに負荷消費電力を低減するように命令するための命令情報を含む。

【0163】

任意に、ＰＳＥチップ６０１は更に、ＰＳＥチップ６０１がＰＤに電力を供給する前に、ＰＤの現在の負荷消費電力を検出するように構成される。

【0164】

プロセッサ６０２は更に、ＰＳＥチップ６０１によって検出されたＰＤの現在の負荷消費電力に従って、ＰＤを分類してＰＤのクラスを決定し、ＰＤのクラスに従って、ＰＤの最大負荷消費電力と、最大ＰＳＥチップ６０１がＰＤに対して出力する出力電圧とを決定し、ＰＤの最大負荷消費電力と、ネットワークケーブルのインピーダンスと、最大出力電圧とに従って、ネットワークケーブルの過電流閾値を決定するように構成される。過電流閾値は、ＰＳＥ６００がＰＤへの電力供給を制御する際に用いられる。

【0165】

任意に、プロセッサ６０２は更に、ＰＤに第１のイーサネットパケットを送信する前に、電流変化率を決定するように構成される。電流変化率は、ＰＤの負荷消費電力の変化率閾値を示すのに用いられる。

【0166】

対応して、第１のイーサネットパケットは更に、ネットワークケーブルの電流変化率を含む。

【0167】

プロセッサ６０２は、具体的には、
ネットワークケーブルのネットワークケーブルカテゴリに対応する最大通信帯域幅を決定し、
ＰＳＥ６００のポート速度と、最大通信帯域幅と、ＰＳＥチップ６０１がＰＤに対して出力する出力電圧とに従って、ネットワークケーブルのノイズ電圧閾値を決定するように構成される。

【0168】

ＰＳＥチップ６０１は更に、電圧をＰＤに対して出力した後、設定された単位時間に従って出力電圧の電圧値を調整し、各電圧調整の後に、ネットワークケーブルの測定されたノイズ電圧がノイズ電圧閾値に等しくなるまで、ネットワークケーブルのノイズ電圧を測定するように構成される。

【0169】

プロセッサ６０２は、最後の調整プロセスにおいて、設定された単位時間内にネットワークケーブルの電流変化率を決定する。

【0170】

任意に、ノイズ電圧閾値は、以下の式

【0171】

【数13】

を満たす。式中、Ｕ_Ｎはノイズ電圧閾値であり、Ｕ_ＯはＰＳＥチップ６０１がＰＤに対して出力する出力電圧であり、ＣはＰＳＥのポート速度であり、Ｗは最大通信帯域幅である。

【0172】

ＰＳＥ６００は更に、プログラム等を記憶するように構成されるメモリを備えてよい。具体的には、プログラムはプログラムコードを含んでよい。プログラムコードはコンピュータ操作命令を含む。メモリは、ランダムアクセスメモリ（random access memory、略称ＲＡＭ）を含むことができ、或いは、例えば少なくとも１つのディスクメモリ等の不揮発性メモリ（non-volatile memory）を更に含むことができる。プロセッサ６０２は、メモリに記憶されたプログラムを実行して上述の機能を実現することにより、図２及び図４に示されるＰｏＥベースの電力供給方法を実現する。

【0173】

本発明の本実施形態で提供されるＰＳＥを採用することにより、ＰＳＥとＰＤとの間の線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、ＰＳＥは、ＰＤに対して電力制御管理を実行して、ＰＤに負荷消費電力を低減させる。このようにして、ＰＤはその負荷を低減し、所要の電圧値が低減されるので、ＰＳＥによってＰＤに供給される電圧はＰＤの電力要求を満たすことができ、よって、ＰＤの正常な動作が保証され、停電の発生が回避される。

【0174】

ＰＳＥは更に、ネットワークケーブル温度をリアルタイムでモニタリングすることができる。ネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値に達した場合、ＰＤに負荷消費電力を低減させるために、ＰＤに対しても電力制御管理が実行される。このようにして、ＰＤが必要とする電圧値を下げ、ネットワークケーブル温度がそれ以上悪化しないようにし、ネットワークケーブルの動作信頼性を確保すると共に、ＰｏＥベースのネットワーク全体の安全性を確保する。

【0175】

各ＰＤに電力を供給するプロセスにおいて、ＰＳＥは、各ネットワークケーブルのインピーダンスとＰＤの最大負荷消費電力とに従って、過電流閾値を設定する。インピーダンスの異なるネットワークケーブルに対しては、異なる過電流閾値が設定される。これにより、ネットワークケーブル間の電流不均衡によって引き起こされるＰＳＥの過負荷ポートのリスクが大幅に低減され、更にＰＤの電源オフにつながり、ＰＤの動作信頼性が確保される。

【0176】

ＰＤに負荷消費電力を低減するように指示する前に、ＰＳＥはＰＤの負荷消費電力の変化率閾値を決定するので、ＰＤが負荷消費電力を調整するとき、負荷消費電力の実際の変化率は負荷消費電力の変化率閾値よりも小さい。これにより、リンク速度がＰＳＥのポート速度と等しいことが保証され、ＰＳＥとＰＤとの間のデータ伝送中にサービスパケット損失が発生しないことが保証されるので、リンクの伝送信頼性が保証される。

【0177】

要約すると、本発明の実施形態で提供されるＰｏＥベースの電力供給方法及びＰＳＥによれば、ＰＳＥとＰＤとの間のネットワークケーブルの線間電圧降下が線間電圧降下閾値よりも大きいとき、ＰＳＥは、ＰＤに対して電力制御管理を実行して、ＰＤに負荷消費電力を低減させる。このようにして、ＰＤはその負荷を低減し、所要の電圧値が低減されるので、ＰＳＥによってＰＤに供給される電圧はＰＤの電力要求を満たすことができ、よって、ＰＤの正常な動作が保証され、停電の発生が回避される。ＰＳＥは更に、ネットワークケーブル温度をリアルタイムでモニタリングすることができる。ネットワークケーブル温度がネットワークケーブル温度閾値に達した場合、ＰＤに負荷消費電力を低減させるために、ＰＤに対しても電力制御管理が実行される。このようにして、ＰＤが必要とする電圧値を下げ、ネットワークケーブル温度がそれ以上悪化しないようにし、ネットワークケーブルの動作信頼性を確保すると共に、ＰｏＥベースのネットワーク全体の安全性を確保する。各ＰＤに電力を供給するプロセスにおいて、ＰＳＥは、各ネットワークケーブルのインピーダンスとＰＤの最大負荷消費電力とに従って、過電流閾値を設定する。インピーダンスの異なるネットワークケーブルに対しては、異なる過電流閾値が設定される。これにより、ネットワークケーブル間の電流不均衡によって引き起こされるＰＳＥの過負荷ポートのリスクが大幅に低減され、更にＰＤの電源オフにつながり、ＰＤの動作信頼性が確保される。ＰＤに負荷消費電力を低減するように指示する前に、ＰＳＥはＰＤの負荷消費電力の変化率閾値を決定するので、ＰＤが負荷消費電力を調整するとき、負荷消費電力の実際の変化率は負荷消費電力の変化率閾値よりも小さい。これにより、リンク速度がＰＳＥのポート速度と等しいことが保証され、ＰＳＥとＰＤとの間のデータ伝送中にサービスパケット損失が発生しないことが保証されるので、リンクの伝送信頼性が保証される。

【0178】

当業者であれば、本発明の実施形態が方法、システム又はコンピュータプログラム製品として提供され得ることを理解できるであろう。したがって、本発明は、ハードウェアのみの実施形態、ソフトウェアのみの実施形態、又はソフトウェアとハードウェアの組合わせを備えた実施形態の形式を採用することができる。更に、本発明は、コンピュータ使用可能なプログラムコードを含む１以上のコンピュータ不揮発性記憶媒体（ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、光メモリ等を含むがこれらに限定されない）上に実装されるコンピュータプログラム製品の形態を採用してよい。

【0179】

本発明の実施形態に係る方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品のフローチャート及び／又はブロック図を参照して、本発明を説明した。なお、フローチャート及び／又はブロック図における各プロセス及び／又は各ブロックと、フローチャート及び／又はブロック図におけるプロセス及び／又はブロックの組合わせを実現するために、コンピュータプログラム命令を採用することができる。このようなコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組込みプロセッサ、或いは任意の他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに対して提供されて、機械を生成することができる。よって、コンピュータ或いは任意の他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサによって実行される命令は、フローチャートの１以上のプロセス及び／又はブロック図の１以上のブロックにおいて特定の機能を実現するための装置を生成する。

【0180】

このようなコンピュータプログラム命令は、コンピュータその他のプログラマブルデータ処理装置に特定の方式で動作するよう指示することができるコンピュータ可読メモリに格納されてよく、それにより、コンピュータ可読メモリに格納された命令は、命令装置を含むアーチファクトを生成する。命令装置は、フローチャートの１以上のプロセス及び／又はブロック図の１以上のブロックにおいて特定の機能を実現する。

【0181】

このようなコンピュータプログラム命令は、コンピュータその他のプログラマブルデータ処理装置にロードされてよく、一連の動作及びステップがコンピュータその他のプログラマブルデバイス上で実行され、それによりコンピュータ実装処理を生成することができる。したがって、コンピュータその他のプログラマブルデバイス上で実行される命令は、フローチャートの１以上のプロセス及び／又はブロック図の１以上のブロックにおいて特定の機能を実現するステップを提供する。

【0182】

本発明の一部の実施形態を説明したが、当業者が基本的な発明概念を学べば、これらの実施形態に対して変更及び修正を行うことができる。したがって、以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲に包含される実施形態と全ての変更及び修正を包含するものと解釈されることが意図される。

【0183】

当然ながら、当業者であれば、本発明の実施形態の範囲から逸脱することなく、本発明の実施形態に様々な修正及び変形を加えることができる。本発明は、以下の特許請求の範囲とそれらの均等技術によって規定される保護範囲に包含されるという条件で、これらの修正及び変形を包含することを意図する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】