专利名称：长距离的PoE供电设备与方法
技术领域：
本发明涉及一种以太网络供电(Power over Ethernet ；PoE)系统，特别是关于一 种长距离的PoE供电设备与方法。
背景技术：
以太网络供电(Power over Ethernet ;PoE)是一种通过以太网络线(也可简称 为网线)传输电力的技术，用于由以太网络线直接供电给网络电话、无线基地台、网络摄影
机、集线器......等等以太网络设备，不需要另外的电源线，而且不需要更改以太网络的
缆线架构。除了 PoE以外，还有许多名词，例如Power overLAN(PoL)、Power on LAN(PoL) 及hline Power等等，都是指通过以太网络线供电给网络设备的技术，本申请文件统一以 PoE进行描述，后续不再赘述。IEEE802. 3-2005(通常称为IEEE 802. 3af)是由电机电子工 禾呈师学会(Institute ofElectrical and Electronics Engineers ； IEEE)审核通过的 PoE 标准，该标准利用通称为网络线的第5类双绞线(Category 5 cable ；Cat-5)中的第1、2、3、 6绞线提供数据传输及第4、5、7、8绞线提供电力传输。目前的PoE技术只能提供48伏特、 最大电流400毫安、最大功率14. 4瓦特的直流电。由于PoE供电交换机会浪费10-20%的 电力，因此在扣除传输损失后，实际上只有约12. 95瓦特的电力可供PoE网络设备使用。如图1所示，一套完整的PoE系统10包括PoE供电设备14(Power SourcingEquipment ；PSE)，以及例如具有PoE功能的网络摄影机的PoE受电设备18 (Power Device ；PD)。PoE供电设备14和PoE受电设备18之间通过网络线16提供电力和数据的 传输，监控中心12与PoE受电设备18之间的数据传输需通过PoE供电设备14进行转发。目前的PoE技术只能提供大约13瓦特的电力给PoE受电设备18，对于需要的电 源超过13瓦特的网络设备，例如具有移动旋转缩放(Pan-Tilt-hom ；PTZ)功能及球型的网 络摄影机，PoE无法满足供电的要求。2009年审核的PoE标准IEEE 802. 3at提供更大的功 率，达到30瓦特，可以解决PoE电力供应不足的问题，但是依然无法突破PoE电力传输距离 的限制。参照图1，由于以太网络的限制，PoE供电设备14与PoE受电设备18之间的距离 只能小于100公尺。如果需求距离超过100公尺，就必须串连多部PoE供电交换机将传输 的电源与网络讯号延续下去。但是如此一来，将造成供应的电力也会随着传输距离的长度 而减弱，因此实际加长的距离还是有限。不仅如此，因为串连而形成的节点太多，造成往后 的维护非常不方便，往后还需要更多人力及时间去检查。
发明内容
本发明的目的在于提出一种长距离的PoE供电设备及方法，以解决现有的PoE系 统受距离限制的问题。为达上述目的，本发明公开的长距离的PoE供电设备包含本地供电器，作为网络 讯号和第一传输讯号的转换中介，并供应第一直流电；传输线，连接该本地供电器，提供该 第一传输讯号及第一直流电传输路径；以PoE远程交换机，连接该传输线，作为该第一传输讯号和第二传输讯号的转换中介，并将该第一直流电转换成第二直流电，该第一直流电的 电压大于该第二直流电的电压。根据本发明，一种长距离的PoE供电方法包含产生第一直流电；将第一传输讯号 与该第一直流电一起传输到远程；在远程将该第一传输讯号转换为第二传输讯号，将该第 一直流电转换为第二直流电，该第一直流电的电压大于该第二直流电的电压；以及将该第 二传输讯号与该第二直流电一起传输到PoE受电设备。本发明中，由于该本地供电器及传输线实现馈电传输，且本地供电器与PoE远程 交换机之间以转换后的第一信号替换转换前的网络讯号进行传输，传输距离可达数百公 尺，从而使得该PoE系统的数据及电力传输距离可以超过以太网络的距离限制。
图1为现有的PoE系统；图2为本发明提供的长距离的网络供电系统；图3为本发明提供的本地供电器的实施例；以及图4为本发明提供的远程交换机的实施例。
具体实施例下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式
做详细描述。根据本发明，如图2所示，在长距离的PoE系统20中，由本地供电器26、PoE远程 交换机观及连接在其间的传输线30组合成PoE供电设备M，PoE受电设备18通过网络线 16连接到PoE远程交换机观。传输线30可以是双绞线、电话线、网络线或同轴电缆。监控 中心12和本地供电器沈利用网络线22或经由网络环境连接，在两者之间传送的讯号是网 络讯号S0，在本地供电器沈和PoE远程交换机28之间传送的讯号是第一传输讯号Si，在 PoE远程交换机28和PoE受电设备18之间传送的讯号是第二传输讯号S2。本地供电器沈 作为网络讯号SO和第一传输讯号Sl的转换中介，将网络讯号SO转换成第一传输讯号Si， 或将第一传输讯号Sl转换成网络讯号SO。PoE远程交换机观作为第一传输讯号Sl和第 二传输讯号S2的转换中介，将第一传输讯号Sl转换成第二传输讯号S2，或将第二传输讯号 S2转换成第一传输讯号Si。本地供电器沈也供应第一直流电DCl经传输线30给PoE远 程交换机^，PoE远程交换机28依PoE技术规范将第一直流电DCl转换为第二直流电DC2 经网络线16供应给PoE受电设备18。第一直流电DCl的电压大于第二直流电DC2的电压。 虽然因为以太网络的距离限制，所以网络线16仍然小于100公尺，但是因为本地供电器沈 及传输线30实现馈电传输，所以PoE系统20可以将供电传输距离拉长到超过100公尺，而 且不需要串连多部PoE供电交换器。在一实施例中，网络线16使用Cat-5缆线，将其中的 第1、2、3、6对绞线用来传输第二传输讯号S2，第4、5、7、8对绞线用来传输第二直流电DC2， PoE受电设备18只要连接网络线16便可正常运作。图3为本地供电器沈的实施例，如图所示，本地供电器沈包含监控端口(Control Unit/Board，或称为监控埠)32供监控中心12利用网络线22或经由网络环境连接到本地 供电器沈，缆线接口 34供连接到PoE远程交换机28，讯号转换器36连接监控端口 32，用以 将网络讯号SO转换为第一传输讯号Si，或将第一传输讯号Sl转换为网络讯号S0，电源端口(或称为电源埠)40供连接到交流或直流电源，通常较易取得的电源为正负90v MOv 的市电，电源转换器38连接电源端口 40，用以将交流或直流电源转换为内部直流电42及第 一直流电44，内部直流电42供应讯号转换器36，经由连接点52，第一传输讯号Sl及第一 直流电44 一起从缆线接口 34传输给PoE远程交换机28。从PoE远程交换机28传来的第 一传输讯号Sl经缆线接口 34及连接点52送入讯号转换器36。讯号转换器36包含以太 网络实体层芯片46、xDSL芯片48及模拟前端50 (AnalogFront End ；AFE)，其中，xDSL芯片 48连接以太网络实体层芯片46，模拟前端50 (Analog Front End ；AFE)连接xDSL芯片48 及连接点52。以太网络实体层芯片46从监控端口 32接收网络讯号S0，由xDSL芯片48调 制为xDSL讯号，从模拟前端50送出第一传输讯号Sl到连接点52。反之，模拟前端50从连 接点52接收第一传输讯号Si，由xDSL芯片48解调，从以太网络实体层芯片46送到监控端 Π 32。图4为PoE远程交换机28的实施例，如图所示，PoE远程交换机28包含缆线接口 M供连接到本地供电器沈，从本地供电器沈接收的第一直流电DCl经连接点56供应电源 转换器58，转换为内部直流电62及第二直流电64，内部直流电62供应讯号转换器60，第二 直流电64供应到PoE端口 72。从本地供电器沈接收的第一传输讯号Sl经连接点56送 入讯号转换器60，转换为第二传输讯号S2送到PoE端口 72。讯号转换器60包含模拟前端 66、xDSL芯片68和以太网络实体层芯片70，其中，模拟前端66连接连接点56、xDSL芯片 68连接模拟前端66，以太网络实体层芯片70连接xDSL芯片68及PoE端口 72。模拟前端 66从连接点56接收第一传输讯号Si，由xDSL芯片68解调，从以太网络实体层芯片70送 出第二传输讯号S2到PoE端口 72。反之，以太网络实体层芯片70从PoE端口 72接收第二 传输讯号S2，由xDSL芯片68调制为xDSL讯号，从模拟前端66送出第一传输讯号Sl到连 接点56。在此实施例中，第二直流电64是根据PoE规范从第一直流电DCl转换产生的，第 二传输讯号S2也遵循PoE规范。如图3和图4所示，该本地供电器沈及传输线30实现馈电传输，使得该PoE系统 的数据及电力传输距离可以超过以太网络的距离限制；而且本地供电器沈和PoE远程交换 机28之间的第一传输讯号Sl为xDSL调制讯号，因此传输距离遵循xDSL规范。以VDSL为 例，传输距离可达数百公尺，较以太网络的100公尺限制更远。以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本 技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在 本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求
1.一种长距离的PoE供电设备，包含本地供电器，作为网络讯号和第一传输讯号的转换中介，并供应第一直流电； 传输线，连接该本地供电器，提供该第一传输讯号及第一直流电传输路径；以及 PoE远程交换机，连接该传输线，作为该第一传输讯号和第二传输讯号的转换中介，并 将该第一直流电转换成第二直流电，该第一直流电的电压大于该第二直流电的电压。
2.如权利要求1所述的PoE供电设备，其特征在于，该本地供电器包含 电源转换器，产生该第一直流电；讯号转换器，连接该电源转换器，将该网络讯号转换成该第一传输讯号，或将该第一传 输讯号转换成该网络讯号；以及连接点，连接该电源转换器及讯号转换器，从该电源转换器接受该第一直流电，以及与 该讯号转换器互传该第一传输讯号。
3.如权利要求2所述的PoE供电设备，其特征在于，该电源转换器连接交流或直流电源 以供该电源转换器使用。
4.如权利要求2所述的PoE供电设备，其特征在于，该电源转换器产生内部直流电供应 该讯号转换器。
5.如权利要求2所述的PoE供电设备，其特征在于，该讯号转换器包含 以太网络实体层芯片，收发该网络讯号；模拟前端，收发该第一传输讯号；以及xDSL芯片，连接该以太网络实体层芯片及模拟前端，调制该网络讯号或解调该第一传 输讯号。
6.如权利要求2所述的PoE供电设备，其特征在于，该远程交换机包含 电源转换器，将该第一直流电转换成该第二直流电；讯号转换器，连接该电源转换器，将该第一传输讯号转换成该第二传输讯号，或将该第 二传输讯号转换成该第一传输讯号；以及连接点，连接该电源转换器及讯号转换器，将该第一直流电传送给该电源转换器，以及 与该讯号转换器互传该第二传输讯号。
7.如权利要求6所述的PoE供电设备，其特征在于，该电源转换器产生内部直流电供应 该讯号转换器。
8.如权利要求6所述的PoE供电设备，其特征在于，该讯号转换器包含 以太网络实体层芯片，收发该第二传输讯号；模拟前端，收发该第一传输讯号；以及xDSL芯片，连接该以太网络实体层芯片及模拟前端，解调该第一传输讯号或调制该第二传输讯号。
9.如权利要求1所述的PoE供电设备，其特征在于，该传输线为双绞线、电话线、网络线 或同轴电缆。
10.一种长距离的PoE供电方法，包含产生第一直流电；将第一传输讯号与该第一直流电一起传输到远程；在远程将该第一传输讯号转换为第二传输讯号，将该第一直流电转换为第二直流电，该第一直流电的电压大于该第二直流电的电压；以及将该第二传输讯号与该第二直流电一起传输到PoE受电设备。
11.如权利要求10所述的PoE供电方法，其特征在于，所述产生第一直流电还包含 转换交流或直流电为该第一直流电。
12.如权利要求10所述的PoE供电方法，其特征在于，所述将第一传输讯号与该第一直 流电一起传输到远程之前还包含将网络讯号调制为该第一传输讯号。
13.如权利要求10所述的PoE供电方法，其特征在于，所述将该第一传输讯号转换为第 二传输讯号包括将该第一传输讯号解调为该第二传输讯号。
全文摘要
本发明公开一种长距离的PoE供电设备与方法，以解决现有的PoE系统受距离限制的问题。该供电设备包含本地供电器、PoE远程交换机及连接于之间的传输线。PoE受电设备通过网络线连接到该PoE远程交换机，该本地供电器作为网络讯号和第一传输讯号的转换中介，并供应第一直流电经该传输线给该PoE远程交换机，该PoE远程交换机作为该第一传输讯号和第二传输讯号的转换中介，并将该第一直流电转换为第二直流电经该网络线供应给该PoE受电设备。该传输线传输该第一传输讯号于该本地供电器与PoE远程交换机之间，以及该网络线传输该第二传输讯号于该PoE远程交换机与PoE受电设备之间。
文档编号H04L12/10GK102075330SQ20091022379
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月19日 优先权日2009年11月19日
发明者廖祥凯, 谢水来 申请人:一硕科技股份有限公司