专利名称：使用集成升压中继器进行远程以太网供电的系统和方法
技术领域：
本发明大体上大致涉及网络供电系统和方法，更具体地说，涉及使用集成升压中继器进行远程以太网供电(PoE)的系统和方法。
背景技术：
PoE提供通过以太网布线将功率从电源设备(PSE)传递给用电装置(PD)的架构。存在各种H)，包括IP语音(VoIP)电话、无线LAN接入点、蓝牙接入点、网络摄像机、计算装置等。图1示出了传统太网供电(PoE)系统的实例。如图所示，PoE系统包括通过两个电线对将功率传输给用电装置(PD) 140的PSE 120。通过在第一变压器和第二变压器的中心抽头上施加电压从而提供由PSE 120传递给H) 140的功率，其中，第一变压器耦接至以太网电缆内携带的发送(TX)电线对，第二变压器耦接至以太网电缆内携带的接收(RX)电线对。如图1中进一步所示，PD 140包括PoE模块142。PoE模块142包括能够根据诸如IEEE 802.3af (PoE),802.3at (PoE Plus)、传统PoE传输、或任何其他类型的PoE传输的PoE规格使H) 140与PSE 120通信的电子设备。PD 140还包括控制器144 (例如，脉宽调制DC:DC控制器)，该控制器控制功率FET 146，功率FET 146又给负载载荷150提供恒定功率。通常，PoE被限定用于电缆长度为100米或以下的以太网应用。在通过网络传递功率时，远程以太网(即，电缆长度大于100米)提出新挑战。因此，需要能够通过长电缆跨度有效地传递功率电源的机制。
发明内容
在权利要求书中更完整地提出使用集成升压中继器进行远程以太网供电的系统和/或方法，结合至少一张图大致显示和/或描述该系统和/或方法。本发明的一个方面提供了一种以太网供电中继器，插在两个电缆段之间，所述两个电缆段用于始发电源设备和终端用电装置之间的网络连接，所述以太网供电中继器包括:用电装置模块，在通过第一电缆段耦接到上游电源设备的所述以太网供电中继器的第一端口上接收功率，在所述第一端口上接收的所述功率具有第一电压电平；升压转换器模块，被配置为将在所述第一端口上接收的所述第一电压电平提升为比所述第一电压电平高的用于施加到所述以太网供电中继器的第二端口的第二电压电平；以及电源设备，被配置为将所述第二电压电平施加到所述第二端口上，以便传递给通过第二电缆段耦接至所述第二端口的下游用电装置。优选地，所述升压转换器模块将所述第一电压电平提升为比所述初始电源设备输出的电压电平高的电平。优选地，所述初始电源设备通过一个电缆对将功率传递给所述终端用电装置。
优选地，所述初始电源设备通过两个电缆对将功率传递给所述终端用电装置。
优选地，所述初始电源设备通过四个电缆对将功率传递给所述终端用电装置。
优选地，所述第一电缆段和所述第二电缆段短于100米。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于以太网供电中继器中方法，所述以太网供电中继器插在两个电缆段之间，所述两个电缆段用于始发电源设备和终端用电装置之间的网络连接，所述方法包括:由用电装置模块在通过第一电缆段耦合到上游电源设备的所述以太网供电中继器的第一端口上接收功率，在所述第一端口上接收的所述功率具有第一电压电平；由升压转换器模块将在所述第一端口上接收的所述第一电压电平提升为比所述第一电压电平高的用于施加到所述以太网供电中继器的第二端口的第二电压电平；以及通过电源设备将功率以所述第二电压电平传输到所述第二端口上，以便传递给通过第二电缆段耦接到所述第二端口的下游用电装置。
优选地，所述升压包括将所述第一电压电平提升为比所述初始电源设备输出的电压电平高的电平。
优选地，所述初始电源设备通过一个电缆对将功率传递给所述终端用电装置。
优选地，所述初始电源设备通过两个电缆对将功率传递给所述终端用电装置。
优选地，所述初始电源设备通过四个电缆对将电功率传递给所述终端用电装置。
优选地，所述第一电缆段和所述第二电缆段短于100米。
根据本发明的又一方面，提供了一种以太网供电中继器，插在两个电缆段之间，所述两个电缆段用于始发电源设备和终端用电装置之间的网络连接，所述以太网供电中继器包括:升压转换器模块，被配置为将所述以太网供电中继器中第一端口上的用电设备所接收的第一电压电平提升为比所述第一电压电平高的第二电压电平，所述第二电压电平由电源设备施加给所述以太网供电中继器的第二端口，以便传递给通过第二电缆段耦接至所述第二端口的下游用电装置。
优选地，所述升压转换器模块将所述第一电压电平提升为比所述初始电源设备输出的电压电平高的电平。
优选地，所述初始电源设备通过一个电缆对将功率传递给所述终端用电装置。
优选地，所述初始电源设备通过两个电缆对将功率传递给所述终端用电装置。
优选地，所述初始电源设备通过四个电缆对将功率传递给所述终端用电装置。
优选地，所述第一电缆段和所述第二电缆段短于100米。
为了描述可获得本发明的上述和其他优点和特征的方式，参考其具体实施例，更具体地描述上面简要描述的本发明，在附图中示出这些具体实施例。了解到这些图仅仅描述本发明的普通实施例，并且因此，这些图不视为限制其范围，通过使用附图，更具体详细地描述和解释本发明，其中:
图1示出了以太网供电系统的一个实施方式；
图2示出了远程以太网连接的实例配置；
图3A和3B示出了模型化以太网供电系统的电路图4A和4B示出了可用于将功率传递给用电装置的实解；
图5示出了根据本发明的升压中继站的一个实施方式；图6示出了将升压中继站在远程以太网应用中的应用；图7A和7B示出了可用于使用集成升压中继器将功率传递给用电装置的实解。
具体实施例方式下面具体讨论本发明的各种实施方式。讨论具体的实施方式时，应理解的是，这仅仅用于进行说明。本领域的技术人员应认识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可使用其他的元件和配置。对于远程以太网而言，中继站(或以太网扩展器)可用于增强超出通常100米范围的数据传输的到达。当由中继站实施PoE时，也可为中继站自身提供功率。在本文中，中继站可包括吸取功率、为扩展器电路提供一些这种功率以及使用PSE沿着网络电缆向下游给另一中继站或ro发送剩余的有效功率的ro。在一个实例中，远程以太网连接可分成多个100米长的电缆段，使用中继站耦接这些电缆段。图2示出了这种远程配置的实例。如图所示，中继站210-1、210_2将远程以太网连接分成多个电缆段。每个中继站包括从上游的PSE接收功率的ro以及将所接收的功率的剩余部分发送给下游ro的pse。在一个实例中，多个电缆段均为loo米或以下。人们会理解的是，对于给定的远程配置而言，电缆段的数量以及各段的长度可变化。通常，从PSE到H)的负载功率传递可通过图3A中所示的电路模型模型化。如图所示，电源将电压Vpse提供给电路，该电路包括第一并联电阻器对(H)、负载电阻1 _以及第二并联电阻器对(R3、R4)。在本文中，第一并联电阻器对&、R2表示TX电线对的电阻，而第二并联电阻器对R3、R4表示RX电线对的电阻。电阻器H R3和R4的值取决于网络电缆的类型和长度。例如，电阻器H R3和R4可具有取决于以太网电缆的类型(比如，类别3、5、6等等)的某个电阻/长度。图3B中示出了简化的PoE电路模型，该模型包括单个电缆电阻值Rcabl-在本发明中，认识到，传统的与IEEE兼容的H)具有大约30V的欠压锁定(undervoltage lockout,UVL0)。通常,如果F1D处电缆端部的电压达不到30V,那么不允许给ro加电。即使充足的功率(vxI)实际上可用于电缆端部的ro中，也是如此。将PoE用于远程以太网应用中时，UVLO限制会显著严重损害PoE的可用性。为了示出UVLO的影响，考虑图3B中所示的电路。在该电路中，Vpse=MRmmJR1 J。当RlMd=PPD/i2时，先前的等式可重新写成AReable-WWPtjut=O形式。贝ij，如下所示，电流的解可以写为:
权利要求
1.一种以太网供电中继器，插在两个电缆段之间，所述两个电缆段用于始发电源设备和终端用电装置之间的网络连接，所述以太网供电中继器包括: 用电装置模块，在通过第一电缆段耦接到上游电源设备的所述以太网供电中继器的第一端口上接收功率，在所述第一端口上接收的所述功率具有第一电压电平； 升压转换器模块，被配置为将在所述第一端口上接收的所述第一电压电平提升为比所述第一电压电平高的用于施加到所述以太网供电中继器的第二端口的第二电压电平；以及 电源设备，被配置为将所述第二电压电平施加到所述第二端口上，以便传递给通过第二电缆段耦接至所述第二端口的下游用电装置。
2.根据权利要求1所述的以太网供电中继器，其中，所述升压转换器模块将所述第一电压电平提升为比所述初始电源设备输出的电压电平高的电平。
3.根据权利要求1所述的以太网供电中继器，其中，所述初始电源设备通过一个、两个或四个电缆对将功率传递给所述终端用电装置。
4.根据权利要求1所述的以太网供电中继器，其中，所述第一电缆段和所述第二电缆段短于100米。
5.一种用于以太网供电中继器中方法，所述以太网供电中继器插在两个电缆段之间，所述两个电缆段用于始发电源设备和终端用电装置之间的网络连接，所述方法包括: 由用电装置模块在通过第一电缆段耦接到上游电源设备的所述以太网供电中继器的第一端口上接收功率，在所述第一端口上接收的所述功率具有第一电压电平； 由升压转换器模块将在所述第一端口上接收的所述第一电压电平提升为比所述第一电压电平高的用于施加到所述以太网供电中继器的第二端口的第二电压电平；以及 通过电源设备将功率以所述第二电压电平传输到所述第二端口上，以便传递给通过第二电缆段耦接到所述第二端口的下游用电装置。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述升压包括将所述第一电压电平提升为比所述初始电源设备输出的电压电平高的电平。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述初始电源设备通过一个、两个或四个电缆对将功率传递给所述终端用电装置。
8.一种以太网供电中继器，插在两个电缆段之间，所述两个电缆段用于始发电源设备和终端用电装置之间的网络连接，所述以太网供电中继器包括: 升压转换器模块，被配置为将所述以太网供电中继器中第一端口上的用电设备所接收的第一电压电平提升为比所述第一电压电平高的第二电压电平，所述第二电压电平由电源设备施加给所述以太网供电中继器的第二端口，以便传递给通过第二电缆段耦接至所述第二端口的下游用电装置。
9.根据权利要求13所述的以太网供电中继器，其中，所述升压转换器模块将所述第一电压电平提升为比所述初始电源设备输出的电压电平高的电平。
10.根据权利要求9所述的以太网供电中继器，其中，所述初始电源设备通过一个、两个或四个电缆对将功率传递给所述终端用电装置。
全文摘要
提供了一种用于使用集成升压中继器进行远程以太网供电(PoE)的系统和方法。集成升压中继器包括升压转换器模块，所述模块将集成升压中继器的第一端口上的用电装置所接收的电压电平提升为第二电压电平，第二电压电平由电源设备施加给集成升压中继器的第二端口。在一个实施方式中，升压转换器模块将电压提升为比初始电源设备所输出的电压电平高的电平。
文档编号H04L12/10GK103138947SQ20121036624
公开日2013年6月5日 申请日期2012年9月27日 优先权日2011年12月2日
发明者桑贾亚·马尼克塔拉 申请人:美国博通公司