4對(duì)以太網(wǎng)供電的檢測(cè)、分類和相互識(shí)別

背景技術(shù)：
IEEE802.3定義了用于經(jīng)由以太網(wǎng)鏈路傳送電力的兩種類型的系統(tǒng)。原始的以太網(wǎng)供電(“PoE”)規(guī)范(即IEEE802.3af)規(guī)定從供電設(shè)備(“PSE”，例如經(jīng)由以太網(wǎng)鏈路提供電力的設(shè)備)到受電設(shè)備(“PD”，例如經(jīng)由以太網(wǎng)鏈路消耗電力的設(shè)備)的高達(dá)約15W的功率供應(yīng)。規(guī)范包括允許PSE檢測(cè)兼容的PD的存在，從而使得電力僅在兼容的PD被連接時(shí)在以太網(wǎng)鏈路上啟用的機(jī)制。1型設(shè)備(例如，PSE或PD)的檢測(cè)和分類可以使用單一分類狀態(tài)來完成。定義了對(duì)原始PoE規(guī)范的增強(qiáng)以將供電功率提高至高達(dá)30W左右，并且通過使用更高級(jí)別的數(shù)據(jù)交換來改進(jìn)管理。針對(duì)增強(qiáng)的PoE(“PoE+”)規(guī)范(即IEEE802.3at)的一個(gè)重要方面是這樣的機(jī)制：通過該機(jī)制，PSE可以明確檢測(cè)到增強(qiáng)的(例如，2型)PD，并且增強(qiáng)的PD可以明確了解它已經(jīng)被增強(qiáng)的(即，2型)PSE檢測(cè)到。在2型PSE能夠增大可用電力或2型PD可以增大電力消耗(powerdrawn)之前相互識(shí)別是必要的。檢測(cè)和分類機(jī)制被設(shè)計(jì)為使得它可以通過簡(jiǎn)單的或復(fù)雜的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)包括包含數(shù)據(jù)鏈路接口的PSE(即，末端PSE)、以及被插入在兩個(gè)數(shù)據(jù)鏈路伙伴(linkpartner)之間的信道中的PSE(即，中跨PSE)。例如，2型設(shè)備(例如，PSE或PD)的檢測(cè)和分類可以使用兩個(gè)分類狀態(tài)來完成。此外，鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議(“LLDP”)可以可選地用來傳送詳細(xì)的電力需求。在POE的原始規(guī)范和增強(qiáng)的規(guī)范中，電力都經(jīng)由以太網(wǎng)電纜的4對(duì)雙絞線中的2對(duì)來傳送。根據(jù)這些規(guī)范，PSE被禁止經(jīng)由所有4對(duì)雙絞線傳輸電力，并且PD需要經(jīng)由雙絞線中的任一組來接受電力但不被允許同時(shí)經(jīng)由全部4對(duì)雙絞線來請(qǐng)求電力。附圖說明附圖中的組件不一定相對(duì)于彼此成比例。相同的標(biāo)號(hào)表示貫穿若干視圖相應(yīng)的部分。圖1A-圖1B是示出用于在PoE環(huán)境中供給電力的系統(tǒng)的框圖；圖2是用于在PoE環(huán)境中經(jīng)由4對(duì)雙絞線供給電力的示例性系統(tǒng)的框圖；圖3是示出用于驗(yàn)證具有4對(duì)PoE能力的PD和PSE的互連的示例性操作的狀態(tài)機(jī)；圖4是示出用于驗(yàn)證具有4對(duì)PoE能力的PD和PSE的互連的示例性操作的另一個(gè)狀態(tài)機(jī)；圖5是示出用于驗(yàn)證具有4對(duì)PoE能力的PD和PSE的互連的示例性操作的另一個(gè)狀態(tài)機(jī)；并且圖6是示出了示例計(jì)算設(shè)備的框圖。具體實(shí)施方式除非另有定義，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與通常由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的相同的含義。類似或等同于本文描述的方法和材料的方法和材料可以在本公開的實(shí)踐或測(cè)試中使用。如在本說明書中以及所附的權(quán)利要求中使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”、“該”包括復(fù)數(shù)對(duì)象，除非上下文另有明確說明。本文中使用的術(shù)語“包括”及其變體與術(shù)語“包含”及其變體的使用是同義的，其是開放的、非限制性的屬于。本文所用的術(shù)語“可選的”或“可選地”的意思是，后續(xù)描述的特征、事件或情況可能會(huì)或可能不會(huì)發(fā)生，并且該描述包括其中所述特征、事件或情況發(fā)生的實(shí)例以及不發(fā)生的實(shí)例。雖然描述了用于4對(duì)PoE能力的檢測(cè)、分類和互相識(shí)別的實(shí)現(xiàn)方式，這些實(shí)現(xiàn)方式不僅限于此對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。概述本文提供了用于驗(yàn)證具有4對(duì)PoE能力的PD和PSE的互連的設(shè)備、方法和系統(tǒng)。為了驗(yàn)證兩組雙絞線(例如，所有4對(duì)雙絞線)都在具有4對(duì)PoE能力的鏈路伙伴(例如，相同的PSE和PD)之間連接，檢測(cè)、分類和識(shí)別機(jī)制可以在兩組雙絞線之間協(xié)調(diào)。例如，PSE可應(yīng)用通常不會(huì)由1型或2型設(shè)備應(yīng)用的一系列信號(hào)，并且PD能夠返回對(duì)于這一系列信號(hào)的響應(yīng)，這些響應(yīng)正常不會(huì)由1型或2型設(shè)備返回。這允許鏈路伙伴互相驗(yàn)證其支持4對(duì)PoE的操作的能力，例如同時(shí)經(jīng)由所有4對(duì)雙絞線遞送或接受電力。如上所述，在原始和增強(qiáng)的PoE規(guī)范中，電力都經(jīng)由以太網(wǎng)電纜中4對(duì)雙絞線中的2個(gè)來遞送。當(dāng)雙絞線A和B用于電力時(shí)，機(jī)制被指定為模式A。這示于圖1A中，其是示出用于在PoE環(huán)境中供給電力的系統(tǒng)的框圖。在圖1A中，網(wǎng)絡(luò)元件102(例如交換機(jī)、集線器、路由器、網(wǎng)關(guān)等)例如可通過通信鏈路120(即，以太網(wǎng)電纜)與PD108通信地連接。通信鏈路120包括4對(duì)雙絞線A-D。網(wǎng)絡(luò)元件102包括集成的PSE104。電力由PSE104通過中心抽頭變壓器106A、106B注入到兩個(gè)數(shù)據(jù)承載雙絞線A&B，并從中心抽頭變壓器112A、112B調(diào)度以供PD108的負(fù)載110使用。兩個(gè)非數(shù)據(jù)承載雙絞線C&D不用于通信或電力傳遞。當(dāng)雙絞線C&D用于電力，機(jī)制被指定為模式B。這示于圖1B中，其是示出用于在PoE環(huán)境中供給電力的另一系統(tǒng)的框圖。圖1B包括許多與圖1A相同的元件，下文將不再贅述這些元件。在圖1B中，電力由PSE104注入到兩個(gè)非數(shù)據(jù)承載雙絞線C&D，并且經(jīng)調(diào)度用于由PD108的負(fù)載110使用。兩個(gè)數(shù)據(jù)承載雙絞線A&B不被用于電力傳輸。雖然圖1A-圖1B示出了其中僅使用4對(duì)雙絞線中的2個(gè)用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)(例如，10BASE-T，100BASE-TX)，但應(yīng)該理解，PoE可以在使用所有4對(duì)雙絞線用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)(例如，1000BASE-T，10GBASE-T)中使用，例如，使用幻象(plantom)技術(shù)。另外，雖然圖1A-圖1B示出了其中電力由末端PSE注入的系統(tǒng)，還應(yīng)理解，電力可通過中跨PSE注入。示例系統(tǒng)現(xiàn)在參考圖2，示出了用于在PoE環(huán)境中經(jīng)由4對(duì)雙絞線供給電力的示例性系統(tǒng)的框圖。在圖2中，網(wǎng)絡(luò)元件202(例如交換機(jī)、集線器、路由器、網(wǎng)關(guān)等)例如，可通過通信鏈路220(例如，以太網(wǎng)電纜)與PD208通信地連接。通信鏈路220包括4對(duì)雙絞線A-D。網(wǎng)絡(luò)元件202包括集成的PSE204。例如，網(wǎng)絡(luò)元件202是末端PSE。此外，在圖2中通信在所有4對(duì)雙絞線上啟用(例如，1000BASE-T，10GBASE-T)。在圖2中，電力分別同時(shí)由PSE204通過中心抽頭變壓器206A&206B注入兩對(duì)數(shù)據(jù)承載雙絞線A&B、通過中心抽頭變壓器206C&206D注入兩對(duì)數(shù)據(jù)承載雙絞線C&D，從而經(jīng)由中心抽頭變壓器212A、212B、212C和212D供應(yīng)電力給PD208的負(fù)載210。負(fù)載210通過一個(gè)或多個(gè)二極管橋電路209(例如，一對(duì)二極管橋電路)接受電力，例如全波二極管橋型整流電路。但應(yīng)理解圖2所示的系統(tǒng)僅作為示例而提供，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)相較圖2的系統(tǒng)具有不同的配置(例如，更多、更少或替代組件)的PoE系統(tǒng)。例如，本發(fā)明考慮在PoE系統(tǒng)中使用本文所述的技術(shù)，其中通信是僅在4對(duì)雙絞線中的2對(duì)上啟用。替代地或者或另外，本發(fā)明考慮在具有中跨PSE的PoE系統(tǒng)中使用本文所述的技術(shù)。可能希望提供其中PoE電力被同時(shí)經(jīng)由以太網(wǎng)鏈路的所有4對(duì)雙絞線遞送的系統(tǒng)，來例如將所提供的功率增加到高達(dá)約60W或更多。如果開發(fā)了這樣的系統(tǒng)，將需要開發(fā)檢測(cè)、分類并識(shí)別兼容PSE和PD的技術(shù)。在這些類型的PoE系統(tǒng)中，檢測(cè)、分類和識(shí)別機(jī)制可以允許兼容的PSE(例如，具有4對(duì)PoE能力的PSE)在同時(shí)經(jīng)由所有4對(duì)雙絞線提供電力之前確定它被連接到兼容的PD(例如，具有4對(duì)PoE能力的PD)。替代地或者另外，檢測(cè)、分類和識(shí)別機(jī)制可以允許兼容的PD(例如，具有4對(duì)PoE能力的PD)在嘗試同時(shí)經(jīng)由所有4對(duì)雙絞線消耗電力之前確定它被連接到兼容的PSE(例如，具有4對(duì)PoE能力的PSE)?？蛇x地，上述決定可以是明確的確定。如本文所使用的，具有4對(duì)PoE能力的PSE或PD可以被稱為3型的設(shè)備。如上所述，在一些PoE系統(tǒng)中，通信也可以在少于所有4對(duì)雙絞線上啟用，例如僅有4對(duì)雙絞線中的2對(duì)雙絞線上啟用(例如，在10M、100M和精簡(jiǎn)對(duì)的千兆系統(tǒng)上)。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)針對(duì)2對(duì)操作設(shè)計(jì)電纜連接性時(shí)，只有2對(duì)雙絞線連接鏈路伙伴(例如，相互連接的PSE和PD)。因此，4對(duì)雙絞線將一個(gè)系統(tǒng)(例如，PSE)連接到兩個(gè)不同的系統(tǒng)(例如，兩個(gè)不同的PD)是可能的。因此，檢測(cè)、分類和識(shí)別機(jī)制能可選地允許鏈路伙伴在經(jīng)由所有4對(duì)雙絞線傳送/接受電力之前確定所有4對(duì)雙絞線連接在相同的PSE和PD之間?？蛇x地，檢測(cè)、分類和識(shí)別機(jī)制可以是普遍適用的，從而它可以例如得到諸如中跨PSE設(shè)備之類的設(shè)備(根據(jù)其性質(zhì)，無法或不參與與PD的數(shù)據(jù)傳輸)的支持。例如，檢測(cè)、分類和識(shí)別機(jī)制可以可選地在不使用LLDP或用于交換數(shù)據(jù)的其它類似的機(jī)制的情況下實(shí)現(xiàn)。替代地或另外，檢測(cè)、分類和識(shí)別機(jī)制可以可選地設(shè)計(jì)成得到“啞(dumb)”PD(例如不具有更復(fù)雜的通信能力的PD)的支持。為了驗(yàn)證兩組雙絞線(例如，所有4對(duì)雙絞線)被連接在鏈路伙伴(例如，相同的3型PSE和3型PD)之間，檢測(cè)、分類和識(shí)別機(jī)制可以在兩組雙絞線之間協(xié)調(diào)。例如，3型PSE可以應(yīng)用通常不會(huì)由1型或2型設(shè)備應(yīng)用的一系列信號(hào)，并且3型PD可以返回對(duì)這一系列信號(hào)的響應(yīng)，這些響應(yīng)正常不會(huì)由1型或2型設(shè)備返回。這允許鏈路合作伙伴相互驗(yàn)證其支持3類操作(例如，同時(shí)經(jīng)由所有4對(duì)雙絞線提供或接受電力)的能力。應(yīng)理解，相對(duì)于各圖在本文描述的邏輯操作可以：(1)作為運(yùn)行在計(jì)算設(shè)備上的程序模塊(即，軟件)或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作的序列來實(shí)現(xiàn)，(2)作為計(jì)算設(shè)備中互連的機(jī)器邏輯電路或電路模塊(即，硬件)和/或(3)計(jì)算設(shè)備的軟件和硬件的組合來實(shí)現(xiàn)。因此，本文所討論的邏輯操作被不局限于硬件和軟件的任何特定組合。實(shí)現(xiàn)方式是有賴于計(jì)算設(shè)備的性能和其它要求的選擇問題。據(jù)此，在此描述的邏輯操作被不同地稱為操作、結(jié)構(gòu)設(shè)備、動(dòng)作或模塊。這些操作、結(jié)構(gòu)設(shè)備、動(dòng)作和模塊可以用軟固件、專用數(shù)字邏輯以及它們的任何組合來實(shí)現(xiàn)。還應(yīng)理解，可以執(zhí)行比附圖中所示和本文所述的更多或更少的操作。這些操作也可以以不同于本文描述的順序來執(zhí)行。現(xiàn)在參考圖3，示出了用于驗(yàn)證具有4對(duì)PoE能力的PD和PSE的互連的示例性操作的狀態(tài)機(jī)。例如，互連的PSE和PD可選地是圖2中示出的網(wǎng)絡(luò)元件202和PD208。可選地，下面描述的狀態(tài)機(jī)的一些步驟可以類似于IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)中定義的2型發(fā)現(xiàn)和分類，這允許與1型和2型設(shè)備的向后兼容性。例如可選地在302，PSE可依次在雙絞線A&B以及隨后在雙絞線C&D上執(zhí)行檢測(cè)。可選地，PSE可通過依次跨雙絞線A&B并且隨后是雙絞線C&D施加預(yù)定電壓(例如，約2-11V)來執(zhí)行檢測(cè)。在303，PD可以提供、指示或返回簽名電阻(例如，大約19-26kΩ)，其可以例如通過測(cè)量電流由PSE檢測(cè)到。檢測(cè)預(yù)定簽名電阻提供了兼容的PD被連接的指示。如果沒有檢測(cè)到預(yù)定的簽名電阻(例如，檢測(cè)到的電阻不處于近似范圍內(nèi))，不施加PoE電力。但應(yīng)理解，預(yù)定的電壓和簽名電阻僅作為示例，并且可以使用其它的值。在可選地進(jìn)行檢測(cè)后，PSE可通過例如執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)分類事件的序列來進(jìn)行分類。分類允許PD提供、指示或返回其電力需求，例如，通過當(dāng)PSE施加較高的電壓由時(shí)改變其傳感電阻來提供、指示或返回其電力需求。如本文使用的分類事件可以包括兩個(gè)階段：分類階段和標(biāo)記階段。包括分類階段和標(biāo)記階段的每個(gè)循環(huán)(cycle)是一個(gè)“指針(finger)”，如本文所用的。在分類階段，PSE可施加分類電壓(例如，大約14-21V)，并且測(cè)量或檢測(cè)由PD拉取的類電流(classcurrent)。PSE可解碼類電流來確定PD的電力需求。例如，可以使用不同的預(yù)定類電流或電流范圍來表示不同PD的電力需求。在下表1中提供了示例預(yù)定類電流范圍和PD電力需求。類描述類電流(mA)電力范圍(W)0類未實(shí)現(xiàn)0-40.44-12.941非常低的電力9-120.44-3.842低電力17-203.84-6.493中等電力26-306.49-12.954高電力(例如，2型)36-4412.95-25.50表1在標(biāo)記階段，PSE可施加標(biāo)記電壓(例如，約7-10V)，其允許PD消耗最小量的電力來維持其狀態(tài)機(jī)。這也向PD提供了PSE具有增強(qiáng)的PoE功能的指示。應(yīng)當(dāng)理解，分類和標(biāo)記電壓、類電流、電力范圍和類只作為示例提供，并且可使用更高、更低和/或其它的值。在304，PSE可以例如通過跨雙絞線A&B施加電壓，來在諸如雙絞線A&B之類的第一多個(gè)雙絞線上執(zhí)行第一分類事件(“Event1_AB”)。PD可以在第一雙絞線上檢測(cè)或測(cè)量第一分類事件。在305，PD可響應(yīng)于第一分類事件來提供、指示或返回第一預(yù)定類電流，這可以由PSE通過測(cè)量或檢測(cè)第一預(yù)定類電流來檢測(cè)到。如上所述，PD可以通過改變其傳感電阻來拉取特定的電流來返回類電流。隨后PSE可解碼類電流來確定PD類(例如，電力需求)。例如，對(duì)PD可以通過改變其傳感電阻以消耗36-44mA來返回類＝4。應(yīng)當(dāng)理解，返回類＝4是2型的PD的標(biāo)準(zhǔn)行為預(yù)期。在306，PSE可以例如通過跨雙絞線C&D施加電壓，來在諸如雙絞線C&D的第二多個(gè)雙絞線上執(zhí)行第二分類事件(“Event1_CD”)?？蛇x地，PSE可以在第一預(yù)定延遲時(shí)間段(例如，3ms或任何其它預(yù)定固定的時(shí)間)期滿之后在雙絞線C&D上執(zhí)行第一分類事件。PD可以檢測(cè)或測(cè)量第二雙絞線上的第一分類事件。在307，PD可響應(yīng)于第一分類事件返回第一預(yù)定類電流(例如，通過改變其傳感電阻返回類＝4)，這可由PSE通過測(cè)量或檢測(cè)第一預(yù)定類電流來檢測(cè)到。類似于上文，PSE隨后可以解碼類電流來確定PD類。應(yīng)當(dāng)理解，2型PD(或兩個(gè)2型PD)可以被預(yù)期為返回Class＝4。在PD響應(yīng)失敗或以意料之外的類電流(例如，類＝0、1、2或3)做出響應(yīng)的情況下，PSE可確定PD不是3型PD，即PD不能夠經(jīng)由所有4對(duì)雙絞線接受PoE電力。在這種情況下，PSE可以可選地將該P(yáng)D作為1型PD或2型PD對(duì)待。將類＝4作為第一預(yù)定類電流返回只作為示例而提供，并且返回另一預(yù)定類值(例如，類＝0、1、2或3)是可能的。還應(yīng)當(dāng)理解，第一分類事件可以可選地包括上述的類電壓和/或標(biāo)記電壓的施加。接著，在308，PSE可以例如通過跨雙絞線A&B施加電壓，來在諸如雙絞線A&B的第一雙絞線上執(zhí)行第二分類事件(“Event2_AB”)。可選地，PSE可以在第二預(yù)定延遲時(shí)間段(例如，6ms或任何其它預(yù)定的固定的時(shí)間)期滿之后在雙絞線A&B上執(zhí)行第二分類事件，第二預(yù)定延遲時(shí)間段可以可選地不同于第一預(yù)定延遲時(shí)間段。PD可以檢測(cè)或測(cè)量第一雙絞線上的第二分類事件。在309，PD可響應(yīng)于第二分類事件返回第一預(yù)定類電流(例如，通過改變其傳感電阻返回類＝4)，這可由PSE通過測(cè)量或檢測(cè)第一預(yù)定類電流來檢測(cè)。類似于上文，PSE可隨后解碼類電流來確定PD類。但應(yīng)理解，返回類＝4是2型的PD的預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)行為。在310，PSE可以例如通過跨雙絞線C&D施加電壓，來在諸如雙絞線C&D之類的第二雙絞線上執(zhí)行第二分類事件(“Event2_CD”)。可選地，PSE可在第一預(yù)定延遲時(shí)間段(例如，3ms或任何其它預(yù)定固定的時(shí)間)期滿之后在雙絞線C&D上執(zhí)行第二分類事件。PD可以檢測(cè)或測(cè)量第二雙絞線上的第二分類事件。在311，PD可響應(yīng)于第二分類事件返回第二預(yù)定類電流，這可由PSE通過測(cè)量或檢測(cè)第二預(yù)定類電流來檢測(cè)到?？蛇x地，第二預(yù)定類電流可以不同于第一預(yù)定類電流(例如，類＝0、1、2或3)。例如，PD可以通過改變其傳感電阻以拉取9-12mA來返回類＝1。類似于上文，PSE可隨后解碼類電流來確定PD類。在PD響應(yīng)失敗或以意料之外的類電流(例如，類＝0、2、3、或4)響應(yīng)的情況下，PSE可確定該P(yáng)D不是3型PD，即PD為不能夠經(jīng)由所有4對(duì)雙絞線接受PoE電力。在這種情況下，PSE可以可選地將該P(yáng)D作為1型PD或2型PD對(duì)待。將類＝1作為第一預(yù)定類電流返回只作為示例而提供，并且返回另一預(yù)定類值(例如，除上述第一預(yù)定類值以外的類值)是可能的。此外，返回類＝1不是2型設(shè)備的預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)行為。替代地，本公開內(nèi)容設(shè)想3型設(shè)備(例如，PSE和PD)可以被配置為根據(jù)步驟302-311操作，這有助于相互連接的3型的設(shè)備的相互檢測(cè)、分類和識(shí)別工作。然而，存在連接到一個(gè)或更多的PSE的兩個(gè)PD可根據(jù)步驟302-311獨(dú)立地做出響應(yīng)的可能性。因此，如在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，圖3中所示的狀態(tài)機(jī)的...