CN101542402A - 提供以太网上功率的先进分类的方法和设备 - Google Patents

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CN101542402A CNA2008800002048A CN200880000204A CN101542402A CN 101542402 A CN101542402 A CN 101542402A CN A2008800002048 A CNA2008800002048 A CN A2008800002048A CN 200880000204 A CN200880000204 A CN 200880000204A CN 101542402 A CN101542402 A CN 101542402A
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Abstract

一种系统在用电装置上进行多个周期。每个周期具有检测阶段和分类阶段。在每个周期期间向导体施加分类电压。在施加所述分类电压期间，所述系统测量导体内的电流。所述系统确定响应于多个被测量的电流的最后类别。所述最后类别用于确定要传送到所述用电装置的线内功率的量。

Description

提供以太网上功率的先进分类的方法和设备
相关申请的交叉引用
本申请是2004年11月3日提交的、题目为“POWERED DEVICECLASSIFICATION IN A WIRED DATA TELECOMMUNICATIONSNETWORK”(US 2006/00920000)的待决专利申请的部分继续申请。本专利申请涉及：2006年4月20日提交的、题目为“Inline power-basedcommon mode communications in a wired data telecommunications network”的美国专利申请公布第20060082220号；以及在2006年5月8日提交的、题目为“INLINE POWER ALLOCATION FOR POWER OVER ETHERNETAPPLICATIONS”的序号11/429,906。
背景技术
线内功率(Inline Power)(也称为以太网上功率(Power overEthernet)或者PoE)是用于在有线数据电信网络(诸如公知的以太网)上通过链路部分从电源设备(PSE)向用电装置(PD)提供电功率的技术。可以由位于链路部分一端的端点(endpoint)电源设备或者由沿着链路部分的中跨(midspan)的中跨电源设备注入功率，所述中跨与链路部分的两端实体地电耦接的媒体相关接口(MDI)明显分离并位于所述MDI之间。
在题目为“IEEE Standard for Information Technology  --Telecommunications and information exchange between systems--Local andmetropolitan area networks--Specific requirements：Part 3 Carrier SenseMultiple Access with Collision Detection(CSMA/CD)Access Method andPhysical Layer Specifications：Amendment：Data Terminal Equipment(DTE)Power via Media Dependent Interface(MDI)”的、2003年6月18日公布的IEEE(电气和电子工程师协会公司)标准Std 802.3af-2003(以下称为“IEEE 802.3af标准”)内定义了PoE。所述IEEE 802.3af标准是全局适用的、用于将以太网分组的发送和接收(统称：“收发”)与通过在单个以太网电缆内的同一组导线进行的基于DC的功率的发送和接收相组合的标准。考虑到了线内功率将对各种用电装置供电，所述用电装置诸如是互联网协议(IP)电话、监视摄像机、用于电信网络的交换和中心(hub)设备、用于识别目的的生物医学传感器设备、其他生物医学设备、射频标签(RFID)卡和标记阅读器、安全卡阅读器、各种类型的传感器和数据采集设备、在建筑物内的火灾和救生设备等。所述电力是按照所述标准的、功率范围是大约4瓦到大约15瓦的当前可获得的直流的浮动的48伏特电力。存在用于分配所请求的功率量的、在IEEE 802.3af标准内的机制。也存在其他的专有方案，用于在仍然基本符合所述标准的同时，提供比由所述IEEE 802.3af标准所提供的更精细和更复杂的功率分配。随着所述标准演变，另外的功率也可以变得可用。传统的8导体类型的RG-45连接器(适当地作为插入式或者凹进式的)通常用在所有的以太网连接的两端上。它们如在IEEE 802.3af标准内所定义的那样被连接。
按照当前制定的IEEE 802.3af标准，电源设备执行线内功率检测处理，如果成功，则执行可选的线内功率分类处理。所述检测处理试图检测存在于用电装置处的单位网络(identity network)。这通常是25,000欧姆的电阻器，通过下述方式来检测这个电阻器：通过在线内功率导体两端施加第一电压，并且读取所汲取的第一电流，然后施加第二电压，并且读取所汲取的第二电流。如果所述检测处理将电阻测量为25,000欧姆，则存在能够接受符合IEEE 802.3af标准的线内功率的用电装置。否则，假定不存在用电装置。如果存在这样的用电装置，则在IEEE 802.3af标准下，通过下述方式来实现可选的分类处理：施加第三电压，并且测量所汲取的第三电流。所汲取的第三电流将用电装置表征为一组5个IEEE 802.3af类别之一的一员。依赖于所述类别，所述电源设备应当向所述用电装置提供高达特定量的线内功率。
也可以通过本领域内的技术人员公知的不符合IEEE 802.3af标准的技术来获得线内功率。在此所述的技术也一般适用于不符合IEEE 802.3af标准的系统。
在使用用电装置的许多情况下，可能期望提供某种另外的能力，用于分类从电源设备接收功率的用电装置以用于至少下述目的：提供比当前在IEEE 802.3af标准下所考虑的更大的功率以及另外的和更精确的功率分级。
发明内容
用于分类用电装置的传统技术受到多个缺陷的影响。具体上，用于分类用电装置的传统技术在下述方面受限：用于分类用电装置的传统技术不提供较新的用电装置的必要分类。例如，诸如电话的较新的用电装置需要30瓦的功率来工作。用于分类用电装置的传统技术提供最大15瓦，因此需要新的标准用于向较新的用电装置和现有的较旧的装置提供线内功率。如在题目为“POWERED DEVICE CLASSIFICATION IN A WIRED DATATELECOMMUNICATIONS NETWORK”(US 2006/00920000)的、上面通过引用而包含的申请内所述，由电源设备通过执行检测周期并且之后执行三个分类周期来执行分类处理。所述检测周期包括：电源设备向用电装置传送电压，并且计算所产生的电流。所产生的电流的值用于确定所述三个周期中每个的分类。对于三个分类周期的响应向电源设备提供用于确定要传送到用电装置的正确的线内功率的数据。这个分类处理可以分类较新的用电装置和较旧的用电装置，即使当传统的用电装置执行分类处理时也是如此。
在此公开的实施例极大地克服了这样的缺陷，并且提供包括用电装置分类处理的系统。所述用电装置分类处理提供了附加的实施例，所述附加的实施例通过在至少两个分类周期的每个后执行检测周期来补充电源设备的当前IEEE标准。
所述用电装置分类处理在有效数据电信网络内对用电装置进行分类，所述用电装置耦接到电源设备以从所述电源设备接收线内功率，所述有线数据电信网络具有至少两对导体，所述导体耦接所述用电装置和所述电源设备。所述用电装置必须能够向这样的装置存储从电源设备接收的电压，以及用电装置的先前和未来的状态的存储器(memory)。在一个实施例内，用电装置必须保留用于一般9伏特(加减1伏特)的所接收的电压的存储器。应当注意，用电装置存储器允许所述用电装置建立状态机。所述状态机允许用电装置确定新的或者传统的电源设备附接到所述用电装置。
所述用电装置分类处理在所述用电装置上进行多个周期，至少使用两个周期，这样的限制可以通过在许多分类周期的总的时间间隔上进行许多周期时传统802.3af用电装置的电路内耗散的热量或者功率的传统来设置。在一个示例实施例内，执行三个周期。每个周期具有检测阶段，之后是分类阶段。所述用电装置分类处理通过下述方式来进行所述检测阶段：通过施加至少一个例如小于10伏特的检测电压，以确定用电装置分类处理与有效的用电装置通信。在一个示例实施例内，所述用电装置检测阶段施加两个电压。所述两个电压的每一个小于10伏特，并且所述两个电压的每个与另一个电压相差至少1伏特。虽然在本申请内所述的检测算法针对小于10伏特的检测‘周期’或者电压和电流的一次或多次测量，以保持所述处理与802.3af标准的向后兼容，但是，可以部署在这样的检测算法上的变化，其中，可以使用由IEEE 802.3af标准指定的0-10伏特(检测)和15-20伏特(分类)之外的电压范围，例如10-15伏特的范围，并且可以使用单个或者多个检测点。
每个检测阶段之后是分类阶段。每个分类阶段向导体施加分类电压，并且在施加所述分类电压期间测量导体内的电流。所述用电装置分类处理确定响应于多个被测量的电流的最后类别。所述最后类别用于确定要传送到所述用电装置的线内功率的量。换句话说，执行(检测阶段之后是分类阶段的)三个周期。所述三个分类阶段的每个导致与类别相关的被测量的电流。所述三个周期导致按所述三个周期的执行次序排序的三个类别。所述三个类别与最后类别相关。所述最后类别确定所述电源设备需要传送到用电装置的线内功率量。虽然所产生的这组新的类别可以被部署来指示在2对或者4对线内功率上的功率电平和要求，但是这些类别可以指示其他‘类型’的装置，这些装置需要以查找表方式约定并且被预先定义为要在所编码的多个分类周期内检测的冗余、休眠模式和其他‘指示符’的主机。
在一个实施例内，通过用电装置分类处理来进行第四周期。第四周期的结果用于向作为前三个周期的结果而确定的线内功率的量增加递增值。因此，所述三个周期用于确定最后类别。进行第四周期(包括检测阶段和之后的分类阶段)，这导致产生与第四类别相关的被测量的电流。第四类别确定要加到通过前三个周期确定的线内功率量上的递增瓦数。因此，如果所述三个周期确定需要15.5瓦的瓦数，并且所述第四类别确定2瓦的递增瓦数，则所产生的所需要的瓦数是17.5瓦。
在一个实施例的示例操作期间，假定电源设备正在对用电装置进行分类。所述用电装置分类处理通过施加在8伏特和10伏特之间的两个检测电压并测量所产生的电流，来进行检测阶段，以确定用电装置是否有效。所述用电装置分类处理通过下述方式来进行分类阶段：施加例如17伏特的分类电压，测量所产生的电流，并对所产生的电流进行分类。在检测阶段和分类阶段的第一周期结束时，所述用电装置分类处理已确定将所述用电装置分类为类别0。所述用电装置分类处理将所述周期重复第二和第三次，分别产生2和0的分类。所述用电装置分类处理确定所产生的三个周期的序列(即“020”)导致在查找表内指定并且被分配了特定功率电平或者‘标记’(即，需要休眠模式的装置、传送装置的最小和最大功率，或者仅仅是需要从电源设备向用电装置提供35瓦的线内功率的装置)的新的类别的最后分类。
在此公开的其他实施例包括任何类型的计算机化装置、工作站、手持或者台式计算机等，其被配置有软件和/或电路(例如处理器)，用于处理在此公开的任何或所有的方法操作。换句话说，诸如计算机或者数据通信装置的计算机化装置或者被编程或者配置来如在此所述工作的任何类型的处理器被认为是在此公开的实施例。
在此公开的其他实施例包括软件程序，用于执行上面总结并且下面详细公开的步骤和操作。一个这样的实施例包括计算机程序产品，其具有计算机可读介质，所述计算机可读介质上面包括编码的计算机程序逻辑，其当在具有存储器和处理器的耦合的计算机装置内被执行时，将所述处理器编程以执行在此公开的操作。这样的布置通常被提供为软件、代码和/或其他数据(例如数据结构)，其被安排或者编码在诸如光学介质(例如CD-ROM)、软盘或者硬盘的计算机可读介质，或者其被安排或者编码在其他介质上，诸如在一个或多个ROM或者RAM或者PROM芯片中或者作为专用集成电路(ASIC)的固件或者微代码。所述软件或者固件或者其他这样的配置可以被安装到计算机化的装置上，以使得所述计算机化的装置执行在此被描述为在此公开的实施例的技术。
应当明白，在此公开的系统可以被严格地实施为软件程序、软件和硬件或者单独的硬件。在此所述的特征可以用于数据通信装置和其他计算机化的装置内和用于这样的装置的软件系统内，诸如由加利福尼亚的SanJose的思科系统公司制造的那些。
附图说明
通过下面说明在附图内图解的在此公开的实施例，在此公开的上述和其他目的、特征和优点将显然，在所述附图内，类似的附图标号在不同的视图内表示相同的部分。附图不一定按照比例，相反，重点放在说明在此公开的原理。
图1图解了在此公开的网段的电气示意图的示例配置。
图2图解了在此公开的电源设备的一部分的方框图的示例配置。
图3图解了在此公开的用电装置的一部分的方框图的示例配置。
图4图解了用于描述用电装置电压与时间关系的示例曲线图。
图5图解了按照在此公开的一个实施例的、当用电装置分类处理在所述用电装置上进行多个周期时由图1的系统进行的过程的流程图，每个周期具有检测阶段和分类阶段。
图6图解了按照在此公开的一个实施例的、当用电装置分类处理在所述用电装置上执行多个周期以使得每个周期以检测阶段开始并且之后是分类阶段时由图1的系统执行的过程的流程图，每个所述分类阶段向导体应用分类电压，并且在施加分类电压期间测量导体内的电流。
图7图解了按照在此公开的一个实施例的、当所述用电装置分类处理确定响应于多个被测量的电流的最后类别时由图1的系统执行的过程的流程图。
具体实施方式
在此公开的实施例包括执行用电装置分类处理的计算机系统。所述用电装置分类处理在有线数据电信网络内对用电装置进行分类，所述用电装置耦接到电源设备以从所述电源设备接收线内功率，所述有线数据电信网络具有至少两对导体，所述导体耦接用电装置和电源设备。所述用电装置必须能够存储从电源设备接收的电压的存储器，并且能够存储其自身的先前和未来的状态。在一个实施例内，用电装置必须保留用于一般9伏特(加减1伏特)的所接收的电压的存储器。所述用电装置必须在一般4伏特(加减1伏特)的电压处清除所述存储器。
所述用电装置分类处理在用电装置上进行多个周期。每个周期具有检测阶段，之后是分类阶段。所述用电装置分类处理通过施加至少一个例如小于10伏特的检测电压以检测有效的用电装置来进行检测阶段。每个检测阶段之后是分类阶段。每个分类阶段向导体施加分类电压，并且在施加分类电压期间测量导体内的电流。所述用电装置分类处理确定响应于多个被测量的电流的最后类别。所述最后类别被用来确定要传送给用电装置的线内功率的量，但是这样的类别的使用可能在范围上不同。换句话说，执行(分类阶段之后是检测阶段的)三个周期。所述三个分类阶段的每个产生与如在IEEE 802.3af标准内当前定义的类别相关的被测量电流。虽然今天存在这样的类别，但是有可能人们可以通过下述方式定义与在IEEE802.3af标准内定义的类别类似的新的类别：定义新的电流范围，并且将新的类别与它们相关联，使能多个检测/分类代码的更多的组合，其增大了整套代码。所述三个周期产生按执行所述三个周期的次序排序的三个类别。所述三个类别与最后类别相关联。所述最后类别确定电源设备需要向用电装置传送的线内功率量。
在一个实施例内，通过用电装置分类处理来进行第四周期。第四周期的结果用于向作为前三个周期的结果而确定的线内功率的量加上递增值。因此，使用三个周期来确定最后类别。进行第四周期(包括检测阶段和之后的分类阶段)，这导致与第四类别相关的被测量的电流。第四类别确定要向通过前三个周期确定的线内功率的量加上的递增瓦数。因此，如果所述三个周期确定需要15.5瓦的瓦数，并且所述第四类别确定2瓦的递增瓦数，则所产生的所需要的瓦数是17.5。
图1图解了包括电源设备32(诸如交换器或者中心)的示例网段30，所述电源设备32能够按照一个或多个线内功率方案——诸如IEEE802.3af标准——来提供线内功率。网段30还包括用电装置34，用电装置34被配置来使用由电源设备32提供的线内功率。未在图1内列出的用电装置分类处理在网段30上工作。有线数据电信网络电缆36耦接电源设备32和用电装置34，并且具有至少两对导体38、40。一对导体38在此被图解为导体3-6对，并且另一对导体40被图解为导体1-2对。按照这种配置，导体对38(即3-6)承载线内功率的较正的部分，导体对40(即1-2)承载线内功率的较负的部分。如本领域内的技术人员公知，可以包括其他对的导体。电源设备块42在电源设备32处向导体对38和导体对40提供线内功率。电源设备块42读取来自包含用电装置块48的用电装置34的返回电流。虽然在2对上执行多个检测/分类周期，但可以使用替代的方案，其中，这样的算法适用于在4对电缆内的任何对的组或者其任何组合。
图2图解了包含电源设备控制器44的示例电源设备块42，所述电源设备控制器44控制电压注入器46的电压输出，并且从电流检测器49接收电流指示。电压注入器46能够有多个电压输出，诸如空闲状态电压输出、线内功率检测电压电平、与用电装置34的分类相关联的其他电压电平和与线内功率提供相关联的高电压，所述高电压通常在-48V DC(直流)左右。
图3图解了示例用电装置块48。用电装置块48通过有线数据电信网络电缆36来接收线内功率，如图1内所示。可以包括可选的二极管电桥电路50。如果用电装置34满足接收线内功率的要求，则使用在节点52(+)和54(-)接收的电压经由节点56(+)和58(-)对用电装置34供电。为了确定是否用电装置34满足那些要求，用电装置块48首先通过有线数据电信网络电缆36向电源设备块42呈现单位网络64，以便可以确认用电装置块48使用线内功率的能力。按照IEEE 802.3af标准，单位网络64是预定的电阻，诸如25,000欧姆的电阻器。也可以按照本领域内的技术人员公知的其他标准或者技术来使用其他单位网络。用电装置控制器60使得开关62闭合(或者以等同的方式呈现单位网络)以将单位网络64耦接到有线数据电信网络电缆36，以便其可以在线内功率检测阶段期间被电源设备块42检测到。在其他时间，不需要呈现单位网络64，因此开关62可以断开。开关62可以是能够转换电流的任何电路元件，诸如继电器、固态继电器、二极管和晶体管等。或者，可以省略开关62，并且总是呈现单位网络64。为了让用电装置块48向电源设备块42传送用电装置块48所需要的功率(即电流)的量，电流源装置66(或者多个分别编址的电流源装置，诸如电流输出DAC，它们一起形成电流源装置66)被用电装置控制器60控制来通过有线数据电信网络电缆36向电源设备块42回供特定的固定电流值，在电源设备块42，那些电流的大小被电流检测器49检测到，并且被传送到电源设备控制器44。响应于分类电压的施加而从附接的电源设备32汲取的一系列那些所提供的电流的大小和顺序被用于将来自用电装置块48的信息传送到电源设备块42。所传送的信息可以例如是由用电装置34从电源设备32期望的最大电流，但是在此公开的实施例可以用于从用电装置34向电源设备32传送任何种类的信息。
二极管电桥50例如是传统的全波电桥整流器，其可选地被提供来保证如果导线未连接(misconnected)，则将从输入节点68和70向节点52传送较正的信号，并且将向节点54传送较负的信号。
电源设备块42在用电装置块48上执行多个分类周期。一个优点是：如果电源设备块42试图重复地分类属于不知道或者不能使用这个新的能力的“传统”装置的用电装置块，则所述传统装置每次将仅仅以相同的电流来响应。电源设备32然后能够验证所述装置是传统装置。另一方面，如果所述传统装置以一系列电流电平——其至少一个不与其他相同——响应，则电源设备块42将能够验证所耦接的用电装置块48能够提供在此所述的新的功率类别。
图4图解了用于描述用电装置电压和时间的关系的示例曲线图。按照这个实施例，电源设备执行三个检测和分类周期。在第一检测阶段80-1期间，高于用电装置34的复位的电压电平的电压被施加到用电装置34。根据响应于所述第一检测阶段80-1而(从用电装置34)接收的电流，用电装置分类处理执行第一分类阶段82-1。对于第二检测阶段80-2和第二分类阶段82-2，并且也对于第三检测阶段80-3和第三分类阶段82-3，重复所述周期。在三个检测阶段80-1、80-2和80-3的每个期间，从电源设备32施加到用电装置34的电压高于用电装置34的复位电压，所述复位电压例如是9伏特。所述三个分类阶段的每个产生与类别相关的被测量的电流。(检测和分类阶段的)所述三个周期产生按所述三个周期的执行顺序排序的三个类别。所述三个类别与最后类别相关。所述最后类别确定电源设备需要向用电装置传送的线内功率的量。
图5是当用电装置分类处理在用电装置34上进行多个周期时由其执行的步骤的流程图，每个周期具有检测阶段80和分类阶段82。
在步骤200，用电装置分类处理在用电装置34上执行多个周期，每个周期具有检测阶段80和分类阶段82。每个周期向导体38、40施加分类电压，并且在施加分类电压期间测量在所述对的导体38、40内的电流。每个周期产生结果电流，该结果电流用于确定与该被测量的电流相关联的类别。在一个实施例内，IEEE 802.3af标准以无限的循环来执行所述周期(检测阶段80和分类阶段82)，直到施加了功率。
在步骤201，用电装置分类处理确定用电装置34能够存储由用电装置34接收的电压的存储器。例如，用电装置34必须保留已经在媒体相关接口MDI(RJ45)接收到电压的存储器。MDI(RJ45)是用于IEEE 802.310BASE T(10Mbps)或者IEEE 802.3u 100BASE TX(100Mbps)以太网连接的物理连接选项。而且，所述装置可以具有当在其输入上执行多个检测/分类周期时要提供什么电流序列的存储器。其也可以以多种方式检测传统PSE或者能够进行多个检测/分类周期的新的PSE的存在。
在步骤202，用电装置分类处理确定当用电装置34接收大约8-10伏特的电压时，由用电装置34保留所述存储器。
或者，在步骤203，用电装置分类处理确定当用电装置34接收大约3-5伏特的电压时清除用电装置34的存储器。
在步骤204，用电装置分类处理基于在所述对的导体38、40内的被测量的电流而确定和传送响应于多个被测量的电流的最后类别。所述最后类别用于确定要传送到用电装置34的线内功率的量。在一个示例实施例内，每个周期产生结果电流，该结果电流用于确定与该被测量的电流相关联的类别。例如，所述周期的分类阶段82产生与类别相关的被测量的电流。三个周期导致三个类别，这三个类别组合地用于确定与要传送到用电装置34的线内功率量相关的最后类别。
图6是当用电装置分类处理在用电装置34上进行多个周期时由其执行的步骤的流程图，每个周期具有检测阶段80和分类阶段82。
在步骤205，用电装置分类处理在用电装置34上进行多个周期，每个周期具有检测阶段80和分类阶段82。每个周期向导体38、40施加分类电压(即检测阶段80)，并且在施加分类电压期间，测量在所述一对导体38、40内的电流(即分类阶段82)。
在步骤206，用电装置分类处理进行在多个周期内的每个周期，以便每个周期以检测阶段80开始，接下来是分类阶段82。每个分类阶段82向导体38、40施加分类电压，并且在施加分类电压期间，测量在所述一对导体38、40内的电流。所述多个周期包含至少三个周期。下面列出的是三个被测量的电流的序列(作为三个周期的结果被产生)如何用于确定最后类别的表格的示例。如在下面的表格内所示，许多‘代码’尚未被分配来传送预先约定的功率类别或者装置特性(即休眠模式、需要冗余的装置或者甚至最小和最大功率电平)。
表1
  来自三个周期的被测量电流的序列   最后类别
  000   0
  001
  010
  011
  100
  101
  110
  111   1
  002
  020
  022
  200
  202
  220
  222   2
  003
  030
  033
  300
  303
  330
  333   3
  004
  040
  044
  400
  404
  440
  444   4
  005
  050
  055
  500
  505
  550
  555   5
在步骤207，用电装置分类处理通过应用小于大约10伏特的检测电压来进行检测阶段80，以确定用电装置分类处理与有效的用电装置34通信。在一个示例实施例内，施加电流，并且在随后的分类阶段82期间，测量所述一对导体38、40两端的电压。
在步骤208，用电装置分类处理在所述三个周期中的每个周期完成时确定类别。在所述三个周期的每个的分类阶段82期间，通过在所述一对导体38、40内测量的电流来计算如表1内所示的所述类别。
图7是当用电装置分类处理基于在所述一对导体38、40内的被测量的电流确定响应于多个被测量的电流的最后类别时，由其执行的步骤的流程图。
在步骤209，用电装置分类处理基于在所述一对导体38、40内的被测量的电流确定响应于多个被测量的电流的最后类别。在示例实施例内，执行(检测阶段80之后是分类阶段82的)三个周期。所述三个分类阶段的每个产生与类别相关的被测量的电流，如表1内所示。所述三个周期产生按执行所述三个周期的次序排序的三个类别。所述三个类别与最后类别相关。所述最后类别确定电源设备32需要向用电装置34传送的线内功率的量。
在步骤210，用电装置分类处理检测所述多个周期包括三个周期，每个周期产生一个类别。每个类别与在所述三个周期的每个期间在用电装置34接收的被测量电流相关联。所述三个类别的顺序与这三个类别的完成顺序匹配。例如，如果第一周期产生与类别0相关联的被测量电流，第二周期产生与类别2相关联的被测量电流，并且第三周期产生与类别2相关联的被测量的电流，则结果产生的序列是022。在一个示例实施例内，所述三个周期的完成不超过75毫秒(IEEE 802.3要求)。在第一周期期间，由电源设备32在分类阶段82期间提供的电压例如是17.5伏特。对于第二周期的检测阶段80，所述电压降低到不小于例如9伏特。从17.5伏特向9伏特的降低发生在估计的1毫秒内。在第三周期的结尾，由电源设备32提供的电压降低到2.8伏特。在一个实施例内，电源设备32继续传送2.8伏特100毫秒。在一个示例实施例内，需要第一分类长于10毫秒，而随后的分类可以支持新的时间间隔，只要用于这个分类扩展的分类时段的总和小于75毫秒。系统通过使得初始的分类时段长于作为扩展的分类处理的一部分的随后的分类步长而受益，这是因为传统的用电装置34在预期的Tpdc(42毫秒)的中点工作最佳，并且新的用电装置34将从所具有的较短的分类步长中受益，这是因为将在它们的电路内散发较少的热量，并且这将使得它们更精确。
在另一个示例实施例内，如果电源设备32在第一周期期间检测到短路，则中止三个周期的序列，并且不执行第二和第三周期。
根据所述三个周期的顺序，在步骤211，用电装置分类处理确定与要从电源设备32传送到用电装置34的线内功率的量相关联的最后类别。在示例实施例内，序列022与最后类别1相关。在另一个示例实施例内，用电装置34是较旧的传统的用电装置34。所述传统的用电装置34每次以相同的被测量电流来响应所述三个周期。所述三个类别的序列可以例如是222。这与最后类别2相关。因此，用电装置分类处理能够对较新的和较旧的用电装置34进行分类。在一个示例实施例内，用电装置分类处理根据所述三个周期的顺序和对于每个周期测量的值来确定与要从电源设备32传送到用电装置34的线内功率的量相关联的最后类别。
在步骤212，用电装置分类处理检测所述多个周期包括第四周期。所述第四周期产生第四类别，该第四类别用于确定要向用电装置34传送的线内功率的量。所述线内功率的量通过向作为由所述三个周期产生的三个类别的结果而确定的线内功率的量加上递增值而被确定。在一个示例实施例内，所述递增值存在于0.5瓦、1.0瓦、1.5瓦和2.0瓦的组内。这允许在与在所述三个周期的结尾确定的最后类别相加的递增瓦数上的更细的粒度。
例如，所述三个周期(每个周期包括检测阶段80，之后是分类阶段82)分别产生三个类别141，产生15.5瓦的总瓦数。所述第四周期(包括检测阶段80，之后是分类阶段82)导致给15.5瓦加上递增值2总共17.5瓦。表2显示四个周期的结果和所产生的需要向用电装置34传送的瓦数。虽然在这个示例内，代码表示瓦数，但是应当明白，在其他实施例内，代码可以是装置、标识符等。
表2
  周期＝   C1+C2+C3瓦数   C4   总的瓦数
  0444   15.5   2   17.5
  0141   15.5   0.5   18
  0142   15.5   1   18.5
  0141   15.5   1   18
  0201   15.5   1   20
  0202   15.5   1   20.5
  0203   15.5   1.5   21
  0204   15.5   2   21.5
  0111   15.5   1   22
  0112   15.5   1   22.5
  0113   15.5   1.5   23
  0211   15.5   0.5   23.5
  0212   15.5   1   24
  2024   7   2   24
  0424   15.5   1.5   24
  0213   15.5   1.5   24.5
  214   15.5   2   25
  214   15.5   2   25.5
  220   15.5   0   26
  10   15.5   0   26.5
  11   15.5   0.5   27
  12   15.5   1   27.5
  13   15.5   1.5   28
  14   15.5   2   28.5
  20   15.5   0   29
  20   15.5   0   29.5
  21   15.5   0.5   30
通过在将所述周期(包括检测阶段80，之后是分类阶段82)保持为限于不超过三个周期的同时，增加单次电流测量，在此公开的实施例在技术和经济上更可行。第四周期(包括检测阶段80，之后是分类阶段82)的添加使得最后的瓦数结果位于用电装置34所需的最大功率的200mw内，而不必借助于物理的或基于软件的功率管理方案。
在一个示例实施例内，第四分类周期可能具有例如双重角色，用于保证电源设备和用电装置的相互识别。可以引入如下的第四分类周期，其具有位于802.3af标准指定的15-20V范围外的电压。在检测/分类周期结尾并且在用电装置34传送其分类代码后的这样的独特电压(例如在20-30V或者10-15V之间，并且可以具有指定的时间长度)的存在允许新的用电装置34(不是802.3af用电装置34)通过多个检测分类周期的响应而检测新的电源设备32的存在。根据这个事实，这样的检测使得用电装置34能够记住在检测/分类周期的结尾的超出分类范围之外，这指示存在如下的非802.3af电源设备32，该电源设备是与802.3af兼容的，但是能够传送更多的功率、资源或者附加特征。
在另一个示例实施例内，在检测阶段80之后是分类阶段82的序列的结尾，用电装置34在15-20V的802.3af分类电压内部或者外部的预定电压范围引入‘软短路’条件(在15-20V内，其可能冒不被供电的风险——由于将其称为故障的802.3af规范，但是有可能这样的用电装置34可以使用其以获得其优点)，并且测量短路电流。预先约定的算法使得用电装置34可以测量‘短路’电流，然后在预定的时隙内去除这样的短路。一旦用电装置34去除了所述短路，则电源设备32保持在用电装置34对于本地电容器充电以保持对用电装置34的存储器供电的时候指示的电压(当如果用电装置34为该目的而依赖于电容器的话)，或者向永久存储器写入如下信息：已经通过非802.3af用电装置34发现用电装置34。而且，这两种算法的组合可以用于检测传统的电源设备32装置或者任何向后兼容的802.3af标准装置。应当注意，所述分类阶段不必然在三个周期后发生，而是可以例如在两个周期、四个周期等后发生。
在一个示例实施例内，当确定用电装置保留存储器时使用签名(即电压/电流和持续时间)。所述签名具有较低的边界，该边界高于用电装置34的复位电平，并且低于分类电压的的上限。在对用电装置34进行分类的处理期间，每个周期可以包含检测阶段、分类阶段和签名。电压的电平和持续时间需要保证新的用电装置34将此看作签名(并且在下一个分类步骤期间继续移动到下一个类别电平)，而传统的用电装置34将所述电压看作检测或者分类。应当注意，传统的用电装置34总是产生相同的类别。
签名提高了用电装置34正确地识别新的电源设备32的概率。传统的电源设备32可以产生有效的签名，但是其概率低。存在可以使用的许多签名。一种签名可以使用在检测和分类之间的区域，例如10V到15.5V。在签名阶段期间，电源设备32将产生12.5V，并且新的用电装置34将以低于当前类别的电流电平的电流值来进行响应(不一定严格要求如此)。新的用电装置34识别所述签名，并且使得用电装置34如果其被分类则能够移动到下一个类别电平。
在此公开的系统通过保证重复的类别值表示传统的用电装置34来有助于减少丢失分类通信的机会。在一个示例实施例内，产生以4开始的代码的周期允许与传统类别相同或者比传统类别更高的功率电平。所述功率类别可以被扩展来基于通过第一周期确定的值，使用与传统的用电装置34相同的功率电平来表示最大功率电平。随后的功率电平(由随后的周期确定)改进由代码表示的功率电平。这保证看到第一类别电平的传统的电源设备32向新的用电装置34授予基于该类别的功率。新的用电装置34运行，因为新的用电装置34已经被授予比它需要的更多的功率。
虽然已经参考其配置来具体示出和说明了系统和方法，但本领域内的技术人员可以明白，在不脱离由所附的权利要求涵盖的在此公开的实施例的范围的情况下，可以进行在形式和细节上的各种改变。因此，在此公开的当前实施例不希望被上面给出的示例配置限定。

Claims (20)

1.一种方法，用于在有线数据电信网络内对用电装置进行分类，所述用电装置耦接到电源设备以从所述电源设备接收线内功率，所述有线数据电信网络具有至少两对导体，所述导体耦接所述用电装置和所述电源设备，所述方法包括：
在所述用电装置上进行多个周期，每个周期具有检测阶段和分类阶段，在每个周期期间，分类电压被施加到所述导体，并且，在施加所述分类电压期间测量所述导体内的电流；并且
确定响应于多个被测量的电流的最后类别，所述最后类别用于确定要传送到所述用电装置的线内功率的量。
2.根据权利要求1的方法，其中，在所述用电装置上进行多个周期，每个周期具有检测阶段和分类阶段包括：
确定所述用电装置是否能够存储由所述用电装置接收的电压的存储器。
3.根据权利要求2的方法，其中，确定所述用电装置是否能够存储由所述用电装置接收的电压的存储器包括：
确定当所述用电装置接收到大约8到10伏特的电压时，所述用电装置保留所述存储器。
4.根据权利要求2的方法，其中，确定所述用电装置是否能够存储由所述用电装置接收的电压的存储器包括：
确定当所述用电装置接收到大约3到5伏特的电压时，清除所述用电装置的所述存储器。
5.根据权利要求1的方法，其中，在所述用电装置上进行多个周期，每个周期具有检测阶段和分类阶段包括：
进行所述多个周期内的每个周期，使得每个周期开始于检测阶段，之后是分类阶段，每个分类阶段向所述导体施加相应的分类电压，并且在施加所述分类电压期间测量所述导体内的电流，所述多个周期包含至少两个周期；并且
在所述至少两个周期的每个周期完成时确定相应的类别，所述相应的类别是通过在所述导体内测量的电流来计算的。
6.根据权利要求5的方法，其中，进行所述多个周期内的每个周期，使得每个周期开始于检测阶段，之后是分类阶段包括：
通过施加至少一个小于大约10伏特的检测电压来进行所述检测阶段，以检测有效的用电装置。
7.根据权利要求1的方法，其中，确定响应于多个被测量的电流的最后类别包括：
检测所述多个周期包括三个周期，所述三个周期的每个周期产生一个类别，每个类别与在所述三个周期的每个周期期间在所述用电装置处接收的被测量电流相关联，所述三个类别的每个类别是以所述三个周期的每个周期完成的顺序接收的；并且
根据接收到所述三个周期的顺序，确定与要传送到所述用电装置的线内功率的量相关联的最后类别。
8.根据权利要求7的方法，包括：
检测所述多个周期包括第四周期，所述第四周期产生第四类别，所述第四类别用于通过给作为由所述三个周期产生的三个类别的结果而确定的线内功率的量加上递增值，来确定要传送给所述用电装置的线内功率的量。
9.根据权利要求5的方法，其中，进行所述多个周期内的每个周期，使得每个周期开始于检测阶段，之后是分类阶段包括：
通过施加至少一个检测电流来进行所述检测阶段，以检测有效的用电装置。
10.根据权利要求1的方法，其中，进行所述多个周期内的每个周期，使得每个周期开始于检测阶段，之后是分类阶段包括：
进行至少一个具有签名阶段的周期。
11.一种电源设备，该电源设备适于在有线数据电信网络内对所耦接的用电装置进行分类，以使得所述用电装置可以从所述电源设备接收线内功率，所述有线数据电信网络具有至少两对导体，所述导体耦接所述用电装置和所述电源设备，所述电源设备包括：
用于进行用于至少一个分类过程的多个周期的电路，所述分类过程具有检测阶段和分类阶段，所述至少一个分类过程包括在每个周期期间分类电压被施加到所述导体，以及在施加所述分类电压期间测量所述导体内的电流；以及
用于提供响应于多个被测量的电流的线内功率量的电路。
12.根据权利要求11的电源设备，其中，用于进行用于至少一个分类过程的多个周期的电路包括：
用于进行所述多个周期内的每个周期，使得每个周期开始于检测阶段，之后是分类阶段的电路，在每个周期期间，每个所述分类阶段向所述导体施加分类电压，以及用于在施加所述分类电压期间测量所述导体内的电流的电路，所述多个周期包括至少两个周期；以及
用于在所述至少两个周期的每个周期结束时确定相应的类别的电路，所述类别是通过在所述导体内测量的电流来计算的。
13.根据权利要求12的电源设备，其中，用于在所述至少两个周期的每个周期结束时确定相应的类别的电路包括：
用于检测所述多个周期包括三个周期的电路，所述三个周期的每个周期产生一个类别，每个类别与在所述三个周期的每个周期期间在所述用电装置处接收的被测量电流相关联，所述三个类别的每个类别是以所述多个周期内的所述三个周期的每个周期完成的顺序接收的；以及
用于根据所述三个周期的顺序，确定与要传送到所述用电装置的线内功率的量相关联的最后类别的电路。
14.根据权利要求13的电路，包括：
用于检测所述多个周期包括第四周期的电路，所述第四周期产生第四类别，所述第四类别用于通过给作为由所述三个周期产生的三个类别的结果而确定的线内功率的量加上递增值，来确定要传送给所述用电装置的线内功率的量。
15.一种用电装置，该用电装置适于在有线数据电信网络内与所耦接的电源设备协同工作，以使得所述用电装置可以从所述电源设备接收线内功率，所述有线数据电信网络具有至少两对导体，所述导体耦接所述用电装置和所述电源设备，所述用电装置包括：
响应于多个周期的电路，每个周期具有检测阶段和分类阶段，所述周期是由所述电源设备产生的，所述电路通过所述导体向所述电源设备提供一系列电流，所述电流集合地对应于预定线内功率类别。
16.根据权利要求15的用电装置，其中，所述响应于多个周期的电路包括：
能够存储由所述用电装置接收的电压的存储器的电路。
17.根据权利要求16的用电装置，其中，所述能够存储由所述用电装置接收的电压的存储器的电路包括：
当所述用电装置从所述电源设备接收到大约8到10伏特的电压时能够保留所述存储器的电路。
18.一种计算机系统，包括：
存储器；
处理器；
通信接口；
互连装置，该互连装置耦接所述存储器、所述处理器和所述通信接口；
其中，所述存储器中编码有用电装置分类应用，所述用电装置分类应用当在所述处理器上被执行时配置所述计算机化的装置使之具有用于对用电装置进行分类的部件，所述部件包括：
用于在所述用电装置上进行多个周期的部件，每个周期具有检测阶段和分类阶段，在每个周期期间，分类电压被施加到所述导体，并且所述用于在所述用电装置上进行多个周期的部件在施加所述分类电压期间测量所述导体内的电流；以及
用于确定响应于多个被测量的电流的最后类别的部件，所述最后类别用于确定要传送到所述用电装置的线内功率的量。
19.根据权利要求18的计算机系统，其中，所述用于在所述用电装置上进行每个具有检测阶段和分类阶段的多个周期的部件还包括：
确定所述用电装置是否能够存储由所述用电装置接收的电压的存储器。
20.一种编码有计算机编程逻辑的计算机可读介质，所述计算机编程逻辑当在计算机化的装置上在一个进程上被执行时提供用电装置分类，所述介质包括：
用于在所述用电装置上进行多个周期的指令，每个周期具有检测阶段和分类阶段，在每个周期期间向所述导体施加分类电压，所述指令还用于在施加所述分类电压期间测量所述导体内的电流；以及
用于确定响应于多个被测量的电流的最后类别的指令，所述最后类别用于确定要传送到所述用电装置的线内功率的量。
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