JP5167911B2

JP5167911B2 - 給電回路および給電方法

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Publication number: JP5167911B2
Application number: JP2008094600A
Authority: JP
Inventors: 秀則久松
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2008-04-01
Filing date: 2008-04-01
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2028-04-01
Also published as: JP2009253307A

Description

本発明はＰｏＥ（ＰｏｗｅｒｏｖｅｒＥｔｈｅｒｎｅｔ：Ｅｔｈｅｒｎｅｔはゼロックス社の登録商標）給電回路および給電方法に関する。

昨今、地球環境保全に向けて省エネルギー対策が世界レベルで検討される中、省エネルギー及び二酸化炭素排出量削減に向けた法制化検討も各国で議論され始めている。

一般的には運輸、物流及び製造に伴うエネルギー消費が対象と受け取られることが多いが、コンピュータ、サーバなどの電子機器同様に情報通信機器やネットワークインフラ関連のエネルギー消費量の増加も注目されつつある。

コンピュータ、サーバなどの電子機器では、演算処理を行わない（いわゆる待機状態と呼ばれる）時間が比較的多いことから待機状態の消費電力を抑制することで平均消費電力量を削減することが可能であり換算される二酸化炭素排出量の削減に寄与できる効果が高い。

一方、情報通信機器においては、アナログ通信からデジタル通信に変化しながらも常にデータ通信可能な状態を保持していることが求められるためコンピュータ、サーバなどの電子機器のように待機状態を許容できない前提条件がある。すなわち定常動作電力値を下げるしか平均消費電力量を削減することができないことになる。このため電力削減は、もっぱら電子部品の高集積化と電子部品の微細化に伴う動作電圧の低電圧化というデバイス技術の視点での手法が主流である。

近年、通信機器の中でもイーサネット（ゼロックス社の登録商標）を中心に電力給電方式としてＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronic Engineers)８０２．３ａｆなどでＰｏＥ（ＰｏｗｅｒｏｖｅｒＥｔｈｅｒｎｅｔ）の規定があり、所謂ＩＰ(Internet Protocol)電話、無線ＬＡＮ(Local Area Network)のアクセスポイントや監視用途のＷＥＢ(World Wide Web)カメラなどデータ伝送路にイーサネットを使用しながら自身の機器電力を確保しにくい機器においてＰｏＥ給電方式を採用したスイッチ製品及びルータ製品が増えてきている。

ＰｏＥは、イーサネットの配線に使うケーブル（カテゴリ５のより対線）を利用して電力を供給する技術であって、２００３年６月にＩＥＥＥ８０２．３ａｆとして標準化された。４８Ｖの直流電圧で最大１５．４Ｗの電力が給電でき、電源を確保しにくい場所に置く機器や、従来電源が必要なかった機器をイーサネットインタフェースに接続する場合などに使うことができ、たとえばＶｏＩＰ（Voice over IP）対応の電話機（ＩＰ電話）や無線ＬＡＮのアクセスポイント、Ｗｅｂカメラなどへの応用が期待されている。

このＰｏＥは、もともとＬＡＮにおける給電方式として誕生したが、近年のイーサネット専用線あるいは広域イーサネット網などのリモート装置に給電する方式としても採用されつつある。

通信網での給電は、アナログ加入者回線、ＩＳＤＮ加入者回線、ｘＤＳＬ加入者回線、リモート加入者収容装置などでファントム給電が採用されてきたが、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆのＰｏＥ給電方式には、ファントム給電に似たデータ信号線に重畳するＡ方式（ＴｙｐｅＡ）と空き信号線を利用して給電伝送するＢ方式（ＴｙｐｅＢ）が存在する。なお給電側は、この２方式のどちらかを選択することができるが、受電側では、この２方式のどちらでも給電を受けられる構成をとることが規定されている。

一方、イーサネット専用線あるいは広域イーサネット網などのリモート装置では、イーサネット回線の信頼性を確保するために上位装置側との接続回線を２重化して使用することがある（特許文献１参照）。このようにイーサネット専用線あるいは広域イーサネット網などのリモート装置と接続される上位装置が、回線二重化を行う場合でもＰｏＥ給電が必要となる。

従来技術では現用回線の異常を検出して現用回線から予備回線へ切り替えるが、データ信号のリンク断状態の検出やイーサフレームのＣＲＣエラー検出を契機にしている。このためＰｏＥ給電切り替えに時間がかかりすぎることから現用回線にのみ給電を行うと現用回線の切断などが発生した場合、予備回線に切り替えると受電側リモート装置において給電が瞬断してしまう欠点があった。

この欠点を回避するために従来のリモート加入者収容装置（回線二重化）のファントム給電と同じく、給電側電源部も現用回線と予備回線の双方に同時に給電を行える構成をとることが多い。

従来の構成例について図５、図６を参照して説明する。

図５は、イーサネット二重化回線を介してＰｏＥ給電を行うパケット通信機器の従来の給電構成例を示す図である。

この例は、リモート収容装置（２０１）とリモート装置（２０２）とを、＃０ツイストペア線（２０３）および＃１ツイストペア線（２０４）によってイーサネット二重化接続するものである。

リモート収容装置（２０１）内のＰｏＥ給電０部（２１８）とＰｏＥ給電１部（２１９）の各最大電力容量は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ規定どおり１５．４Ｗである。また給電経路は、送信トランス＃０（２１１）及び送信トランス＃１（２１２）の各二次側中間タップを経て＃０ツイストペア線（２０３）及び＃１ツイストペア線（２０４）を各々伝送され、リモート装置（２０２）内の受信トランス＃０（２２１）及び受信トランス＃１（２２２）の各一次側中間タップを経て電力和回路（２２３）、（２２４）、（２２５）を介して総和され３０．８Ｗの電力が装置内電源部（２２６）に供給される。

図６は、イーサネット二重化回線を介してＰｏＥ給電を行うパケット通信機器の従来の別の給電構成例を示す図である。

この例は、リモート収容装置（３０１）とリモート装置（３０２）とを、＃０ツイストペア線（３０３）および＃１ツイストペア線（３０４）によってイーサネット二重化接続するものである。

リモート収容装置（３０１）内のＰｏＥ給電０部（３１８）とＰｏＥ給電１部（３１９）の各最大電力容量は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ規定どおり１５．４Ｗである。また給電経路は、＃０ツイストペア線（３０３）の電力線及び＃１ツイストペア線（３０４）の電力線を各々伝送され、リモート装置（３０２）内で電力和回路（３２３）、（３２４）、（３２５）を介して総和され３０．８Ｗの電力が装置内電源部（３２６）に供給される。

なお、特許文献１には、その図１や段落番号０００１に記載のように、イーサネットの回線を二重化する技術について開示されている。

また、特許文献２には、その段落番号００１５に記載のように、回線に流れる電流を監視し、回線断を検出する技術について開示されている。

また、特許文献３には、その図１２や段落番号００６５に記載のように、受電端子を２個設け、一方からの給電が閾値を下回った場合には、他方から受電する、受電経路の二重化技術について開示されている。

また、特許文献４には、その図１、図２、段落番号０００６に記載のように、信号線に電力を重畳して給電する方式と電力線によって給電する方式とを備える給電制御方式に係る技術が開示されている。

特開２００３−３２４４３８号公報特開２０００−０８３０９５号公報特開２００６−２０３７３０号公報特開平０７−１５４５１３号公報

上述の従来例では以下のような問題があった。

すなわち、図５、図６に示した従来例では、受電側リモート装置では回線切り替えを瞬断無く行うため現用回線と予備回線の２つの電力の総和を用いる構成になり、供給電力には必ず負荷がかかり、給電側電力は２倍であり、２倍の電力を消費するという問題がある。

ＰｏＥでは１回線あたり４８Ｖで最大１５．４Ｗの給電を行うことがＩＥＥＥ８０２．３ａｆで規定されているので、従来例では、その２倍の３０．８Ｗの電力を現用回線と予備回線のために具備することになり、収容二重化回線数に比例して等価的にＰｏＥ給電用の待機消費電力が増大することになる。

また、リモート収容装置内のＰｏＥ給電部を最大給電電力１５．４Ｗのまま固定搭載を１個に減らして、二重化されたイーサネット回線の片方で故障や切断など障害が発生した場合の供給回線切替手段を持たせた場合は、電力消費は２倍にはならないものの、電力供給回線切り替え時に必ず電力がゼロとなる瞬断が発生するという問題がある。

なお、特許文献１に記載の発明では、信号線を二重化する技術を開示するのみであってＰｏＥ給電については開示されておらず、上述の問題を抱えたままのものであった。

また、特許文献２に記載の発明では、回線断を検出する技術を開示するのみであってＰｏＥ給電については開示されておらず、上述の問題を抱えたままのものであった。

また、特許文献３に記載の発明では、ＰｏＥ給電、給電経路の二重化について開示してはいるが、二重化された構成の切り替えについては上述の問題を抱えたままのものであった。

また、特許文献４に記載の発明では、信号線に電力を重畳して給電する方式と電力線によって給電する方式とを備える給電制御方式について開示してはいるが、二重化された構成の切り替えについては上述の問題を抱えたままのものであった。

本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、イーサネット回線二重化構成でのＰｏＥ給電の際に受電側リモート装置の回線切り替え時の給電瞬断を発生せずに、かつ消費電力を低減するＰｏＥ給電回路および給電方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するにあたり、本発明は、現用系回線が信号線および電力線を有し、予
備系回線が信号線および電力線を有し、前記現用系回線の信号線、前記現用系回線の電力
線、前記予備系回線の信号線および前記予備系回線の電力線のいずれかを介して給電を行
うＰｏＥ給電回路において、前記現用系回線の信号線、前記現用系回線の電力線、前記予
備系回線の信号線および前記予備系回線の電力線のうちのいずれか２つの線を用いて給電
を行う給電手段を備え、前記給電手段は、前記給電を行う２つの線を切り替える切替手段を有することを特徴とする。

また本発明は、前記給電手段が、前記給電を行う２つの線の一方への電力供給を行う第１の給電部と、前記給電を行う２つの線の他方への電力供給を行う第２の給電部とを有することを特徴とする。

また本発明は、前記現用系回線の信号線に電力を重畳する第１の送信トランスと、前記予備系回線の信号線に電力を重畳する第２の送信トランスと、前記第１の送信トランスと前記第１の給電部との接続と、前記予備系回線の電力線と前記第１の給電部との接続とを切り替える第１の電力切替部と、前記第２の送信トランスと前記第２の給電部との接続と、前記現用系回線の電力線と前記第２の給電部との接続とを切り替える第２の電力切替部と、前記第１の給電部と前記第１の切替部との間に設けられ、この間の電流を検出する第１の電流監視部と、前記第２の給電部と前記第２の切替部との間に設けられ、この間の電流を検出する第２の電流監視部と、前記第１の電流監視部による検出結果および前記第２の電流監視部による検出結果に基づいて、前記第１の電力切替部および第２の電力切替部の接続切り替えを行う給電切替制御部とを設けたことを特徴とする。

また本発明は、前記給電切替制御部が、前記第１の電流監視部による検出結果が正常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が正常である場合には、前記第１の電力切替部が前記第１の送信トランスと前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記第２の送信トランスと前記第２の給電部とを接続するように切り替え、前記第１の電流監視部による検出結果が正常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が異常である場合には、前記第１の電力切替部が前記第１の送信トランスと前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記現用系回線の電力線と前記第２の給電部とを接続するように切り替え、前記第１の電流監視部による検出結果が異常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が正常である場合には、前記第１の電力切替部が前記予備系回線の電力線と前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記第２の送信トランスと前記第２の給電部とを接続するように切り替え、前記第１の電流監視部による検出結果が異常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が異常である場合には、前記第１の給電部および前記第２の給電部に対して給電を停止するよう指示する、よう制御することを特徴とする。

また本発明は、前記現用系回線の信号線に電力を重畳する第１の送信トランスと、前記予備系回線の信号線に電力を重畳する第２の送信トランスと、前記第２の送信トランスと前記第１の給電部との接続と、前記現用系回線の電力線と前記第１の給電部との接続とを切り替える第１の電力切替部と、前記第１の送信トランスと前記第２の給電部との接続と、前記予備系回線の電力線と前記第２の給電部との接続とを切り替える第２の電力切替部と、前記第１の給電部と前記第１の切替部との間に設けられ、この間の電流を検出する第１の電流監視部と、前記第２の給電部と前記第２の切替部との間に設けられ、この間の電流を検出する第２の電流監視部と、前記第１の電流監視部による検出結果および前記第２の電流監視部による検出結果に基づいて、前記第１の電力切替部および第２の電力切替部の接続切り替えを行う給電切替制御部とを設けたことを特徴とする。

また本発明は、前記給電切替制御部が、前記第１の電流監視部による検出結果が正常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が正常である場合には、前記第１の電力切替部が前記現用系回線の電力線と前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記予備系回線の電力線と前記第２の給電部とを接続するように切り替え、前記第１の電流監視部による検出結果が正常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が異常である場合には、前記第１の電力切替部が前記現用系回線の電力線と前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記第１の送信トランスと前記第２の給電部とを接続するように切り替え、前記第１の電流監視部による検出結果が異常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が正常である場合には、前記第１の電力切替部が前記第２の送信トランスと前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記第１の送信トランスと前記第２の給電部とを接続するように切り替え、前記第１の電流監視部による検出結果が異常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が異常である場合には、前記第１の給電部および前記第２の給電部に対して給電を停止するよう指示する、よう制御することを特徴とする。

また本発明は、前記第１の給電部による電力と前記第２の給電部による電力との和が対向回路に給電する値の最大値であることを特徴とする。

本発明によれば、イーサネット回線二重化構成でのＰｏＥ給電の際に受電側リモート装置の回線切り替え時の給電瞬断を発生せずに、かつ消費電力を低減するＰｏＥ給電回路および給電方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

本発明は、イーサネット二重化回線を介してＰｏＥ給電を行うパケット通信機器において、現用回線の障害などにより予備回線に切り替える際のＰｏＥ受電側装置での電力瞬断を発生させることなく、ＰｏＥ給電側装置の給電電力容量を一重化時と同等に抑えることが可能なＰｏＥ給電回路の提供を特徴としている。

図１は、本発明によるＰｏＥ給電回路の一実施の形態の構成を示すブロック図であり、イーサネット二重化回線でＰｏＥ給電を行うパケット通信機器の本発明による給電電力切り替え構成を示す。なお電力給電系を中心に記載しているためデータ伝送及び、リモート装置からリモート収容装置へのデータの流れは省略している。

この例は、リモート収容装置（１）とリモート装置（２）とを、＃０ツイストペア線（３）および＃１ツイストペア線（４）によってイーサネット二重化接続するものである。

リモート装置（２）は、イーサネット二重化回線（＃０ツイストペア線（３）および＃１ツイストペア線（４））を介して上位装置（リモート収容装置（１））からパケット伝送を受け、かつ自身の装置電力をＰｏＥ給電方式で受電する。

また、回線二重化に対応して上位装置（リモート収容装置（１））より＃０ツイストペア線（３）と＃１ツイストペア線（４）経由とで信号線と電力線を受信し、＃０ツイストペア線（３）の信号線に重畳された給電電力を受信トランス＃０（２１）の一次側中間タップから各々引き出されたＡ方式給電電力と電力線で直接受信したＢ方式給電電力の電力和出力と、＃１ツイストペア線（４）の信号線に重畳された給電電力を受信トランス＃１（２２）の一次側中間タップから各々引き出されたＡ方式給電電力と電力線で直接受信したＢ方式給電電力の電力和出力については、受電側装置（リモート装置（２））がＡ方式及びＢ方式双方に対応すべきというＩＥＥＥ８０２．３ａｆの規定に基づく。

さらに、これら２系統の電力は電力和回路（２３）、（２４）、（２５）を介して総和されてから装置内電源部（２６）に供給される。これは、二重化回線の片側に断線や故障などの障害が発生し、給電側で回線供給する電力系統の切り替えが発生した場合に電力瞬断が発生しないようにするための構成である。

リモート収容装置（１）は、イーサネット二重化回線（＃０ツイストペア線（３）および＃１ツイストペア線（４））を介してリモート装置（２）との間でデータのやりとりを行い、さらにＰｏＥ給電にて電力を供給する。

イーサネット二重化回線１対用のＰｏＥ給電部として、ＰｏＥ給電０部（１８）とＰｏＥ給電１部（１９）を具備する。ＰｏＥ給電０部（１８）、ＰｏＥ給電１部（１９）は、各々、直流電圧４８Ｖを最大直流電力７．７Ｗ出力できる能力を持つ。これはＩＥＥＥ８０２．３ａｆのイーサネット回線１ポート（図１では１つのツイストペアに相当する）への給電能力規定である直流電圧４８Ｖで最大直流電力１５．４Ｗの半分の電流容量を意味している。

ＰｏＥ給電０部（１８）とＰｏＥ給電１部（１９）の電力出力側には、各々給電側負荷を測定するための電流容量測定計である電流監視０部（１５）と電流監視１部（１６）、さらに電力切替０部（１３）と電力切替１部（１４）を経由して、各々送信トランス＃０（１１）と送信トランス＃１（１２）の二次側中間タップに接続される。

電流監視０部（１５）と電流監視１部（１６）で観測された給電側の負荷状態は、回線給電負荷０情報と回線給電負荷１情報としてリモート収容装置（１）内の現用回線か予備回線のどちらが使用されているかを表す現用予備回線設定情報と共に給電切替制御部（１７）に入力される。

現用予備回線設定情報は、リモート収容装置（１）内の装置制御を行うメモリなどの記憶部（図示せず）に格納されているものである。

給電切替制御部（１７）は、回線給電負荷０情報、回線給電負荷１情報及び現用予備回線設定情報を基に図２に示した論理によって、電力切替０部（１３）のスイッチノードを＃０Ａあるいは＃１Ｂに切り替え、さらに電力切替１部（１４）のスイッチノードを＃１Ａあるいは＃０Ｂに切り替えて設定する。

図２の論理を具体的に説明する。

ＰｏＥ給電０部（１８）とＰｏＥ給電１部（１９）の初期給電状態は、各々＃０Ａと＃１Ａに接続され、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ規定のＰｏＥ給電Ａ方式としている。

このとき、ＰｏＥ給電０部（１８）から７．７Ｗ、ＰｏＥ給電１部（１９）から７．７Ｗの電力が各々送信トランス＃０（１１）と送信トランス＃１（１２）の二次側中間タップを経て信号線に重畳され、リモート装置（２）の受信トランス＃０（２１）と受信トランス＃１（２２）の一次側中間タップを経て、電力和回路（２３）、（２４）、（２５）を介して総和されて１５．４Ｗとなり、装置内電源部（２６）には、この双方の総和である１５．４Ｗが供給される。ただし、ここでは電力伝送時の電力損失を無視して記述している。

この状態で回線＃０（３）に故障や断線などの障害が発生した場合、電流監視０部（１５）が給電負荷異常（無し）を検出し、給電切替制御部（１７）に伝達される。

給電切替制御部（１７）は、この変化を受けて電力切替０部（１３）のスイッチノードを＃０Ａから＃１Ｂに切り替え、回線＃０（３）のＡ方式給電を回線＃１（４）のＢ方式給電に切り替える。

この結果ＰｏＥ給電０部（１８）の７．７Ｗの電力は、＃１ツイストペア（４）の電力線を経由してリモート装置（２）に伝達され、受信トランス＃１（２２）の一次側中間タップから伝送されるＰｏＥ給電１部（１９）からの電力７．７Ｗと総和され装置内電源部（２６）に供給される。

前述の初期給電状態で回線＃１（４）に故障や断線などの障害が発生した場合は、電流監視１部（１６）が給電負荷異常（無し）を検出し、給電切替制御部（１７）に伝達される。

給電切替制御部（１７）は、この変化を受けて電力切替１部（１４）のスイッチノードを＃１Ａから＃０Ｂに切り替え、回線＃１（４）のＡ方式給電を回線＃０（３）のＢ方式給電に切り替える。

この結果ＰｏＥ給電１部（１９）の７．７Ｗの電力は、＃０ツイストペア（３）の電力線を経由してリモート装置（２）に伝達され受信トランス＃０（２１）の一次側中間タップから伝送されるＰｏＥ給電０部（１８）からの電力７．７Ｗと総和され装置内電源部（２６）に供給される。

また、前述の各状態のときに回線＃０（３）と回線＃１（４）双方に故障や断線などの障害が発生した場合には、電流監視０部（１５）と電流監視１部（１６）双方で給電負荷異常（無し）を検出し、給電切替制御部（１７）に伝達される。

給電切替制御部（１７）は、この変化を受けて電力切替０部（１３）のスイッチノードを＃０Ａに、電力切替１部（１４）のスイッチノードを＃１Ａに各々設定し、ＰｏＥ給電０部（１８）とＰｏＥ給電１部（１９）双方に給電停止指示を送る。

同指示を受けたＰｏＥ給電０部（１８）とＰｏＥ給電１部（１９）は、内部給電回路（図示せず）への入力電力を遮断するなどして内部回路停止し、消費電力を下げる。

なお、ＰｏＥ給電０部（１８）とＰｏＥ給電１部（１９）の初期給電状態を各々＃０Ａおよび＃１Ａではなく、＃０Ｂおよび＃１Ｂとする構成も可能であり、その場合の構成を図３に示す。

図１との違いは、電力切替０部（１１３）と電力切替１部（１１４）の内部スイッチノード構成が変更されているのみである。この場合の電力切替０部（１１３）と電力切替１部（１１４）の切り替え設定論理を図４に示す。

この例は、リモート収容装置（１０１）とリモート装置（１０２）とを、＃０ツイストペア線（１０３）および＃１ツイストペア線（１０４）によってイーサネット二重化接続するものである。

リモート装置（１０２）は、イーサネット二重化回線（＃０ツイストペア線（１０３）および＃１ツイストペア線（１０４））を介して上位装置（リモート収容装置（１０１））からパケット伝送を受け、かつ自身の装置電力をＰｏＥ給電方式で受電する。

また、回線二重化に対応して上位装置（リモート収容装置（１０１））より＃０ツイストペア線（１０３）と＃１ツイストペア線（１０４）経由とで信号線と電力線を受信し、＃０ツイストペア線（１０３）の信号線に重畳された給電電力を受信トランス＃０（１２１）の一次側中間タップから各々引き出されたＡ方式給電電力と電力線で直接受信したＢ方式給電電力の電力和出力と、＃１ツイストペア線（１０４）の信号線に重畳された給電電力を受信トランス＃１（１２２）の一次側中間タップから各々引き出されたＡ方式給電電力と電力線で直接受信したＢ方式給電電力の電力和出力については、受電側装置（リモート装置（１０２））がＡ方式及びＢ方式双方に対応すべきというＩＥＥＥ８０２．３ａｆの規定に基づく。

さらに、これら２系統の電力は電力和回路（１２３）、（１２４）、（１２５）を介して総和されてから装置内電源部（１２６）に供給される。これは、二重化回線の片側に断線や故障などの障害が発生し、給電側で回線供給する電力系統の切り替えが発生した場合に電力瞬断が発生しないようにするための構成である。

リモート収容装置（１０１）は、イーサネット二重化回線（＃０ツイストペア線（１０３）および＃１ツイストペア線（１０４））を介してリモート装置（１０２）との間でデータのやりとりを行い、さらにＰｏＥ給電にて電力を供給する。

イーサネット二重化回線１対用のＰｏＥ給電部として、ＰｏＥ給電０部（１１８）とＰｏＥ給電１部（１１９）を具備する。ＰｏＥ給電０部（１１８）、ＰｏＥ給電１部（１１９）は、各々、直流電圧４８Ｖを最大直流電力７．７Ｗ出力できる能力を持つ。これはＩＥＥＥ８０２．３ａｆのイーサネット回線１ポート（図１では１つのツイストペアに相当する）への給電能力規定である直流電圧４８Ｖで最大直流電力１５．４Ｗの半分の電流容量を意味している。

ＰｏＥ給電０部（１１８）とＰｏＥ給電１部（１１９）の電力出力側には、各々給電側負荷を測定するための電流容量測定計である電流監視０部（１１５）と電流監視１部（１１６）、さらに電力切替０部（１１３）と電力切替１部（１１４）を経由して、各々送信トランス＃０（１１１）と送信トランス＃１（１１２）の二次側中間タップに接続される。

電流監視０部（１１５）と電流監視１部（１１６）で観測された給電側の負荷状態は、回線給電負荷０情報と回線給電負荷１情報としてリモート収容装置（１０１）内の現用回線か予備回線のどちらが使用されているかを表す現用予備回線設定情報と共に給電切替制御部（１１７）に入力される。

現用予備回線設定情報は、リモート収容装置（１０１）内の装置制御を行うメモリなどの記憶部（図示せず）に格納されているものである。

給電切替制御部（１１７）は、回線給電負荷０情報、回線給電負荷１情報及び現用予備回線設定情報を基に図４に示した論理によって、電力切替０部（１１３）のスイッチノードを＃１Ａあるいは＃０Ｂに切り替え、さらに電力切替１部（１１４）のスイッチノードを＃１Ｂあるいは＃０Ａに切り替えて設定する。

図４の論理を具体的に説明する。

ＰｏＥ給電０部（１１８）とＰｏＥ給電１部（１１９）の初期給電状態は、各々＃０Ｂと＃１Ｂに接続され、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ規定のＰｏＥ給電Ｂ方式としている。

このとき、ＰｏＥ給電０部（１１８）から７．７Ｗ、ＰｏＥ給電１部（１１９）から７．７Ｗの電力が各々電力線によって伝達され、電力和回路（１２３）、（１２４）、（１２５）を介して総和されて１５．４Ｗとなり、装置内電源部（１２６）には、この双方の総和である１５．４Ｗが供給される。ただし、ここでは電力伝送時の電力損失を無視して記述している。

この状態で回線＃０（１０３）に故障や断線などの障害が発生した場合、電流監視０部（１１５）が給電負荷異常（無し）を検出し、給電切替制御部（１１７）に伝達される。

給電切替制御部（１１７）は、この変化を受けて電力切替０部（１１３）のスイッチノードを＃０Ｂから＃１Ａに切り替え、回線＃０（１０３）のＢ方式給電を回線＃１（１０４）のＡ方式給電に切り替える。

この結果ＰｏＥ給電０部（１１８）の７．７Ｗの電力は、＃１ツイストペア（１０４）の信号線に重畳されてリモート装置（１０２）に伝達され、＃１ツイストペア（１０４）の電力線から伝送されるＰｏＥ給電１部（１１９）からの電力７．７Ｗと総和され装置内電源部（１２６）に供給される。

前述の初期給電状態で回線＃１（１０４）に故障や断線などの障害が発生した場合は、電流監視１部（１１６）が給電負荷異常（無し）を検出し、給電切替制御部（１１７）に伝達される。

給電切替制御部（１１７）は、この変化を受けて電力切替１部（１１４）のスイッチノードを＃１Ｂから＃０Ａに切り替え、回線＃１（１０４）のＢ方式給電を回線＃０（１０３）のＡ方式給電に切り替える。

この結果ＰｏＥ給電１部（１１９）の７．７Ｗの電力は、＃０ツイストペア（１０３）の信号線に重畳されてリモート装置（１０２）に伝達され、＃０ツイストペア（１０３）の電力線から伝送されるＰｏＥ給電０部（１１８）からの電力７．７Ｗと総和され装置内電源部（１２６）に供給される。

また、前述の各状態のときに回線＃０（１０３）と回線＃１（１０４）双方に故障や断線などの障害が発生した場合には、電流監視０部（１１５）と電流監視１部（１１６）双方で給電負荷異常（無し）を検出し、給電切替制御部（１１７）に伝達される。

給電切替制御部（１１７）は、この変化を受けて電力切替０部（１１３）のスイッチノードを＃０Ｂに、電力切替１部（１１４）のスイッチノードを＃１Ｂに各々設定し、ＰｏＥ給電０部（１１８）とＰｏＥ給電１部（１１９）双方に給電停止指示を送る。

同指示を受けたＰｏＥ給電０部（１１８）とＰｏＥ給電１部（１１９）は、内部給電回路（図示せず）への入力電力を遮断するなどして内部回路停止し、消費電力を下げる。

以上説明したように本発明では、現用回線の障害などにより予備回線に切り替える際に供給電力は一時的（瞬間的に）に半分に落ちるもののＰｏＥ受電側装置での電力瞬断を発生させることなく、ＰｏＥ給電側装置の給電電力容量を一重化時と同等に抑えることが可能な二重化回線ＰｏＥ給電時の低電力回路及び構成方法の提供を特徴としている。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能であることはいうまでもない。

本発明によるＰｏＥ給電回路の一実施の形態の構成を示すブロック図である。図１に示したＰｏＥ給電回路の給電切替制御部（１７）による、電力切替０部（１３）および電力切替１部（１４）の切り替えに関する論理を示す表図である。本発明によるＰｏＥ給電回路の、図１とは別の実施の形態の構成を示すブロック図である。図３に示したＰｏＥ給電回路の給電切替制御部（１１７）による、電力切替０部（１１３）および電力切替１部（１１４）の切り替えに関する論理を示す表図である。イーサネット二重化回線を介してＰｏＥ給電を行うパケット通信機器の従来の給電構成例を示す図である。イーサネット二重化回線を介してＰｏＥ給電を行うパケット通信機器の従来の別の給電構成例を示す図である。

符号の説明

１リモート収容装置
２リモート装置
３＃０ツイストペア線
４＃１ツイストペア線
１１送信トランス＃０
１２送信トランス＃１
１３電力切替０部
１４電力切替１部
１５電流監視０部
１６電流監視１部
１７給電切替制御部
１８ＰｏＥ給電０部
１９ＰｏＥ給電１部
２１受信トランス＃０
２２受信トランス＃１
２３、２４、２５電力和回路
２６装置内電源部

Claims

現用系回線が信号線および電力線を有し、予備系回線が信号線および電力線を有し、前記現用系回線の信号線、前記現用系回線の電力線、前記予備系回線の信号線および前記予備系回線の電力線のいずれかを介して回線対向回路に給電を行う給電回路において、
前記現用系回線の信号線、前記現用系回線の電力線、前記予備系回線の信号線および前記予備系回線の電力線のうちのいずれか２つの線を用いて給電を行う給電手段を備え、
前記給電手段は、前記給電を行う２つの線を切り替える切替手段を有することを特徴とする給電回路。
前記給電手段が、前記給電を行う２つの線の一方への電力供給を行う第１の給電部と、
前記給電を行う２つの線の他方への電力供給を行う第２の給電部とを有することを特徴とする請求項１に記載の給電回路。
前記現用系回線の信号線に電力を重畳する第１の送信トランスと、
前記予備系回線の信号線に電力を重畳する第２の送信トランスと、
前記第１の送信トランスと前記第１の給電部との接続と、前記予備系回線の電力線と前記第１の給電部との接続とを切り替える第１の電力切替部と、
前記第２の送信トランスと前記第２の給電部との接続と、前記現用系回線の電力線と前記第２の給電部との接続とを切り替える第２の電力切替部と、
前記第１の給電部と前記第１の切替部との間に設けられ、この間の電流を検出する第１の電流監視部と、
前記第２の給電部と前記第２の切替部との間に設けられ、この間の電流を検出する第２の電流監視部と、
前記第１の電流監視部による検出結果および前記第２の電流監視部による検出結果に基づいて、前記第１の電力切替部および第２の電力切替部の接続切り替えを行う給電切替制御部と
を設けたことを特徴とする請求項２に記載の給電回路。
前記給電切替制御部が、
前記第１の電流監視部による検出結果が正常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が正常である場合には、前記第１の電力切替部が前記第１の送信トランスと前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記第２の送信トランスと前記第２の給電部とを接続するように切り替え、
前記第１の電流監視部による検出結果が正常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が異常である場合には、前記第１の電力切替部が前記第１の送信トランスと前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記現用系回線の電力線と前記第２の給電部とを接続するように切り替え、
前記第１の電流監視部による検出結果が異常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が正常である場合には、前記第１の電力切替部が前記予備系回線の電力線と前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記第２の送信トランスと前記第２の給電部とを接続するように切り替え、
前記第１の電流監視部による検出結果が異常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が異常である場合には、前記第１の給電部および前記第２の給電部に対して給電を停止するよう指示する、
よう制御することを特徴とする請求項３に記載の給電回路。
前記現用系回線の信号線に電力を重畳する第１の送信トランスと、
前記予備系回線の信号線に電力を重畳する第２の送信トランスと、
前記第２の送信トランスと前記第１の給電部との接続と、前記現用系回線の電力線と前記第１の給電部との接続とを切り替える第１の電力切替部と、
前記第１の送信トランスと前記第２の給電部との接続と、前記予備系回線の電力線と前記第２の給電部との接続とを切り替える第２の電力切替部と、
前記第１の給電部と前記第１の切替部との間に設けられ、この間の電流を検出する第１の電流監視部と、
前記第２の給電部と前記第２の切替部との間に設けられ、この間の電流を検出する第２の電流監視部と、
前記第１の電流監視部による検出結果および前記第２の電流監視部による検出結果に基づいて、前記第１の電力切替部および第２の電力切替部の接続切り替えを行う給電切替制御部と
を設けたことを特徴とする請求項２に記載の給電回路。
前記給電切替制御部が、
前記第１の電流監視部による検出結果が正常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が正常である場合には、前記第１の電力切替部が前記現用系回線の電力線と前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記予備系回線の電力線と前記第２の給電部とを接続するように切り替え、
前記第１の電流監視部による検出結果が正常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が異常である場合には、前記第１の電力切替部が前記現用系回線の電力線と前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記第１の送信トランスと前記第２の給電部とを接続するように切り替え、
前記第１の電流監視部による検出結果が異常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が正常である場合には、前記第１の電力切替部が前記第２の送信トランスと前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記第１の送信トランスと前記第２の給電部とを接続するように切り替え、
前記第１の電流監視部による検出結果が異常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が異常である場合には、前記第１の給電部および前記第２の給電部に対して給電を停止するよう指示する、
よう制御することを特徴とする請求項５に記載の給電回路。
前記第１の給電部による給電電力と前記第２の給電部による給電電力との和が対向回路に給電する値の最大値であることを特徴とする請求項２ないし６のうちのいずれか１項に記載の給電回路。
現用系回線が信号線および電力線を有し、予備系回線が信号線および電力線を有し、前記現用系回線の信号線、前記現用系回線の電力線、前記予備系回線の信号線および前記予備系回線の電力線のいずれかを介して給電を行うＰｏＥ給電方法において、
前記現用系回線の信号線、前記現用系回線の電力線、前記予備系回線の信号線および前記予備系回線の電力線のうちのいずれか２つの線を用いて給電を行うものであり、前記給電を行う２つの線を切り替え可能であることを特徴とする給電方法。
前記給電を行う２つの線の一方への電力供給を行う第１の給電部と、
前記給電を行う２つの線の他方への電力供給を行う第２の給電部と、
前記現用系回線の信号線に電力を重畳する第１の送信トランスと、
前記予備系回線の信号線に電力を重畳する第２の送信トランスと、
前記第１の送信トランスと前記第１の給電部との接続と、前記予備系回線の電力線と前記第１の給電部との接続とを切り替える第１の電力切替部と、
前記第２の送信トランスと前記第２の給電部との接続と、前記現用系回線の電力線と前記第２の給電部との接続とを切り替える第２の電力切替部と、
前記第１の給電部と前記第１の切替部との間に設けられ、この間の電流を検出する第１の電流監視部と、
前記第２の給電部と前記第２の切替部との間に設けられ、この間の電流を検出する第２の電流監視部と
を備え、
前記第１の電流監視部による検出結果および前記第２の電流監視部による検出結果に基づいて、前記第１の電力切替部および第２の電力切替部の接続切り替えを行う
ことを特徴とする請求項８に記載の給電方法。
前記第１の電流監視部による検出結果が正常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が正常である場合には、前記第１の電力切替部が前記第１の送信トランスと前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記第２の送信トランスと前記第２の給電部とを接続するように切り替え、
前記第１の電流監視部による検出結果が正常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が異常である場合には、前記第１の電力切替部が前記第１の送信トランスと前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記現用系回線の電力線と前記第２の給電部とを接続するように切り替え、
前記第１の電流監視部による検出結果が異常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が正常である場合には、前記第１の電力切替部が前記予備系回線の電力線と前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記第２の送信トランスと前記第２の給電部とを接続するように切り替え、
前記第１の電流監視部による検出結果が異常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が異常である場合には、前記第１の給電部および前記第２の給電部に対して給電を停止するよう指示する、
よう制御することを特徴とする請求項９に記載の給電方法。
前記現用系回線の信号線に電力を重畳する第１の送信トランスと、
前記予備系回線の信号線に電力を重畳する第２の送信トランスと、
前記第２の送信トランスと前記第１の給電部との接続と、前記現用系回線の電力線と前記第１の給電部との接続とを切り替える第１の電力切替部と、
前記第１の送信トランスと前記第２の給電部との接続と、前記予備系回線の電力線と前記第２の給電部との接続とを切り替える第２の電力切替部と、
前記第１の給電部と前記第１の切替部との間に設けられ、この間の電流を検出する第１の電流監視部と、
前記第２の給電部と前記第２の切替部との間に設けられ、この間の電流を検出する第２の電流監視部と
を備え、
前記第１の電流監視部による検出結果および前記第２の電流監視部による検出結果に基づいて、前記第１の電力切替部および第２の電力切替部の接続切り替えを行う
ことを特徴とする請求項８に記載の給電方法。
前記第１の電流監視部による検出結果が正常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が正常である場合には、前記第１の電力切替部が前記現用系回線の電力線と前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記予備系回線の電力線と前記第２の給電部とを接続するように切り替え、
前記第１の電流監視部による検出結果が正常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が異常である場合には、前記第１の電力切替部が前記現用系回線の電力線と前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記第１の送信トランスと前記第２の給電部とを接続するように切り替え、
前記第１の電流監視部による検出結果が異常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が正常である場合には、前記第１の電力切替部が前記第２の送信トランスと前記第１の給電部とを接続するように切り替え、且つ前記第２の電力切替部が前記第１の送信トランスと前記第２の給電部とを接続するように切り替え、
前記第１の電流監視部による検出結果が異常であり、且つ前記第２の電流監視部による検出結果が異常である場合には、前記第１の給電部および前記第２の給電部に対して給電を停止するよう指示する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の給電方法。
前記給電を行う２つの線による給電電力の和が対向回路に給電する値の最大値であることを特徴とする請求項８ないし１２のうちのいずれか１項に記載の給電方法。