TWI594598B

TWI594598B - 乙太網路供電系統的供電設備及供電方法(一)

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Publication number: TWI594598B
Application number: TW105103702A
Authority: TW
Inventors: 譚翰雲
Original assignee: 九暘電子股份有限公司
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2017-08-01
Also published as: US9831913B2; CN107040386B; US20170230080A1; TW201729564A; CN107040386A

Description

乙太網路供電系統的供電設備及供電方法(一)

本發明是關於一種乙太網供電系統中的供電設備及其供電方法，特別是關於一種可以動態調整供電功率的乙太網路供電系統供電設備及其供電方法。

乙太網路供電系統(Power over Ethernet System-PoE System)已經是一種普及的應用。IEEE分別在2003年及2009年發布IEEE 802.3af以及IEEE 802.3at兩種PoE標準(以下稱為「IEEE的PoE標準」或「PoE標準」)，廣為各界採用。PoE的技術使得例如網路電話、無線基地台、網路攝影機、集線器、甚至電腦等裝置，都能由乙太網路供電，不須使用額外的電源及插座。這種結合資料傳送與電源供應的技術使整體網路電腦系統成本及複雜度明顯降低。

一個乙太網路供電系統中，電功率是由供電設備(Power Source Equipment-PSE)經由乙太網路的資料纜線供應給受電裝置(Powered Device-PD)。適用的供電設備包括乙太網交換機、路由器、其他網路交換設備，以及資料通信網路中的中跨設備。在這種系統中，受電裝置是指連接到網路上，並配置為可從網路中汲取供電設備所提供的功率或請求供電設備提供功率的裝置。

在乙太網路供電系統中，供電設備是經由網路連接埠連接到多數的受電裝置，同時也會連接到多數不會或不能從供電設備取得功率的裝置。在應用上，可能的受電裝置包括符合上述IEEE的PoE標準的裝置，以及與該標準相容的裝置。上述IEEE的PoE標準規定，供電設備在對特定裝置提供功率之前，必須先對該裝置進行檢測，以判斷該裝置是否為符合該PoE標準的受電裝置。但是，多數的供電設備或含供電設備的產品供應商，也會將供電設備建置成可同時檢測受電裝置，並判斷該裝置是否為與PoE標準相容的裝置，例如為一相容的舊型裝置(Legacy Device)。如檢測結果為是，也會向該相容裝置供電。

根據IEEE的PoE標準規定，在對特定待測裝置進行前述檢測時，該供電設備是將一信號施加到該待測裝置所連結的連接埠，之後從該連接埠檢測該待測裝置的回應信號。如果回應信號顯示一簽名電阻(Signature Resistance)，範圍是從19到26.5千歐姆，則判斷待測裝置為符合PoE標準的受電裝置。該PoE標準並且規定，該供電設備所發出的信號，電壓應在大約2.8V和10V之間，電流應小於大約5mA。測試信號的電壓應有1V以上的差值。

進行檢測時，典型的作法是由該供電設備對該特定連接埠施加一電壓或電流，並在預定時間後量測該待測裝置的回應信號。該簽名電阻則是以兩信號間的電流/電壓關係計算得出。如果施加電流，該電流通常為150μA至400μA的範圍。再以測量該連接埠的電壓，計算該簽名電阻的值。在這種情形下，符合PoE標準的待測裝置，會使供電設備在連接埠量得約2.8V到10V的電壓下降。

反之，如果該檢測信號是一種電壓，該電壓的範圍通常是在約2.8V到10V之間。從該連接埠所測得的電流值，則約在87.5μA至625μA之間。

根據上述檢測結果，決定是否進行下一動作將受電裝置「分類」(classification)。並根據分類的結果，對受電裝置供給不同的功率。

在對受電裝置進行分類時，IEEE 802.3af/at標準對PoE的受電裝置的分級規定，是將受電裝置分為class 0、1、2、3、4共五級，並定義其耗電上限分別為15.5W、4W、7W、15.5W、30W。但實際上很多耗電不高的受電裝置，也將自己標示為高耗電的受電裝置。例如一個通常耗電為7W的受電裝置，可能把自己標示為class 4，以避免該受電裝置因所該乙太網路供電系統的供電設備所供應的功率不足而中斷其運作。但這種作法很容易讓供電端設備誤以為需為該受電裝置保留30W的電力給這個受電裝置。但因該受電裝置只使用7W的功率，多配置的電力無法供其他連接埠所連接的受電裝置使用，造成電源配置上的浪費。

詳言之，一個PSE供電設備在對一新加入的受電裝置提供電力之前，需計算該乙太網路供電系統已經連接並供電的受電裝置耗電量上限總值，並將結果與該系統所能提供的總供電量比較，得出差值。如果該新加入的受電裝置根據其分級而指定的耗電量上限值超過該差值，則或不予供電，或停止對一已連接但優先權較低的受電裝置供電，而將該優先權較低的受電裝置的耗電量上限值與該差值的和或其一部分，指定給該新加入的受電裝置。但由於該新加入的受電裝置僅需7W的功率，卻因為指定的分級過高，造成無法對該新加入的受電裝置供電，或停止對該優先權較低的受電裝置供電的錯誤結果。

為了解決上述供電效率問題，一種已知技術的方法是除了計算該乙太網路供電系統所能供應的總供電量與已經供電及待供電的受電裝置耗電量上限值之外，另外設定兩種參數。其一可稱為總耗電量上限，另一為總耗電量臨界值。其中，該乙太網路供電系統的總供電量>總耗電量上限>總耗電量臨界值。此外，該方法也對所要連接的受電裝置設定優先權先後。該乙太網路供電系統持續監控已經供電的受電裝置總耗電量。當該總耗電量超過該總耗電量上限時，即停止對優先權較低的受電裝置供電。當該總耗電量低於該總耗電量臨界值時，該乙太網路供電系統即根據已連接但未供電的受電裝置的優先權值，將可能供應的電力，供應給優先權較高的受電裝置。當該總耗電量介於該總耗電量上限與該總耗電量臨界值之間時，該乙太網路供電系統即停止對優先權較低的受電裝置供電，並將騰出的指定功率提供給優先權較高的受電裝置。這種已知技術可參照美國專利公開案第US7,257,724號，發明名稱為「Method and Apparatus for Power Management in a Local Area Network」。這種作法的缺點是，優先權值設定較低的受電裝置，可能發生經常斷電，甚至完全無法受電的窘境。

另一種已知技術的方法是，該乙太網路供電系統在開始對一受電裝置供電後的預定時間，讀出該受電裝置的實際耗電值。如發現有上述設定為class 4的受電裝置只消耗7W的情況，即將該受電裝置的分級調低，即調至供電量較小的分級。例如將其分級調至供電電流上限只比該實際耗電值稍高的分級。這樣的做法確實可以相當程度提高電源配置效率。但是卻可能會發生在剩餘電力可用，但受電裝置卻會一再斷電的問題。

舉例而言，實務上常見的受電裝置包括網路攝影機(IP cam)。這類型的受電裝置耗電狀況如圖3所示。在開始供電時，該受電裝置與主機(伺服器)還在進行連線設定(T1時間內)，尚未全速啟動耗電。此時，該乙太網路供電系統如果偵測該受電裝置的耗電量，會判斷該受電裝置的設定分級錯誤，而調降其分級。但當該網路攝影機全速啟動傳送畫面資料，或是啟動夜間照明時(T2時間內)，瞬間耗電量將大增(如圖3虛線線所示)。但因該受電裝置的分級已經調低，則在T2時間中將會發生過載斷電(因耗電量超過該分級的耗電量上限值，而遭到斷電)的情形。最嚴重的情形是，在該乙太網路供電系統下次對該網路攝影機供電時，同樣的流程再發生一次，使該受電裝置陷入一再斷電的無窮輪迴。

目前並沒有一種乙太網路供電系統的供電設備，可以解決習知技術中，因受電裝置的分級設定的耗電量上限值與實際耗電量之間存在差異，造成乙太網路供電系統的供電設備所能供應的總電量不當分配的問題。也沒有一種乙太網路供電系統的供電設備，可以實質上達成將受電裝置的分級設定與實際耗電量之間存在的差異電力，提供給其他受電裝置，特別是優先權較低的受電裝置。

本發明的目的是在提供一種新穎的乙太網路供電系統的供電設備，以對多數的受電裝置進行動態的監控，以提供適當的功率到各受電裝置。

本發明的目的也在提供一種新穎的乙太網路供電系統的供電設備，該供電設備可從各受電裝置的設定耗電量上限與實際耗電量之間的差異，提供額外的電力給其他受電裝置。

本發明的目的也在提供一種乙太網路供電系統的供電設備，該供電設備可以防止已供電的受電裝置一再斷電的現象。

本發明的目的也在提供一種具有上述優點的乙太網路供電系統的供電方法。

根據本發明的乙太網路供電系統的供電設備，乃是提供至少二個通信埠，各通信埠可供一受電裝置經由網路線連接。該供電設備包括一檢測裝置，連接各通信埠，並建置成可對各通信埠施加一檢測信號，並在施加該檢測信號後之預定時間從該通信埠測得一反應信號，且根據該反應信號判斷連接到該通信埠的裝置是否為適於供電的受電裝置。該檢測裝置並可在判斷特定待測裝置為適於供電的受電裝置後，對對應的通信埠施加一分類檢測信號，並在施加該分類檢測信號後之預定時間從該通信埠測得一分類反應信號，且根據該分類反應信號判斷該通信埠所連接的受電裝置所應提供的功率分級，以在該分級所預定的分級供電上限值Iclass及一預定下限值Ilower範圍內，以一供電上限值Iallow對該受電裝置供電。該供電設備並於該供電上限值Iallow低於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總供電上限值的差值時，對該受電裝置供電。

該乙太網路供電系統的供電設備進一步包括一監控裝置，建置成可對特定通信埠持續進行檢測，以獲得該通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量，據以判斷一耗電量趨勢值。該監控裝置進一步建置成：於該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量超過該分級所預定的供電上限值Iclass達預定時間以上時，停止對該受電裝置供電。

於該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量趨勢為上升時，於該分級上限值Iclass之下，調升對該受電裝置的供電上限值Iallow。

於該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量趨勢為下降時，於該預定下限值Ilower以上，調降對該受電裝置的供電上限值Iallow。

在本發明的特定較佳實例中，該耗電量趨勢之判斷包括：在預定時間內，多次檢測到的耗電量，均比前一次多，達於一定次數時，判斷該受電裝置的耗電量趨勢為上升；及在預定時間內，多次檢測到的耗電量，均比前一次少，達於一定次數時，判斷該受電裝置的耗電量趨勢為下降。該預定次數可為三次或以上。

在本發明的較佳實施例中，該乙太網路供電系統的供電設備可以將一分級範圍內的耗電量，分割成數個級距(pitch)，並根據該級距調整該受電裝置的供電上限值Iallow。其中，該級距可設為相等，也可設為不等。

該供電設備並可進一步建置成，在該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量低於次一分級的分級上限值Iclass達預定時間以上時，進入調降該受電裝置設定分級的作業。

本發明也提供一種乙太網路供電系統的供電設備供電方法，該方法可使用在一乙太網路供電系統的供電設備中，其中，該供電設備提供至少二個通信埠，各通信埠可供一受電裝置經由網路線連接。該供電設備包括一檢測裝置，連接各通信埠，用以檢測連接到一通信埠的裝置是否為適於供電的受電裝置，及對該受電裝置所應供應的功率分級，以及一監控裝置，用以持續監控各通信埠的耗電量，以調整該供電設備對各通信埠的供電量。該方法是在該供電設備完成如下的檢測與分類程序後，進行動態調整：該檢測裝置對一通信埠施加一檢測信號，並在施加該檢測信號後之預定時間從該通信埠測得一反應信號，且根據該反應信號判斷該通信埠是否已連接一待測裝置，以及該待測裝置是否為適於供電的受電裝置；該檢測裝置並可在判斷特定待測裝置為適於供電的受電裝置後，對對應的通信埠施加一分類檢測信號，並在施加該分類檢測信號後之預定時間從該通信埠測得一分類反應信號，且根據該分類反應信號判斷該通信埠所連接的受電裝置所應提供的功率分級，以在該分級所預定的分級供電上限值Iclass及一預定下限值Ilower範圍內，以一供電上限值Iallow對該受電裝置供電。

該調整程序包括：該供電設備於該供電上限值Iallow低於該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總供電上限值的差值時，對該受電裝置供電；該監控裝置對該通信埠持續進行檢測，以獲得該通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量，據以判斷一耗電量趨勢值；且該監控裝置：於該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量趨勢為上升時，於該分級上限值Iclass之下，調升對該受電裝置的供電上限值Iallow；於該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量趨勢為下降時，於該預定下限值Ilower以上，調降對該受電裝置的供電上限值Iallow；及於該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量超過該分級所預定的供電上限值Iclass達預定時間以上時，停止對該受電裝置供電。

在本發明的較佳實施例中，該乙太網路供電系統的供電設備可以將一分級範圍內的耗電量，分割成數個級距(pitch)。故該供電方法可根據該級距調整該受電裝置的供電上限值Iallow。其中，該級距可設為相等，也可設為不等。

該供電方法並可進一步包括，該監控裝置在該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量低於次一分級的分級上限值Iclass達預定時間以上時，進入調降該受電裝置設定分級的作業。

在本發明的設計下，該監控裝置可以動態監控各個通信埠所連接的受電裝置的實際耗電狀況，產生一趨勢值，據以動態調整對各個受電裝置的供應功率。如果實際耗電量低於設定供應電量，則可加以調整，並將空出的電量，供應給額外的受電裝置或優先權較低的受電裝置。

上述及其他本發明之目的與優點，可由以下詳細說明並參照所附圖式而更形清楚。

10‧‧‧檢測裝置

11、12、13、14‧‧‧連接埠

11A、12A、13A、14A‧‧‧信號線

15‧‧‧運算單元

16‧‧‧檢測信號產生器

17‧‧‧反應信號接收器

18‧‧‧監控裝置

21、22、23‧‧‧待測裝置

21A、22A、23A‧‧‧網路線

100‧‧‧供電設備

101‧‧‧輸出入介面

200‧‧‧電源

201‧‧‧電源線

圖1表示本發明乙太網路供電系統的供電設備一種實施例的方塊圖。

圖2為本發明乙太網路供電系統的供電方法一種實例的流程圖。

圖3顯示一種常見的受電裝置，即包括網路攝影機的耗電狀況曲線圖。

本發明提供一種新穎的供電設備及供電方法，應用在乙太網路供電系統中，以對多數的受電裝置提供動態的供電功率設定。本發明提供一種動態的監控方法，可以達成符合實際狀況的供電。

圖1表示本發明乙太網路供電系統的供電設備一種實施例的方塊圖。如圖所示，本發明的乙太網路供電系統的供電設備100是配備在一乙太網路的供電系統中，對多數受電裝置供應電功率。該供電設備100與一電源200共同構成該乙太網路供電系統，提供由該供電設備100將電源200經由電源線201送來的功率，轉送到受電裝置的功能。如圖1所示，電源200提供的電功率，經由電源線201進入供電設備100的輸出入介面101，而進入檢測裝置10。該供電設備100也提供多數連接埠11、12、13、14，以供外界裝置21、22、23經由網路線21A、22A、23A連接。圖中顯示4個連接埠，但此行業人士均知，該連接埠的數量並非任何技術限制。通常，供電設備100可提供8個連接埠，但高於或低於該數量，也非不許。圖中顯示有3個外界裝置21、22、23連接到連接埠11、12、14。連接埠13並無外界裝置連接。該外界裝置21、22、23可能是符合IEEE的PoE標準的受電裝置、與該標準相容的受電裝置、與該標準不相容的受電裝置，甚至只是一般的電容負載或電阻負載。

該供電設備100經由4組信號線11A、12A、13A、14A連接到連接埠11、12、13、14。該供電設備100的功能即是將電源200所提供的功率，轉送到外界裝置21、22、23中，可能接受供電的裝置。

一般而言，該信號線11A、12A、13A、14A每組都包括2對信號線。用以傳送電信號及電功率。同時，該網路線21A、22A、23A也是每組都包括2對信號線，形成雙絞線的型態。當然，該信號線、網路線所含的信號線條數，並非任何技術限制。但各組至少需包括一對信號線。

具有以上構成的乙太網路供電系統為業界所熟知，並記載在各種技術文獻中，包括上述IEEE 802.3af、IEEE 802.3at等業界標準。其詳情不須在此贅述。

根據IEEE的PoE標準，符合該標準的供電設備100必須先對要供電的外界裝置21、22、23進行檢測、分類，才能對適當種類的外界裝置供電。由於對於已經符合IEEE的PoE標準，或者與該標準相容的受電裝置，業界已經提出各種適用的檢測、分類方法及裝置。例如US 7,856,561、US 8,412,961等專利文獻所載的設計。

在理想狀況，連接到特定連接埠11、12、14的外界裝置，都是符合IEEE的PoE標準的受電裝置及與該標準相容的受電裝置。在檢測階段，這些外界裝置都可稱為「待測裝置」。經檢測認定為符合IEEE的PoE標準的受電裝置及與該標準相容的受電裝置，可稱為「受電裝置」。在以下的說明中，將以「待測裝置」指稱在檢測階段中連接到各該連接埠11、12、14的外界裝置，並以「受電裝置」指稱經判斷為符合IEEE的PoE標準的受電裝置及與該標準相容的受電裝置，即經判斷為適合供電的外界裝置。

在圖1中另顯示本發明的供電設備100配備一檢測裝置10，用來對該多數連接埠11、12、13、14進行檢測，以判斷該個別連接埠11、12、13、14所連接的待測裝置21、22、23是否為適合供電的受電裝置，並於判斷為是時，進一步判斷應該供應給各待測裝置21、22、23的功率。這種檢測裝置10可為任何已知的乙太網路供電系統的受電裝置檢測裝置，其電路中主要包括一個檢測信號產生器16、一個反應信號接收器17以及一個運算單元15。在已知技術中，該檢測信號產生器16通常是供應一電壓信號到特定的連接埠，並於一預定時間後，由該反應信號接收器17從該連接埠接收反應信號，再由該運算單元15將該反應信號轉換成電流信號，以根據該電流信號的特性，判斷：該連接埠是否已連接一待測裝置、如是，該待測裝置是否為適於供電的受電裝置、如是，該受電裝置所需功率為何。反之，該檢測信號產生器16也可以產生一電流信號，施加於特定連接埠，並於該預定時間後，由該反應信號接收器17從該連接埠接收反應信號，再由該運算單元15將該反應信號轉換成電壓信號，以根據該電壓信號的特性，進行上述判斷。通常而言，該預定時間約為350ms，但其確切時間仍應依照應用上的需求決定。

具有上述架構及功能的檢測裝置10已為此行業專家所熟知，其技術內容並揭示在各種規格書，專利說明書中。詳情不需在此贅述。在以下的說明中，對於判斷連接埠是否已連接待測裝置及該待測裝置是否為適於供電的受電裝置的步驟，將以「檢測」或「受電裝置的檢測」稱之；對於受電裝置所需功率為何的判斷，則以「分類」或「受電裝置的分類」稱之。

本發明的乙太網路供電系統的供電設備100是用來對多數連接埠11、12、13、14進行檢測，以判斷各個連接埠11、12、13、14個別是否已連接一待測裝置、如是，該待測裝置是否為適於供電的受電裝置、如是，該受電裝置所需功率為何。因此，在本發明的較佳實例中，該檢測信號產生器16乃是建置成：於該運算單元15判斷一連接埠所連接的待測裝置為適於供電的受電裝置後，對該受電裝置所連接的通信埠發出一分類檢測信號；且於對一通信埠發出一第一檢測信號後，並判斷為應發出另一個第二檢測信號時，選定另一通信埠，發出該第二檢測信號。這種架構可以僅只使用單一的檢測裝置檢測及分類多數的受電裝置。但如果使用多數的檢測裝置，各個檢測裝置用以檢測單一的受電裝置，也屬可行。

圖1顯示，該檢測裝置10除上述運算單元15、檢測信號產生器16與反應信號接收器17之外，另配備一個監控裝置18。該控制裝置18的主要功用是動態調整該檢測裝置10對各個受電裝置設定的供應電量。

詳言之，該檢測裝置10根據特定連接埠所收到的分類反應信號，判斷該連接埠所連接的受電裝置所屬的供電分級。該分級即如IEEE 802.3af/at標準對PoE的受電裝置的分級classes 0、1、2、3、4，其分級供電上限值Iclass分別為15.5W、4W、7W、15.5W、30W。在本發明的較佳實施例中，該檢測裝置10是在該分類系統所定的分級供電上限值Iclass及一預定下限值Ilower範圍內，以一供電上限值Iallow對該受電裝置供電。在實際應用上，該預定下限值Ilower通常可設定為該受電裝置的Iclass的特定百分比，例如為百分之25。但其他參考值，也可以應用在本發明。該預定下限值Ilower有時也可以省略，例如設為次一分級的分級供電上限值Iclass。至於該供電上限值Iallow，通常可以直接設為該分級的分級上限值Iclass。但由於本發明已經提供一種動態調整電路及架構，將該供電上限值Iallow設在分級供電上限值Iclass及一預定下限值Ilower範圍內的任何值，均屬可行。不過，該供電上限值Iallow如果設定太低，則可能造成同時對超量的受電裝置供電的結果。實際使用的數值，通常可以根據經驗預先設定在系統中。

根據本發明，該監控裝置18可對特定通信埠持續進行檢測，以獲得該通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量，據以計算一耗電量趨勢值。該監控裝置18對特定通信埠的檢測可以在一預定期間中分次進行，得到多數的總耗電量值。所需的監控時間並無任何限制，頻率或次數也無限制。但以足以顯示該受電裝置的實際耗電量變化趨勢為宜。在實際應用上，例如可以在1秒鐘的期間中，連續定時或不定時進行10次的檢測。所得結果將形成一沿時間軸的曲線圖。將該曲線圖作正規化後，計算其斜率，即可得知一趨勢。這種持續的檢測與趨勢值的計算，可以任何電子電路或軟體達成。詳情不需在此贅述。

在本發明的設計下，該監控裝置18對特定受電裝置的供電上限值Iallow，進行如下的調整：

1)於該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量超過該分級所預定的供電上限值Iclass達預定時間以上時，停止對該受電裝置供電。

2)於該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量趨勢為上升時，例如在10次檢測中發現連續3次以上檢測到的耗電量，均比前一次多時，於該分級上限值Iclass之下，調升對該受電裝置的供電上限值Iallow。

3)於該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量趨勢為下降時，例如在10次檢測中發現連續3次以上檢測到的耗電量，均比前一次少時，於該預定下限值Ilower以上，調降對該受電裝置的供電上限值Iallow。

其中，在1)的情形下，該受電裝置的耗電量超過該分級所預定的供電上限值Iclass達預定時間以上，表示該受電裝置所設定的分級不正確，且可能妨礙其他受電裝置的正常運作。根據IEEE的PoE標準規定，需停止對該受電裝置供電。此時，該供電設備10可能可以進入調高該受電裝置的分級的作業。但該調整並非本發明的範疇。關於上述IEEE的PoE標準規定，可請參閱IEEE Std 802.3at-2009第48頁第33.2.7.6段：「如果由該PSE供應於該PI的電流I_Port超過I_CUT的期間長於T_CUT，則該PSE可停止對該PI供電。(If P_Port,the current supplied by the PSE to the PI,exceeds I_CUT for longer than I_CUT,the PSE may remove power from the PI.)」

在2)的情形下，該受電裝置的耗電量趨勢為上升，顯示目前所設定的供電上限值Iallow可能不敷使用。因此將之調高，以免該受電裝置因過負載而斷電。不過，如果該供電上限值Iallow以經達到該分級的分級上限值Iclass，則不予調整，仍維持現狀。如該受電裝置的耗電量持續超過該分級所預定的供電上限值Iclass，則進入1)的作業，將該受電裝置斷電。

在3)的情形下，該受電裝置的耗電量趨勢為下降，顯示目前所設定的供電上限值Iallow過高，造成浪費。因此將之調低，以空出功率，供其他受電裝置使用。不過，如果該供電上限值Iallow已經達到該檢測裝置10所設定的預定下限值Ilower，則不予調整，仍維持現狀，以免該受電裝置因過負載而斷電。

在本發明的實際應用上，該乙太網路供電系統的供電設備10可以將一分級範圍內的耗電量，分割成數個級距(pitch)，並根據該級距調整該受電裝置的供電上限值Iallow。該級距可設為相等，也可設為不等。例如，可對分類後的第一級，設定包括1-1級，1-2級，1-3級等級距，以供調整之用。其他方式的調整，當然也可應用在本發明。

此外，在3)的情形下，如果該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量低於次一分級的分級上限值達預定時間以上時，可使該供電設備100進入調降該受電裝置設定分級的作業。如前所述，啟動該調降分級的作業後，即非本發明的範疇。相關方法步驟將隨系統所使用的調降方法而易。但例如上述習知技術的調降方法，即屬可行。其方法詳情，也不需在此贅述。

以下說明本發明的乙太網路供電系統的供電方法。圖2即顯示該方法一種實施例的流程圖。圖中所示的方法可應用在例如圖1所示的乙太網路供電系統的供電設備中。

如圖2所示，於該方法開始時，於步驟201該檢測信號產生器16對該連接埠11、12、14中之一連接埠，發出一檢測信號。如前所述，該檢測信號通常為一電壓信號，並可包括多數的電壓信號。但眾所皆知，該檢測信號也可為一電流信號或其他類型的信號。於該檢測信號發出後的一預定時間，於步驟202該反應信號接收器17從該連接埠偵測反應信號。如前所述，該預定時間通常為350ms。該反應信號於203提供到該運算單元15，據以判斷該連接埠是否已連接一待測裝置，以及該待測裝置是否適於供電。如該檢測信號為電壓信號，通常該運算單元15是將該反應信號轉換成電流信號，並根據已知技術進行判斷。當然，將該反應信號轉換成其他形態的信號，並進行判斷，也無不可。

於步驟204，該運算單元15根據該反應信號判斷該連接埠已經連接一適於供電的受電裝置，而指令該檢測信號產生器16發出一分類檢測信號。當然，如該運算單元15根據該第一反應信號判斷的結果是該連接埠並未連接待測裝置，或所連接的並非適於供電的受電裝置，即不會發出該指令。

於步驟205該檢測信號產生器16對該連接埠，發出一分類檢測信號。於步驟206該反應信號接收器17於從該連接埠偵測分類反應信號。該分類反應信號於207提供到該運算單元15，據以判斷對該連接埠所應供應的功率分級。該判斷分級的方法，已經揭露在各種規格書或專利文獻中，為此行業人士所熟知。於步驟208，該運算單元15在該分級所預定的分級供電上限值Iclass及一預定下限值Ilower範圍內，設定一供電上限值Iallow，以對該受電裝置供電。於209該運算單元15計算該供電設備的總供電量與該供電設備對已供電的受電裝置的總供電上限值的差值。於210該運算單元15判斷該差值是否大於該供電上限值Iallow。如判斷結果為是，則於211對該受電裝置供應電功率；否則不予供電，並對次一受電裝置進行檢測、分類或監控。

於對一受電裝置開始供電後，該監控裝置18於步驟212對該通信埠持續進行檢測，以獲得該通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量，據以計算一耗電量趨勢值。於213判斷該趨勢值是否顯示該受電裝置的耗電量超過該分級所預定的供電上限值Iclass達到預定時間以上？如是，則於216停止對該受電裝置供電，步驟進入對下一受電裝置的檢測、分類或監控。如步驟213判斷結果為否，則於步驟214該監控裝置判斷：該趨勢值是否顯示該受電裝置的耗電量趨勢為上升或下降。如是上升，於215在該分級上限值Iclass之下，調升對該受電裝置的供電上限值Iallow。於步驟214該監控裝置之判斷結果如為該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量趨勢為下降，則於217在該預定下限值Ilower以上，調降對該受電裝置的供電上限值Iallow。步驟進入對下一受電裝置的檢測、分類或監控。

在以上的實施例中，該供電設備可以動態在各分級的範圍內調整各受電裝置的供應電力，除能正確供應所需功率，節省耗電之外，更可騰出不必要的保留功率，以供額外的受電裝置或優先權較低的受電裝置使用。達成節省系統資源及善用系統資源的目的。

以上是對本發明乙太網路供電系統的供電設備與供電方法實施利所作的說明。但此行業人士均知，本發明的實施例利用已知技術稍作修改，仍可得到相同或相似的效果。因此，這些修改都屬於本發明的範圍。

Claims

一種乙太網路供電系統的供電設備，提供至少二個通信埠，各通信埠可供一受電裝置經由網路線連接；該供電設備包括一檢測裝置，連接各通信埠，用以檢測連接到一通信埠的裝置是否為適於供電的受電裝置，及對該受電裝置所應供應的功率分級；以及一監控裝置，用以持續監控各通信埠的耗電量，以調整該供電設備對各通信埠的供電量；其中，該供電設備建置成：可在該分級所預定的分級供電上限值Iclass及一預定下限值Ilower範圍內，設定一供電上限值Iallow；於該供電上限值Iallow低於該供電設備的總供電量與該供電設備對已經由通信埠供電的受電裝置的總供電上限值的差值時，以該供電上限值Iallow對該裝置供電；該監控裝置建置成：可對特定通信埠持續進行檢測，以獲得該通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量，據以判斷一耗電量趨勢值；於該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量超過該分級所預定的供電上限值Iclass達預定時間以上時，停止對該受電裝置供電；於該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量趨勢為上升時，於該分級上限值Iclass之下，調升對該受電裝置的供電上限值Iallow；及於該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量趨勢為下降時，於該預定下限值Ilower以上，調降對該受電裝置的供電上限值Iallow；其中，該耗電量趨勢之判斷包括：在預定時間內，多次檢測到的耗電量，均比前一次多，達於一定次數時，判斷該受電裝置的耗電量趨勢為上升；及在預定時間內，多次檢測到的耗電量，均比前一次少，達於一定次數時，判斷該受電裝置的耗電量趨勢為下降。
如申請專利範圍第1項之乙太網路供電系統的供電設備，其中，該預定次數為三次或以上。
如申請專利範圍第1項之乙太網路供電系統的供電設備，其中，該乙太網路供電系統的供電設備將一分級範圍內的耗電量，分割成數個級距(pitch)，並根據該級距調整該受電裝置的供電上限值Iallow。
如申請專利範圍第3項之乙太網路供電系統的供電設備，其中，該級距可設為相等，也可設為不等。
如申請專利範圍第1項之乙太網路供電系統的供電設備，其中，該供電設備並可進一步建置成：在該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量低於次一分級的分級上限值Iclass達預定時間以上時，進入調降該受電裝置設定分級的作業。
一種乙太網路供電系統的供電設備之供電方法，供使用在一乙太網路供電系統的供電設備中；其中，該供電設備提供至少二個通信埠，各通信埠可供一受電裝置經由網路線連接；該供電設備包括一檢測裝置，連接各通信埠，用以檢測連接到一通信埠的裝置是否為適於供電的受電裝置，及對該受電裝置所應供應的功率分級；以及一監控裝置，用以持續監控各通信埠的耗電量，以調整該供電設備對各通信埠的供電量；該方法是在該供電設備完成對該受電設備分級判斷後，進行動態調整，並包括如下步驟：在該分級所預定的分級供電上限值Iclass及一預定下限值Ilower範圍內，設定一供電上限值Iallow；於該供電上限值Iallow低於該供電設備的總供電量與該供電設備對已經由通信埠供電的受電裝置的總供電上限值的差值時，以該供電上限值Iallow對該裝置供電；對特定通信埠持續進行檢測，以獲得該通信埠所連接的受電裝置沿時間軸的耗電量，據以判斷一耗電量趨勢值；於該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量超過該分級所預定的供電上限值Iclass達預定時間以上時，停止對該受電裝置供電；於該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量趨勢為上升時，於該分級上限值Iclass之下，調升對該受電裝置的供電上限值Iallow；及於該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量趨勢為下降時，於該預定下限值Ilower以上，調降對該受電裝置的供電上限值Iallow；其中，該耗電量趨勢之判斷包括：在預定時間內，多次檢測到的耗電量，均比前一次多，達於一定次數時，判斷該受電裝置的耗電量趨勢為上升；及在預定時間內，多次檢測到的耗電量，均比前一次少，達於一定次數時，判斷該受電裝置的耗電量趨勢為下降。
如申請專利範圍第6項之乙太網路供電系統的供電設備之供電方法，其中，該預定次數為三次或以上。
如申請專利範圍第6項之乙太網路供電系統的供電設備之供電方法，另包括將一分級範圍內的耗電量，分割成數個級距(pitch)，及根據該級距調整該受電裝置的供電上限值Iallow的步驟。
如申請專利範圍第7項之乙太網路供電系統的供電設備之供電方法，其中，該級距可設為相等，也可設為不等。
如申請專利範圍第6項之乙太網路供電系統的供電設備之供電方法，進一步包括，在該趨勢值顯示該受電裝置的耗電量低於次一分級的分級上限值Iclass達預定時間以上時，調降該受電裝置設定分級的步驟。