4對以太網供電的檢測、分類和相互識別

背景技術：
IEEE802.3定義了用于經由以太網鏈路傳送電力的兩種類型的系統。原始的以太網供電(“PoE”)規(guī)范(即IEEE802.3af)規(guī)定從供電設備(“PSE”，例如經由以太網鏈路提供電力的設備)到受電設備(“PD”，例如經由以太網鏈路消耗電力的設備)的高達約15W的功率供應。規(guī)范包括允許PSE檢測兼容的PD的存在，從而使得電力僅在兼容的PD被連接時在以太網鏈路上啟用的機制。1型設備(例如，PSE或PD)的檢測和分類可以使用單一分類狀態(tài)來完成。定義了對原始PoE規(guī)范的增強以將供電功率提高至高達30W左右，并且通過使用更高級別的數據交換來改進管理。針對增強的PoE(“PoE+”)規(guī)范(即IEEE802.3at)的一個重要方面是這樣的機制：通過該機制，PSE可以明確檢測到增強的(例如，2型)PD，并且增強的PD可以明確了解它已經被增強的(即，2型)PSE檢測到。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)之前相互識別是必要的。檢測和分類機制被設計為使得它可以通過簡單的或復雜的系統來實現，該系統包括包含數據鏈路接口的PSE(即，末端PSE)、以及被插入在兩個數據鏈路伙伴(linkpartner)之間的信道中的PSE(即，中跨PSE)。例如，2型設備(例如，PSE或PD)的檢測和分類可以使用兩個分類狀態(tài)來完成。此外，鏈路層發(fā)現協議(“LLDP”)可以可選地用來傳送詳細的電力需求。在POE的原始規(guī)范和增強的規(guī)范中，電力都經由以太網電纜的4對雙絞線中的2對來傳送。根據這些規(guī)范，PSE被禁止經由所有4對雙絞線傳輸電力，并且PD需要經由雙絞線中的任一組來接受電力但不被允許同時經由全部4對雙絞線來請求電力。附圖說明附圖中的組件不一定相對于彼此成比例。相同的標號表示貫穿若干視圖相應的部分。圖1A-圖1B是示出用于在PoE環(huán)境中供給電力的系統的框圖；圖2是用于在PoE環(huán)境中經由4對雙絞線供給電力的示例性系統的框圖；圖3是示出用于驗證具有4對PoE能力的PD和PSE的互連的示例性操作的狀態(tài)機；圖4是示出用于驗證具有4對PoE能力的PD和PSE的互連的示例性操作的另一個狀態(tài)機；圖5是示出用于驗證具有4對PoE能力的PD和PSE的互連的示例性操作的另一個狀態(tài)機；并且圖6是示出了示例計算設備的框圖。具體實施方式除非另有定義，本文使用的所有技術和科學術語具有與通常由本領域普通技術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踐或測試中使用。如在本說明書中以及所附的權利要求中使用的，單數形式“一”、“一個”、“該”包括復數對象，除非上下文另有明確說明。本文中使用的術語“包括”及其變體與術語“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、事件或情況可能會或可能不會發(fā)生，并且該描述包括其中所述特征、事件或情況發(fā)生的實例以及不發(fā)生的實例。雖然描述了用于4對PoE能力的檢測、分類和互相識別的實現方式，這些實現方式不僅限于此對本領域技術人員將是顯而易見的。概述本文提供了用于驗證具有4對PoE能力的PD和PSE的互連的設備、方法和系統。為了驗證兩組雙絞線(例如，所有4對雙絞線)都在具有4對PoE能力的鏈路伙伴(例如，相同的PSE和PD)之間連接，檢測、分類和識別機制可以在兩組雙絞線之間協調。例如，PSE可應用通常不會由1型或2型設備應用的一系列信號，并且PD能夠返回對于這一系列信號的響應，這些響應正常不會由1型或2型設備返回。這允許鏈路伙伴互相驗證其支持4對PoE的操作的能力，例如同時經由所有4對雙絞線遞送或接受電力。如上所述，在原始和增強的PoE規(guī)范中，電力都經由以太網電纜中4對雙絞線中的2個來遞送。當雙絞線A和B用于電力時，機制被指定為模式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的框圖。在圖1A中，網絡元件102(例如交換機、集線器、路由器、網關等)例如可通過通信鏈路120(即，以太網電纜)與PD108通信地連接。通信鏈路120包括4對雙絞線A-D。網絡元件102包括集成的PSE104。電力由PSE104通過中心抽頭變壓器106A、106B注入到兩個數據承載雙絞線A&B，并從中心抽頭變壓器112A、112B調度以供PD108的負載110使用。兩個非數據承載雙絞線C&D不用于通信或電力傳遞。當雙絞線C&D用于電力，機制被指定為模式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注入到兩個非數據承載雙絞線C&D，并且經調度用于由PD108的負載110使用。兩個數據承載雙絞線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對雙絞線中的2個用于數據傳輸的系統(例如，10BASE-T，100BASE-TX)，但應該理解，PoE可以在使用所有4對雙絞線用于數據傳輸的系統(例如，1000BASE-T，10GBASE-T)中使用，例如，使用幻象(plantom)技術。另外，雖然圖1A-圖1B示出了其中電力由末端PSE注入的系統，還應理解，電力可通過中跨PSE注入。示例系統現在參考圖2，示出了用于在PoE環(huán)境中經由4對雙絞線供給電力的示例性系統的框圖。在圖2中，網絡元件202(例如交換機、集線器、路由器、網關等)例如，可通過通信鏈路220(例如，以太網電纜)與PD208通信地連接。通信鏈路220包括4對雙絞線A-D。網絡元件202包括集成的PSE204。例如，網絡元件202是末端PSE。此外，在圖2中通信在所有4對雙絞線上啟用(例如，1000BASE-T，10GBASE-T)。在圖2中，電力分別同時由PSE204通過中心抽頭變壓器206A&206B注入兩對數據承載雙絞線A&B、通過中心抽頭變壓器206C&206D注入兩對數據承載雙絞線C&D，從而經由中心抽頭變壓器212A、212B、212C和212D供應電力給PD208的負載210。負載210通過一個或多個二極管橋電路209(例如，一對二極管橋電路)接受電力，例如全波二極管橋型整流電路。但應理解圖2所示的系統僅作為示例而提供，本領域普通技術人員可以實現相較圖2的系統具有不同的配置(例如，更多、更少或替代組件)的PoE系統。例如，本發(fā)明考慮在PoE系統中使用本文所述的技術，其中通信是僅在4對雙絞線中的2對上啟用。替代地或者或另外，本發(fā)明考慮在具有中跨PSE的PoE系統中使用本文所述的技術?？赡芟Ｍ峁┢渲蠵oE電力被同時經由以太網鏈路的所有4對雙絞線遞送的系統，來例如將所提供的功率增加到高達約60W或更多。如果開發(fā)了這樣的系統，將需要開發(fā)檢測、分類并識別兼容PSE和PD的技術。在這些類型的PoE系統中，檢測、分類和識別機制可以允許兼容的PSE(例如，具有4對PoE能力的PSE)在同時經由所有4對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PoE能力的PD)。替代地或者另外，檢測、分類和識別機制可以允許兼容的PD(例如，具有4對PoE能力的PD)在嘗試同時經由所有4對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PoE能力的PSE或PD可以被稱為3型的設備。如上所述，在一些PoE系統中，通信也可以在少于所有4對雙絞線上啟用，例如僅有4對雙絞線中的2對雙絞線上啟用(例如，在10M、100M和精簡對的千兆系統上)。應當理解，當針對2對操作設計電纜連接性時，只有2對雙絞線連接鏈路伙伴(例如，相互連接的PSE和PD)。因此，4對雙絞線將一個系統(例如，PSE)連接到兩個不同的系統(例如，兩個不同的PD)是可能的。因此，檢測、分類和識別機制能可選地允許鏈路伙伴在經由所有4對雙絞線傳送/接受電力之前確定所有4對雙絞線連接在相同的PSE和PD之間?？蛇x地，檢測、分類和識別機制可以是普遍適用的，從而它可以例如得到諸如中跨PSE設備之類的設備(根據其性質，無法或不參與與PD的數據傳輸)的支持。例如，檢測、分類和識別機制可以可選地在不使用LLDP或用于交換數據的其它類似的機制的情況下實現。替代地或另外，檢測、分類和識別機制可以可選地設計成得到“啞(dumb)”PD(例如不具有更復雜的通信能力的PD)的支持。為了驗證兩組雙絞線(例如，所有4對雙絞線)被連接在鏈路伙伴(例如，相同的3型PSE和3型PD)之間，檢測、分類和識別機制可以在兩組雙絞線之間協調。例如，3型PSE可以應用通常不會由1型或2型設備應用的一系列信號，并且3型PD可以返回對這一系列信號的響應，這些響應正常不會由1型或2型設備返回。這允許鏈路合作伙伴相互驗證其支持3類操作(例如，同時經由所有4對雙絞線提供或接受電力)的能力。應理解，相對于各圖在本文描述的邏輯操作可以：(1)作為運行在計算設備上的程序模塊(即，軟件)或計算機實現的動作的序列來實現，(2)作為計算設備中互連的機器邏輯電路或電路模塊(即，硬件)和/或(3)計算設備的軟件和硬件的組合來實現。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。實現方式是有賴于計算設備的性能和其它要求的選擇問題。據此，在此描述的邏輯操作被不同地稱為操作、結構設備、動作或模塊。這些操作、結構設備、動作和模塊可以用軟固件、專用數字邏輯以及它們的任何組合來實現。還應理解，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?，F在參考圖3，示出了用于驗證具有4對PoE能力的PD和PSE的互連的示例性操作的狀態(tài)機。例如，互連的PSE和PD可選地是圖2中示出的網絡元件202和PD208?？蛇x地，下面描述的狀態(tài)機的一些步驟可以類似于IEEE802.3at標準中定義的2型發(fā)現和分類，這允許與1型和2型設備的向后兼容性。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?？蛇x地，PSE可通過依次跨雙絞線A&B并且隨后是雙絞線C&D施加預定電壓(例如，約2-11V)來執(zhí)行檢測。在303，PD可以提供、指示或返回簽名電阻(例如，大約19-26kΩ)，其可以例如通過測量電流由PSE檢測到。檢測預定簽名電阻提供了兼容的PD被連接的指示。如果沒有檢測到預定的簽名電阻(例如，檢測到的電阻不處于近似范圍內)，不施加PoE電力。但應理解，預定的電壓和簽名電阻僅作為示例，并且可以使用其它的值。在可選地進行檢測后，PSE可通過例如執(zhí)行一個或多個分類事件的序列來進行分類。分類允許PD提供、指示或返回其電力需求，例如，通過當PSE施加較高的電壓由時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階段：分類階段和標記階段。包括分類階段和標記階段的每個循環(huán)(cycle)是一個“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)，并且測量或檢測由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類未實現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在標記階段，PSE可施加標記電壓(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。這也向PD提供了PSE具有增強的PoE功能的指示。應當理解，分類和標記電壓、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或測量第一分類事件。在305，PD可響應于第一分類事件來提供、指示或返回第一預定類電流，這可以由PSE通過測量或檢測第一預定類電流來檢測到。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PD可以通過改變其傳感電阻以消耗36-44mA來返回類＝4。應當理解，返回類＝4是2型的PD的標準行為預期。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可以在第一預定延遲時間段(例如，3ms或任何其它預定固定的時間)期滿之后在雙絞線C&D上執(zhí)行第一分類事件。PD可以檢測或測量第二雙絞線上的第一分類事件。在307，PD可響應于第一分類事件返回第一預定類電流(例如，通過改變其傳感電阻返回類＝4)，這可由PSE通過測量或檢測第一預定類電流來檢測到。類似于上文，PSE隨后可以解碼類電流來確定PD類。應當理解，2型PD(或兩個2型PD)可以被預期為返回Class＝4。在PD響應失敗或以意料之外的類電流(例如，類＝0、1、2或3)做出響應的情況下，PSE可確定PD不是3型PD，即PD不能夠經由所有4對雙絞線接受PoE電力。在這種情況下，PSE可以可選地將該PD作為1型PD或2型PD對待。將類＝4作為第一預定類電流返回只作為示例而提供，并且返回另一預定類值(例如，類＝0、1、2或3)是可能的。還應當理解，第一分類事件可以可選地包括上述的類電壓和/或標記電壓的施加。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”)?？蛇x地，PSE可以在第二預定延遲時間段(例如，6ms或任何其它預定的固定的時間)期滿之后在雙絞線A&B上執(zhí)行第二分類事件，第二預定延遲時間段可以可選地不同于第一預定延遲時間段。PD可以檢測或測量第一雙絞線上的第二分類事件。在309，PD可響應于第二分類事件返回第一預定類電流(例如，通過改變其傳感電阻返回類＝4)，這可由PSE通過測量或檢測第一預定類電流來檢測。類似于上文，PSE可隨后解碼類電流來確定PD類。但應理解，返回類＝4是2型的PD的預期標準行為。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可在第一預定延遲時間段(例如，3ms或任何其它預定固定的時間)期滿之后在雙絞線C&D上執(zhí)行第二分類事件。PD可以檢測或測量第二雙絞線上的第二分類事件。在311，PD可響應于第二分類事件返回第二預定類電流，這可由PSE通過測量或檢測第二預定類電流來檢測到?？蛇x地，第二預定類電流可以不同于第一預定類電流(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響應失敗或以意料之外的類電流(例如，類＝0、2、3、或4)響應的情況下，PSE可確定該PD不是3型PD，即PD為不能夠經由所有4對雙絞線接受PoE電力。在這種情況下，PSE可以可選地將該PD作為1型PD或2型PD對待。將類＝1作為第一預定類電流返回只作為示例而提供，并且返回另一預定類值(例如，除上述第一預定類值以外的類值)是可能的。此外，返回類＝1不是2型設備的預期標準行為。替代地，本公開內容設想3型設備(例如，PSE和PD)可以被配置為根據步驟302-311操作，這有助于相互連接的3型的設備的相互檢測、分類和識別工作。然而，存在連接到一個或更多的PSE的兩個PD可根據步驟302-311獨立地做出響應的可能性。因此，如在下面進一步詳細描述的，圖3中所示的狀態(tài)機的...