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TWI390891B - 乙太網供電方法及系統 - Google Patents

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TWI390891B TW097131283A TW97131283A TWI390891B TW I390891 B TWI390891 B TW I390891B TW 097131283 A TW097131283 A TW 097131283A TW 97131283 A TW97131283 A TW 97131283A TW I390891 B TWI390891 B TW I390891B
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Bailey Stephen
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Description

乙太網供電方法及系統
本發明涉及乙太網供電(Power over Ethernet，縮寫PoE)，更具體地說，涉及一種使用網路簡檔(network profile)向計算設備提供PoE的系統和方法。
IEEE 802.3af和802.3at PoE規範提供了一種架構，用於通過乙太網線纜從供電設備(PSE)向受電設備(PD)傳送電能。PD的類型多種多樣，包括IP電話(VoIP)、無線LAN接入點、藍牙接入點、網路照相機、計算設備等。
計算設備例如攜帶型電腦廣泛應用於多種場合。在這些場合中，若在多種區域例如會議室內部署PoE網路，則其將扮演重要的角色。在這種情況下，用戶使用計算設備的方式將非常靈活，這是因為電能只需通過一條網路連接就可傳送給計算設備。
在向多台計算設備提供PoE支援時遇到的一個挑戰是如何在多台計算設備之間合理的分配電能。不僅因為電源是有限的，而且受硬體部件(內置或外置)、使用模式、用戶行為等因素的影響，不同計算設備的用電量也可能存在較大的差別。
在PoE過程中，首先進行的是有效設備探測。該探測過程用於判斷是否連接到一台有效設備，以此來確保沒有將電能提供給一台不支援PoE的設備。在發現有效的PD之後，PSE可執行功率分類。在傳統的802.3af分配方式中，在1層(Layer1)發現過程之後，每台PD最初將分配到15.4W的功率類別。2層(Layer2)分類引擎可用來對PD設備進行再分類。這種2層分類過程可包含在802.3af、802.3at或適當方案的PoE系統之中。
在一個例子中，分類過程可基於存儲在計算設備中的功率管理資訊來進行。這種設置在本地的功率管理資訊隨後將在2 層上發往PSE，以便可以在PSE中進行供電請求/在PSE中優先進行處理。這種PoE處理方案存在的一個缺陷是其依賴於計算設備上的用戶設置資訊。當IT部門想要向計算設備進行大規模的標準軟體鏡像部署時，這種方式經常會出現問題。因此，需要一種改進方案，以便支援PoE供電請求/優先順序的確定。
本發明提供了一種使用網路簡檔(network profile)向計算設備提供PoE的系統和方法，其在至少一幅附圖中做了充分地描述，並在申請專利範圍中進行了完整的定義。
根據本發明的一個方面，提供了一種乙太網供電方法，包括：通過網路線纜從計算設備接收供電請求，所述計算設備將自定義資訊發往供電設備；向資料庫請求簡檔(profile)，該簡檔與所述計算設備的使用情況相關聯，所述資料庫位於所述計算設備的遠端，所述向資料庫請求簡檔包括發送用戶識別字，其使所述資料庫能識別與所述用戶相關聯的簡檔；確定通過所述網路線纜向所述計算設備傳送的電量，所述確定過程基於向資料庫請求簡檔後收到的資訊，所述收到的資訊包括所述計算設備之用戶資訊。
優選的，所述計算設備為攜帶型計算設備。
優選的，所述向資料庫請求簡檔包括發送設備識別字。
優選的，所述向資料庫請求簡檔包括通過企業內部網向資料庫請求簡檔。
優選的，所述向資料庫請求簡檔發生在通過網路線纜從計算設備接收供電請求之後。
優選的，所述資訊包括設備資訊。
優選的，所述通過網路線纜從計算設備接收供電請求包括通過2層通信接收。
根據本發明的一個方面，提供了一種乙太網供電系統，包括：網路資料庫，其中存儲有用於描述計算設備所使用的乙太 網供電的用電量的多個簡檔，所述多個簡檔包括用於對應的多個所述計算設備的設備簡檔(device profile)以及用於對應的多個用戶的用戶簡檔(user profile)；供電設備，其通過網路線纜與計算設備相連，所述網路線纜用於傳送所述計算設備向所述供電設備發送的供電請求，所述計算設備將自定義資訊發往供電設備，所述供電設備向所述計算設備提供的電量基於所述供電設備從所述網路資料庫中讀取的用戶簡檔之資訊(information)來確定，所述供電設備使用一用戶識別字來存取所述讀取的用戶簡檔。
優選的，所述供電設備在從所述計算設備收到所述供電請求後存取所述網路資料庫。
優選的，所述供電請求通過2層通信接收到。
根據本發明的一個方面，提供了一種乙太網供電方法，包括：從網路資料庫中讀取與計算設備的使用情況相關聯的簡檔，所述網路資料庫位於所述計算設備的遠端，所述計算設備將自定義資訊發往供電設備，其中所述讀取包括通過用戶識別字來讀取；基於所述簡檔來確定供電設備通過網路線纜向所述計算設備傳送的功率位準和優先順序位準。
優選的，所述讀取包括通過設備識別字讀取。
優選的，所述讀取包括由供電設備讀取。
優選的，所述讀取包括由所述計算設備讀取。
下文將詳細描述本發明的各種實施例。儘管本文討論了具體的實現過程，但應明白，這僅限於描述本發明的目的。本領域的技術人員應當理解，在不脫離本發明實質和範圍的情況下，還可使用其他部件和配置。
圖1是依據本發明一較佳實施例的PoE系統的結構示意圖。如圖1所示，PoE系統包括供電設備(PSE)120，其向受電設備(PD)140傳送電量。PSE發送給PD的電能是通過在變壓器的中心抽頭上施加電壓來實現的，該變壓器連接到乙太網線 纜中的發射(TX)線對和接收(RX)線對。通常，TX/RX線對可以是例如但不限於結構佈線中的線對。TX和RX兩個線對能夠支援在乙太網PHY 110和130之間依照10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T、10GBASE-T和/或其他2層PHY技術來傳送資料。
進一步，如圖1所示，PD 140包括PoE模組142。PoE模組142包括一些電子元件，這些元件能夠支援PD 140依照PoE標準如IEEE 802.3af、802.3at、遺留的(legacy)PoE傳輸標準或其他類型的PoE傳輸標準，來與PSE 120進行通信。PD 140還包括脈寬調制(PWM)DC：DC控制器144，其控制功率FET 146，後者向負載150提供恒定的電能。
基於例如IEEE 802.3af標準，PSE 120可向多個PD(為簡化描述，圖1中僅示出一個PD)傳送高達15.4W的功率。另一方面，在IEEE 802.3at規範中，PSE可在2對線纜上向PD提供高達30W的功率，以及在4對線纜上向PD提供高達60W的功率。其他適當的方案甚至能夠向PD提供更高的功率。通常，高功率方案通常受線纜條件的限制。
如上文所述，PSE 120的一個任務是管理提供給PD 140的功率。PD的一個例子是計算設備，如筆記本電腦或其他由軟體控制的設備，例如具備作業系統(OS)的嵌入式設備。通常，計算設備可代表能夠處理PoE通信的2層分組的任何設備，其具有一計算子系統。不同計算設備所需要的電量差別很大，這取決於其所使用的各種內置或外置部件，以及這些部件的運行狀態。這些部件的規格無需是統一的，由不同製造商和部件提供商提供的設備，差別可能很大。電量的使用情況還與計算設備上運行的應用程式密切相關。
連接在企業網路上的計算設備的連接位置往往是不固定的。現在以具有多個乙太網埠以供會議參與者使用的企業會議室為例。在這種會議室場景中，交換機往往具有5~20個埠以供整個會議室使用。在典型的會議室使用方案中，有限的PSE 電源往往被過度使用。這是因為，在典型的使用狀態下，每台計算設備需要13W的功率來將其電池位準維持在穩定狀態，而在給攜帶型計算設備的電池充電時則需要更高的功率。這樣一來，PSE的電量只能支援一部分計算設備，這些計算設備中的每一台都嘗試從PSE中獲取盡可能多的電量。將電量分配給多個相互競爭的計算設備意味著很大的挑戰。面對這種挑戰，最好的辦法是區分不同計算設備所需的功率和優先順序。
圖2是依據本發明一較佳實施例的供電請求和優先順序生成機制的示意圖。如圖2所示，多種功率管理資訊可用於功率需求認定210的輸入。在本實施例中，功率管理資訊可包括通用資訊如用戶參數(例如、管理、工程、市場、管理員、用戶優先順序等)；計算設備參數(例如電池容量、電池壽命、系統狀態、處理器狀態、設備狀態等)；應用參數(例如運行模式、應用負載等)；IT參數(例如計算設備型號、IT策略(IT policy)、性能特徵資料等)；網路參數(例如線纜長度、線纜類型等)。通過使用輸入的這組功率管理資訊，功率需求認定210便可為計算設備生成供電請求和供電優先順序。
在圖2所示的實施例中，可將功率管理資訊的類型分為使用資訊和自定義資訊。在這裏，使用資訊可指代隨用戶發生變化交換的參數。例如，使用資訊可包括系統狀態、運行模式、線纜長度等。另一方面，自定義資訊可指代自定義參數，這些參數不會隨用戶發生變化。例如，自定義參數可包括設備資訊(例如基於型號值(model number)的電池簡檔(battery profile))，用戶資訊(例如用戶優先順序)或其他描述資訊(例如辦公室策略、功率認定演算法等)。
按照慣例，計算設備會將各種類型的功率管理資訊發往PSE，以便認定所需的功率。在一個實施例中，傳送過程可通過2層分組(例如LLDP)來實現。在具體的PoE使用過程中，使用資訊在計算設備上生成，若由PSE執行功率需求認定，則必須將使用資訊發送給PSE。
另一方面，在具體的PoE使用過程中，可不生成自定義資訊，而該資訊是在計算設備配置過程中載入到計算設備中的。這種配置過程所存在的一個問題是將非標準的軟體鏡像(software image)載入到計算設備上。對於IT部門而言，對非標準的軟體鏡像進行管理是一項成本高、耗時長的工作，期間需要對上千台計算設備的軟體進行配置(software rollout)。
本發明的一個特徵就是可在PoE功率需求認定過程中使用自定義資訊，同時仍然使用標準軟體鏡像。在本發明的一個實施例中，自定義資訊存儲在簡檔資料庫中，PoE系統可通過網路(例如企業內部網)來存取該資料庫。圖3描述了這種網路配置的一個示範性實施例。
如圖3所示，PSE 320(可以是交換機的一部分)支援多台PD(PD 310A~310N)。在為PD 310A~310N執行功率需求認定操作時，PSE 320可通過伺服器340存取簡檔資料庫350。伺服器340通過企業內部網330連接到PSE 320。下面參考圖4來描述這種網路配置的用途。
如圖4所示，其中的過程開始於步驟402，PSE 320接收到來自PD的供電請求。在一個實施例中，在測定該PD是一台有效的PoE設備之後，接收該供電請求。如上文所述，該供電請求中可以包含PD收集的使用資訊。
在步驟404，PSE 320在簡檔資料庫350中讀取該用戶和/或PD的簡檔。此時，應注意在收到標準供電請求時無需存取簡檔資料庫。在這種情況下，可在收到升級至標準供電請求時存取該簡檔資料庫。同理，若PSE 320和伺服器340之間不存在連接，則無需存取該簡檔資料庫。在一個實施例中，基於用戶ID和密碼來存取該資料庫。在另一實施例中，基於唯一的識別字例如MAC位址來存取該資料庫。如上文所述，讀取的描述資訊與用戶和/或PD有關。在各種實施例中，可通過2層或3層機制來實現對資料庫的存取。
在一個實施例中，簡檔可包括設備相關資訊例如計算設備 型號、計算設備部件、性能特徵資料、IT策略等。在另一實施例中，該簡檔可包括用戶資訊，例如用戶優先順序、用戶位置、用戶喜好、用戶許可權等。將用戶資訊存儲在網路簡檔而不是計算設備中的一個好處是可在不同計算設備上使用用戶資訊。例如，可在功率需求認定過程中使用網路簡檔中的用戶資訊(例如用戶優先順序)，無論該用戶是在使用其自身計算設備還是借用其他人員的計算設備。
在從簡檔資料庫350中讀取描述資訊後，PSE 320隨後便可在步驟406執行功率需求認定操作。在功率需求認定過程中，PSE 320可考慮從PD讀取的功率管理資訊，以及從簡檔資料庫350中讀取的功率管理資訊。應當明白，特定的確定供電請求/優先順序的過程對應特定的實現方式。最後，當步驟406中的功率需求認定過程結束後，PSE 320便可在步驟408向PD分配電能。
如上文所述，對PD的功率需求認定過程中使用的功率管理資訊可從位於PD遠端的資料庫中讀取。可在PD連接到PSE後的某些時刻開始從資料庫中讀取上述資訊。在上文描述的實施例中，是在PD發送完供電請求後開始從資料庫中讀取上述資訊。在另一實施例中，可在交換機第一次探測到PD時從資料庫中讀取上述資訊。
在一個實施例中，可由計算設備而不是PSE從簡檔資料庫中讀取簡檔。在該實施例中，讀取的簡檔資訊可與其他使用資訊一同包含在計算設備發往PSE的供電請求中。在另一實施例中，PSE可存儲有簡檔資料庫的一個本地副本。
通過閱讀上文描述的具體實施例，上述特徵和本發明的其他特徵對於本領域的技術人員將變得更為清晰。儘管上文描述了本發明的衆多突出特徵，然而在讀完上文之後，對於本領域的技術人員而言，本發明還可衍生出其他實施例，並且可通過其他方式來實現或實施，因此，應當明白，上文描述的實施例不排出這些其他的實施例。此外，還應明白，本文使用的措辭 和術語僅用於描述對本發明進行描述，而不應理解為限定本發明的範圍。
儘管本文已經明確地描述了本發明的各功能和特徵的特殊組合，但是這些特徵和功能的其他組合同樣是可能的。
120‧‧‧供電設備(PSE)
140‧‧‧受電設備(PD)
110、130‧‧‧乙太網PHY
142‧‧‧乙太網供電(Power over Ethernet，縮寫PoE)模組
144‧‧‧脈寬調制(PWM)DC：DC控制器
146‧‧‧控制功率FET
150‧‧‧負載
210‧‧‧功率需求認定
310A~310N‧‧‧受電設備(PD)
320‧‧‧供電設備(PSE)
330‧‧‧企業內部網
340‧‧‧伺服器
350‧‧‧簡檔資料庫
圖1是依據本發明一較佳實施例的PoE系統的結構示意圖；圖2是依據本發明一較佳實施例的供電請求和優先順序生成機制的示意圖；圖3是依據本發明一較佳實施例的網路簡檔存取系統的結構示意圖；圖4是依據本發明一較佳實施例的使用網路簡檔來確定所需電量的過程的流程圖。
本圖為流程圖，無元件符號簡單說明。

Claims (6)

  1. 一種乙太網供電方法，其特徵在於，包括：通過網路線纜從計算設備接收供電請求，所述計算設備將自定義資訊發往供電設備；向資料庫請求簡檔，該簡檔與所述計算設備的使用情況相關聯，所述資料庫位於所述計算設備的遠端，所述向資料庫請求簡檔包括發送用戶識別字，其使所述資料庫能識別與所述用戶相關聯的簡檔；以及確定通過所述網路線纜向所述計算設備傳送的電量，所述確定過程基於向所述資料庫請求簡檔後收到的資訊，所述收到的資訊包括所述計算設備之用戶資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，所述計算設備為攜帶型計算設備。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述向資料庫請求簡檔包括發送設備識別字。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述向資料庫請求簡檔包括通過企業內部網向資料庫請求簡檔。
  5. 一種乙太網供電系統，其特徵在於，包括：網路資料庫，其中存儲有用於描述計算設備所使用的乙太網供電的用電量的多個簡檔，所述多個簡檔包括用於對應的多個所述計算設備的設備簡檔以及用於對應的多個用戶的用戶簡檔；以及供電設備，其通過網路線纜與計算設備相連，所述網路線纜用於傳送所述計算設備向所述供電設備發送的供電請求，所述計算設備將自定義資訊發往供電設備，所述供電設備向所述計算設備提供的電量基於所述供電設備從所述網路資料庫中讀取的用戶簡檔之資訊來確定，所述供電設備使用一用戶識別字來存取所述讀取的用戶簡檔。
  6. 一種乙太網供電方法，其特徵在於，包括：從網路資料庫中讀取與計算設備的使用情況相關聯的簡 檔，所述網路資料庫位於所述計算設備的遠端，所述計算設備將自定義資訊發往供電設備，其中所述讀取包括通過用戶識別字來讀取；基於所述簡檔來確定供電設備通過網路線纜向所述計算設備傳送的功率位準和優先順序位準。
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