[发明专利]用于10GBASE-T以太网的以太网供电

说明书

用于10GBase‑T以太网的以太网供电（PoE）接口包括至少一个通信通道以太网接口，其包括具有用于耦合直流（DC）功率的中心抽头的自耦变压器。自耦变压器和共模扼流圈（一些实施例中的）的环形铁芯的几何形状以及电线绞合、电线分布和电线布线的组合允许通过增加耦合和减少跨电线的电容来最大化直到或大于500MHz的带宽针对10GBase‑T性能，并且导致满足预期的标准的回波和插入损耗以及OCL。

相关申请的交叉引用

这些申请要求于2014年8月20日提交的题为“Winding Methodology for 10 GBTPower Insertion”的美国临时专利申请号62/039,603的优先权，并且其全部内容通过引用并入本文以用于所有目的。

技术领域

本发明大体上涉及以太网供电，并且更具体地涉及在10GBase-T以及10Base-T、100Base-T和1000Base-T以太网网络中的功率的插入。

背景技术

10千兆比特（10GBase-T）以太网是10Base-T、100Base-T和1千兆比特（lGBase-T）以太网之后的最新一代以太网。10GBase-T允许以10,000 Mbps或10 Gbps的速度传递数据。10GBase-T被设计为在广泛可用的CAT 5或CAT 5E双绞线电缆之上运行。CAT 5电缆具有四个双绞线对，其中仅两个被用于10Base-T或100Base-T。为了实现更高的传输速度，lGBase-T和10GBase-T以太网网络使用所有四对双绞线来传输数据。

以太网供电（PoE）是其中除了数据之外电功率也通过以太网电缆布线传递的系统。这使得能够消除单独的电缆仅用于功率使用，有利于单个电缆（例如，经由CAT 5/5E电缆）向诸如无线接入点之类的设备提供数据连接和电功率二者，从而导致在安装成本中的大量节省。消除了针对在受电设备位置处的AC功率和DC变压器的需要。

存在向以太网网络馈送功率的两种不同方式，即，备用对功率和幻像功率。在幻像功率馈送中，电压耦合到携带数据信号的电线对。由于双绞线以太网使用差分信令，所以可以在携带数据的同一电线对上供应功率。在备用对功率馈送中，电压耦合到未使用或备用电线对，即，不携带数据的电线对。备用对功率馈送不适用于lGBase-T或10GBase-T以太网网络，因为所有八个电线对被用于信号传输，即，没有备用对可用。因此，在1千兆比特和10千兆比特PoE网络中使用幻像功率馈送。通过从具有PoE能力的联网设备（PSE）（诸如以太网交换机）内的端跨（endspan）电源或者利用中跨（midspan）电源向每一对施加共模电压来在数据导体上传输功率。端跨基本上是添加了PoE电路的以太网交换机，并且通常用于新的安装中。中跨未集成到交换机中，而是位于它和受电设备（PD）之间。它们通常在将PD（诸如IP电话或无线AP）添加到现有无PoE网络时使用。

以太网供电标准在IEEE 802.3af（2003）和IEEE 802.3at（2009）下定义。原始的IEEE 802.3af标准规定了48VC和直到350mA的供应，使得功率源元件不超过15.4瓦。在电缆中的功率耗散之后，实际递送到PD的功率被限为12.95W。

增加递送到PD的功率是随后开发的PoE标准的主要目标。IEEE 802.3at（也称为PoE+，2009）在PSE处提供直到30W的50-V DC功率。在电缆损耗之后，25.5W被递送到PD。IEEE802.3at添加了lGBase-T，其将所有四个对用于数据传输。在IEEE 802.3af或802.3at中未规定10GBase-T PoE。