DE102012106995B3

DE102012106995B3 - Electronic device for Power-over-Ethernet and process

Info

Publication number: DE102012106995B3
Application number: DE102012106995.6A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Häußermann
Original assignee: Fujitsu Technology Solutions Intellectual Property GmbH
Current assignee: Fujitsu Technology Solutions Intellectual Property GmbH
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-01-30
Anticipated expiration: 2032-08-01
Also published as: WO2014020029A1

Abstract

Es wird ein elektronisches Gerät (10), insbesondere ein Computer, Thin Client oder Zero Client, zum Anschließen an ein Ethernet-Netzwerk und zum Betreiben durch Power-over-Ethernet vorgeschlagen, wobei das elektronische Gerät (10) Folgendes aufweist: – eine Schnittstelle (1) für Power-over-Ethernet, mit der das elektronische Gerät (10) über eine Leitungsstrecke an ein Ethernet-Netzwerk anschließbar ist, wobei das elektronische Gerät (10) sowohl zum Datenaustausch als auch zur Stromversorgung über solch eine Leitungsstrecke eingerichtet ist, – eine Messeinheit (3), mit deren Hilfe über die Schnittstelle (1) der Leistungsverbrauch einer der Schnittstelle (1) vorgeschalteten, externen Leitungsstrecke ermittelbar ist, und – eine Steuereinheit (5), die einen unter Power-over-Ethernet maximal zulässigen Leistungsverbrauch (Pmax) des elektronischen Geräts (10) in Abhängigkeit von dem ermittelten Leistungsverbrauch der externen Leitungsstrecke festlegt und die Einhaltung des so festgelegten maximal zulässigen Leistungsverbrauchs (Pmax) des elektronischen Geräts (10) überwacht.An electronic device (10), in particular a computer, thin client or zero client, is proposed for connection to an Ethernet network and for operation via Power-over-Ethernet, the electronic device (10) having the following: - an interface (1) for Power-over-Ethernet, with which the electronic device (10) can be connected to an Ethernet network via a line section, the electronic device (10) being set up both for data exchange and for power supply via such a line section, - a measuring unit (3), with the aid of which the power consumption of an external line section connected upstream of the interface (1) can be determined via the interface (1), and - a control unit (5) which provides a maximum power consumption permitted under Power-over-Ethernet (Pmax) of the electronic device (10) as a function of the determined power consumption of the external line route and compliance with the ma ximal permissible power consumption (Pmax) of the electronic device (10) monitored.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät zum Anschließen an ein Ethernet-Netzwerk und zum Betreiben durch Power-over-Ethernet. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines solchen elektronischen Geräts. Das elektronische Gerät kann beispielsweise ein PC, ein Laptop oder ein sonstiger Computer sein, der einen eigenen Arbeits- und/oder Festplattenspeicher und ggfs. auch Laufwerke für auslesbare Medien, etwa DVD/CD-Laufwerke oder optische Laufwerke aufweist. Das elektronische Gerät kann alternativ ein Thin Client oder Zero Client sein, der ohne eigenen Arbeits- und Festplattenspeicher und ohne eigene Laufwerke auskommt und dafür auf entsprechende Ressourcen des Ethernet-Netzwerks zurückgreift, beispielsweise um das Betriebssystem oder die Software für seinen eigenen Betrieb aus dem Ethernet-Netzwerk abzurufen.The invention relates to an electronic device for connection to an Ethernet network and for operation by Power-over-Ethernet. The invention further relates to a method for operating such an electronic device. The electronic device can be, for example, a PC, a laptop or another computer, which has its own working and / or hard disk space and, if necessary, also drives for readable media, such as DVD / CD drives or optical drives. Alternatively, the electronic device can be a Thin Client or Zero Client, which does not need its own working and hard disk space and drives of its own and uses resources from the Ethernet network, such as the operating system or the software for its own operation from the Ethernet Network.

Das elektronische Gerät ist insbesondere ein für Power-over-Ethernet bestimmtes Gerät, das über das Ethernet-Netzwerk nicht nur Daten austauscht, sondern über das Netzwerk auch mit Strom versorgt wird. Das elektronische Gerät kann insbesondere für eine der Power-over-Ethernet-Spezifikationen IEEE 802.3 af (”PoE”) oder IEEE 802.3 at (”PoE+”) konfiguriert sein. Diese Standards von Power-over-Ethernet sehen vor, dass zwei (oder auch alle vier) Leitungspaare des Ethernet-Kabels zur Spannungsversorgung verwendet bzw. mit verwendet werden; ein separates Netzkabel zur Stromversorgung des elektronischen Geräts entfällt.In particular, the electronic device is a device intended for Power-over-Ethernet, which not only exchanges data via the Ethernet network, but is also supplied with power via the network. In particular, the electronic device may be configured for one of the IEEE 802.3 af ("PoE") or IEEE 802.3 at ("PoE +") Power over Ethernet specifications. These Power over Ethernet standards require that two (or all four) pairs of Ethernet cable wires be used for power; a separate power cord for powering the electronic device is eliminated.

Unter Power-over-Ethernet ist die elektrische Leistung, die das Netzwerk den Verbrauchern, d. h. elektronischen Geräten (Endgeräten) zur Verfügung stellt, standardmäßig begrenzt, und zwar auf etwa 15,5 W unter PoE und auf etwa 30 W unter PoE+. Wird dieser Standardwert des Leistungsverbrauchs überschritten, schaltet der Switch oder Midspan das an ihn angeschlossene elektronische Gerät ab. Geräte für Power-over-Ethernet müssen daher ihren eigenen Leistungsverbrauch so steuern, dass der netzwerkseitige Standardwert des maximal zulässigen Leistungsverbrauchs nie überschritten wird. Hierzu können die Geräte beispielsweise einige ihrer eigenen Komponenten (etwa interne Leistungsverbraucher oder Schnittstellen) vorübergehend abschalten.Under Power over Ethernet, the electrical power that the network provides to consumers, i. H. electronic equipment (terminals), limited by default, to about 15.5 W under PoE and about 30 W below PoE +. If this default power consumption is exceeded, the switch or midspan will shut down the electronic device connected to it. Devices for Power over Ethernet must therefore control their own power consumption so that the network-side default value of the maximum allowable power consumption is never exceeded. For example, the devices may temporarily disable some of their own components (such as internal power consumers or interfaces).

Als tatsächliche, geräteintern überwachte Obergrenze für den maximal zulässigen Leistungsverbrauch elektronischer Endgeräte unter Power-over-Ethernet wird bislang geräteunabhängig und herstellerübergreifend weithin eine Obergrenze akzeptiert, die um einige Watt niedriger ist als der durch den Midspan überwachte Standardwert. Die Differenz zwischen beiden Werten ist dadurch bedingt, dass auch die Leitungsstrecke zwischen Midspan und Endgerät, d. h. das Power-over-Ethernet-Kabel aufgrund des eigenen ohmschen Widerstands selbst elektrische Leistung verbraucht. Die Höhe dieses nicht nutzbaren Leistungsverbrauchs hängt von der Länge des Ethernet-Kabels ab.As an actual, device-monitored upper limit for the maximum allowable power consumption of electronic devices under Power-over-Ethernet device-independent and cross-manufacturer widely accepted a cap that is a few watts lower than the monitored by the midspan standard value. The difference between the two values is due to the fact that also the line route between midspan and terminal, d. H. the power over ethernet cable itself consumes electrical power due to its own ohmic resistance. The amount of this unusable power consumption depends on the length of the Ethernet cable.

Um elektronische Geräte für Power-over-Ethernet herstellerseitig unabhängig von der Länge des später eingesetzten Ethernet-Kabels konstruieren zu können, legt man herkömmlich für das Ethernet-Kabel einen hohen, auch unter ungünstigen Umständen noch ausreichenden Wert für den Leitungsverlust des Kabels (basierend auf 100 m Kabellänge) zugrunde; das elektronische Gerät überwacht dann eine um diesen Betrag verringerte Obergrenze als Grenzwert des eigenen, maximal zulässigen Leistungsverbrauchs. Unter PoE+ beispielsweise ist der allgemein akzeptierte Grenzwert für die zu überwachte maximale Leistung des Endgeräts um ca. 4,5 W niedriger als die netzwerkseitig bereitgestellte Leistung von etwa 30 W und beträgt somit etwa 25,5 W, und unter PoE beträgt der Grenzwert für die maximale Leistungsaufnahme des Endgeräts etwa 13 W.In order to be able to design electronic devices for Power-over-Ethernet independently of the length of the later used Ethernet cable, it is customary for the Ethernet cable to have a high value, even under unfavorable circumstances, for the cable loss of the cable (based on 100 m cable length); the electronic device then monitors an upper limit reduced by this amount as the limit of its own maximum allowable power consumption. For example, under PoE +, the generally accepted maximum power limit of the terminal to be monitored is approximately 4.5W lower than the network provided power of approximately 30W, and is thus approximately 25.5W, and below PoE is the limit for the maximum power consumption of the device about 13 W.

GB 2448971 A zeigt ein elektronisches Gerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1; das elektronische Gerät weist eine Schnittstelle für Power-over-Ethernet, eine Messeinheit und eine Steuereinheit auf. GB 2448971 A shows an electronic device according to the preamble of claim 1; The electronic device has an interface for Power-over-Ethernet, a measuring unit and a control unit.

DE 19938123 C2 zeigt ein Verfahren, bei dem eine zentrale Netzwerkkomponente die zwischen ihr und anderen, über Leitungen angeschlossenen dezentralen Netzwerkkomponenten entstehenden Leitungsverluste misst, um den Energieverbrauch zu verwalten. DE 19938123 C2 FIG. 10 illustrates a method in which a central network component measures the line losses incurred between it and other remote network components connected via lines to manage power consumption.

US 2008/0164890 A1 zeigt die Verwendung eines Teststromgenerators im Zusammenhang mit Leitungsverlusten zwischen einer Spannungsquelle und einem zu betreibenden elektronischen Gerät. US 2008/0164890 A1 shows the use of a test current generator in connection with line losses between a voltage source and an electronic device to be operated.

US 2008/0315682 A1 zeigt ein elektronisches Gerät für Power-over-Ethernet, das für längere Verbindungsleitungen als standardmäßig üblich bestimmt ist. US 2008/0315682 A1 shows an electronic device for Power-over-Ethernet, which is intended for longer connecting lines than standard.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein elektronisches Gerät für Power-over-Ethernet bereitzustellen, das unter Power-over-Ethernet mit einem höheren Leistungsverbrauch zuverlässig betreibbar ist, ohne dass die Gefahr einer unerwünschten Abschaltung des Geräts durch das Netzwerk besteht.It is the object of the invention to provide an electronic device for Power-over-Ethernet, which can be reliably operated under Power-over-Ethernet with a higher power consumption, without the risk of unwanted shutdown of the device through the network.

Diese Aufgabe wird durch ein elektronisches Gerät gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 15 gelöst. Das Gerät gemäß Anspruch 1 besitzt eine Messeinheit, die mit der Schnittstelle verbunden ist und es ermöglicht, über die Schnittstelle den elektrischen Leistungsverbrauch einer der Schnittstelle vorgeschalteten, externen Leitungsstrecke zu messen.This object is achieved by an electronic device according to claim 1 and by a method according to claim 15. The device according to claim 1 has a measuring unit which is connected to the interface and makes it possible, via the interface, the electrical power consumption one of the interface upstream to measure the external line route.

Die Messeinheit führt hierzu eine Messung aus, um die Verlustleistung der externen Leitungsstrecke (d. h. des extern vorgeschalteten Ethernet-Kabels) zu bestimmen. Erfindungsgemäß erzeugt hierzu ein Teststromgenerator des elektronischen Geräts einen Teststrom, und eine Speichereinheit speichert den ermittelten Leistungsverbrauch der Leitungsstrecke, an die das elektronische Gerät angeschlossen ist, und/oder einen daraus berechneten Wert für den maximal zulässigen Leistungsverbrauch des elektronischen Geräts. Das elektronische Gerät überwacht ferner – anders als bei einem herkömmlichen Endgerät – nicht nur seinen eigenen Leistungsverbrauch, sondern auch denjenigen des Kabels, an das es angeschlossen ist. Den maximal zulässigen Leistungsverbrauch des elektronischen Geräts selbst legt dessen Steuereinheit fest, und zwar in Abhängigkeit von dem ermittelten Leistungsverbrauch des externen Ethernet-Kabels. Dadurch ist der Leistungsverbrauch des elektronischen Geräts nicht mehr durch einen wie bisher statischen Wert begrenzt, sondern dynamisch und in Abhängigkeit vom tatsächlichen Leistungsverlust des Anschlusskabels optimierbar. Insbesondere lässt sich nun ermitteln, ob und um welchen Differenzbetrag die tatsächliche Verlustleistung des vorgeschalteten Ethernet-Kabels geringer ist als der gemeinhin pauschal zugrunde gelegte Verlustwert für das Kabel, und der Grenzwert für den maximal zulässigen Leistungsverbrauch des elektronischen Geräts selbst lässt sich um diesen Differenzbetrag der Leistung erhöhen, wobei die Steuereinheit die Einhaltung des von ihr festgelegten maximal zulässigen Leistungsverbrauchs des elektronischen Geräts überwacht. Das hier beschriebene elektronische Gerät steuert sich selbst dadurch so, dass es eine höhere Leistung als ein herkömmliches Endgerät für Power-over-Ethernet aufnehmen kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Netzwerk die Stromversorgung des Geräts wegen zu hoher Leistungsaufnahme abschaltet.The measuring unit carries out a measurement to determine the power loss of the external line (that is, the externally connected Ethernet cable). According to the invention, a test current generator of the electronic device generates a test current for this purpose, and a memory unit stores the determined power consumption of the line path to which the electronic device is connected and / or a value calculated therefrom for the maximum permissible power consumption of the electronic device. The electronic device also monitors - unlike a conventional terminal - not only its own power consumption, but also those of the cable to which it is connected. The maximum allowable power consumption of the electronic device itself determines its control unit, depending on the determined power consumption of the external Ethernet cable. As a result, the power consumption of the electronic device is no longer limited by a static value as hitherto, but can be optimized dynamically and in dependence on the actual power loss of the connecting cable. In particular, it is now possible to determine whether and by what difference the actual power loss of the upstream Ethernet cable is less than the generally assumed loss value for the cable, and the limit for the maximum allowable power consumption of the electronic device itself can be subtracted by this difference Increase performance, with the control unit monitoring compliance with the maximum allowable power consumption of the electronic device. The electronic device described here controls itself so that it can accommodate a higher power than a conventional terminal for Power over Ethernet, without the risk that the network switches off the power supply of the device because of high power consumption.

Einige Ausführungsbeispiele werden nachstehend exemplarisch mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:Some embodiments will be described below by way of example with reference to the figures. Show it:

1 ein elektronisches Gerät gemäß einer Ausführungsform, das an ein Ethernet-Netzwerk angeschlossen ist, 1 an electronic device according to an embodiment connected to an Ethernet network,

2 eine konkretisierte Ausführungsform des elektronischen Geräts aus 1, 2 a concretized embodiment of the electronic device 1 .

3 eine beispielhafte Ausführungsform des elektronischen Geräts hinsichtlich der Messeinheit und 3 an exemplary embodiment of the electronic device with respect to the measuring unit and

4 einen exemplarischen zeitlichen Verlauf der durch das elektronische Gerät festgelegten Obergrenze des eigenen, maximal zulässigen Leistungsverbrauchs. 4 an exemplary time course of the set by the electronic device upper limit of their own maximum power consumption.

1 zeigt schematisch ein elektronisches Gerät 10, das über eine Leitungsstrecke 2 an ein Ethernet-Netzwerk 20 bzw. eine Netzwerkkomponente 20a (etwa einen Midspan oder einen Switch) angeschlossen ist. Die Leitungsstrecke 2 stellt ein Ethernet-Kabel dar, das zur Datenübertragung und zugleich zur Stromversorgung des elektronischen Geräts 10 durch Power-over-Ethernet dient (üblicherweise ein RJ45-Kabel). An diese Leitungsstrecke ist das elektronische Gerät 10 über seine Schnittstelle 1 angeschlossen bzw. anschließbar. Das elektronische Gerät 10 ist beispielsweise ein Laptop oder sonstiger Computer, ein Thin Client oder ein Zero Client. Gemäß dieser Anmeldung weist das elektronische Gerät 10 eine Messeinheit 3 und eine Steuereinheit 5 auf; beide können wahlweise als getrennte Einheiten oder als Teilbereiche einer einzigen, zusammenhängenden Schaltungseinheit vorliegen. 1 schematically shows an electronic device 10 that over a pipe line 2 to an Ethernet network 20 or a network component 20a (such as a midspan or a switch) is connected. The line route 2 represents an Ethernet cable that is used for data transmission and at the same time for the power supply of the electronic device 10 through Power over Ethernet (usually an RJ45 cable). To this line is the electronic device 10 over its interface 1 connected or connectable. The electronic device 10 is for example a laptop or other computer, a thin client or a zero client. According to this application, the electronic device 10 a measurement unit 3 and a control unit 5 on; both may optionally be present as separate entities or as subregions of a single contiguous circuitry entity.

2 zeigt eine konkretisierte Ausführungsform des elektronischen Geräts 10, bei dem innerhalb der Messeinheit 3 eine Recheneinheit 7 zur Errechnung des externen Leistungsverbrauchs Pext vorgesehen ist. Die Recheneinheit 7 kann ebenso auch in der Steuereinheit 5 enthalten sein oder als eigenständige Einheit vorhanden sein. Gemäß 2 ist in der Steuereinheit 5 eine Speichereinheit 9 vorgesehen, in der wie dargestellt der maximal zulässige Leistungsverbrauch Pmax des elektronischen Geräts 10 (oder alternativ oder zusätzlich der ermittelte externe Leistungsverbrauch Pext) speicherbar ist. Die Speichereinheit 9 kann auch außerhalb der Steuereinheit angeordnet sein. Die Einheiten 3, 5, 7 und/oder 9 können im Mikrocontroller 15 des elektronischen Geräts 10 enthalten sein. In 2 sind ferner interne Leistungsverbraucher 17 des elektronischen Geräts 10 sowie Schnittstellen 16 (etwa für USB) dargestellt, die erforderlichenfalls vorübergehend abschaltbar oder mit verminderter Leistung betreibbar sind, um der Gefahr einer Überschreitung des zulässigen gesamten Leistungsverbrauchs des elektronischen Geräts 10 und der vorgeschalteten Leitungsstrecke 2 vorzubeugen. 2 shows a more concrete embodiment of the electronic device 10 in which within the measuring unit 3 an arithmetic unit 7 intended to calculate the external power consumption of Pext. The arithmetic unit 7 can also be in the control unit 5 be contained or be present as an independent entity. According to 2 is in the control unit 5 a storage unit 9 provided, as shown, the maximum allowable power consumption Pmax of the electronic device 10 (Alternatively or additionally, the determined external power consumption Pext) can be stored. The storage unit 9 can also be arranged outside the control unit. The units 3 . 5 . 7 and or 9 can in the microcontroller 15 of the electronic device 10 be included. In 2 are also internal consumers of performance 17 of the electronic device 10 as well as interfaces 16 (for example for USB), which may be temporarily switched off or operated at reduced power if necessary, in order to avoid the risk of exceeding the total permissible power consumption of the electronic device 10 and the upstream line route 2 submissions.

3 zeigt eine näher konkretisierte, beispielhafte Ausführungsform, bei der schaltungstechnische Einzelheiten der Messeinheit 3 des elektronischen Geräts 10 dargestellt sind. Im Bereich der Schnittstelle 1 sind acht Anschlüsse 1a, 1b, ..., 1h dargestellt, die beim Anstecken an ein Power-over-Ethernet-Kabel (Leitungsstrecke 2) mit dessen acht Leitungsadern 2a, 2b, ..., 2h verbunden werden. Je zwei Leitungsadern bilden ein Leitungspaar (bzw. Leitungsaderpaar). Das Netzwerk 20 bzw. die Netzwerkkomponente (z. B. ein Midspan), an die das elektronische Gerät 10 über das Ethernet-Kabel angeschlossen wird, bildet die Spannungsquelle zum Bereitstellen der Versorgungsspannung Uext (Gleichspannung). Im rein schematischen Beispiel der 3 wird die Versorgungsspannung Uext zumindest auf die beiden Leitungsadern 2a, 2h gegeben; die übrigen Leitungsadern sind nur abschnittweise angedeutet. In der Praxis wird jedes der beiden Potentiale der Versorgungsspannung über jeweils ein eigenes Leitungspaar bzw. Leitungsaderpaar zugeführt. Es können auch jeweils zwei Leitungspaare für jedes der beiden Potentiale verwendet werden. 3 shows a more detailed, exemplary embodiment, in the circuitry details of the measuring unit 3 of the electronic device 10 are shown. In the area of the interface 1 are eight connections 1a . 1b , ..., 1h shown when plugged into a power over ethernet cable (line route 2 ) with its eight leads 2a . 2 B , ..., 2h get connected. Two conductor cores each form a line pair (or line conductor pair). The network 20 or the network component (eg a midspan) to which the electronic device 10 is connected via the Ethernet cable, the voltage source for providing the supply voltage Uext (DC voltage). In the purely schematic example of 3 is the supply voltage Uext at least on the two wires 2a . 2h given; the remaining leads are only indicated in sections. In practice, each of the two potentials of the supply voltage via its own pair of wires or line pair is supplied. It is also possible to use two pairs of lines for each of the two potentials.

Unabhängig von der konkreten tatsächlichen Ausführung jedoch werden nachstehend mit Bezug auf 3 (der einfacheren Darstellung wegen) nur die Leitungsadern 2a (für das erste Potential der Versorgungsspannung) und 2h (für dessen zweites Potential) betrachtet, über welche die Versorgungsspannung mindestens übertragen wird. Die übrigen Leitungsadern können in gleicher Weise wie die Leitungsadern 1a bzw. 1h mit der Spannungsquelle des Netzwerks 20 und der Schnittstelle 1 des elektronischen Geräts 10 verbunden und/oder innerhalb des elektronischen Geräts 10 weiterführend verschaltet sein.Regardless of the concrete actual execution, however, below with reference to 3 (for the sake of simplicity) only the wires 2a (for the first potential of the supply voltage) and 2h considered (for its second potential) over which the supply voltage is at least transmitted. The remaining cable cores can be used in the same way as the cable cores 1a respectively. 1h with the voltage source of the network 20 and the interface 1 of the electronic device 10 connected and / or within the electronic device 10 be connected further.

Die beiden Leitungsadern 2a, 2h sind über entsprechende Kontaktanschlüsse der Schnittstelle 1 (hier etwa Anschlüsse 1a und 1h) mit zwei Leitungen der Messeinheit 3 verbunden, nämlich mit einer ersten Leitung 11 und einer zweiten Leitung 12. Zwischen beide Leitungen 11, 12 ist ein Teststromgenerator 4 zwischengeschaltet, mit dem ein Teststrom It (ebenfalls ein Gleichstrom) erzeugbar ist. Der in der Messeinheit 3 erzeugte Teststrom fließt über die erste Leitung 11 und die zweite Leitung 12 sowie über die angeschlossenen Leitungsadern 2a, 2h des Ethernet-Kabels bzw. der Leitungsstrecke 2 bis hin zur Spannungsquelle, die die Versorgungsspannung Uext bereitstellt. Die Leitungen 11, 12 und der Teststromgenerator 4 sind Teil einer Messschaltung der Messeinheit 3; sie sind zusätzlich zu sonstigen, in 3 nicht dargestellten Leitungen vorgesehen, die im elektronischen Gerät 10 von den acht Kontaktanschlüssen 1a, 1b, ..., 1h der Schnittstelle 1 wegführen.The two wires 2a . 2h are via corresponding contact terminals of the interface 1 (here about connections 1a and 1h ) with two leads of the measuring unit 3 connected, namely with a first line 11 and a second line 12 , Between both lines 11 . 12 is a test current generator 4 between, with which a test current It (also a direct current) can be generated. The one in the measurement unit 3 generated test current flows through the first line 11 and the second line 12 as well as via the connected cable cores 2a . 2h of the Ethernet cable or line 2 up to the voltage source, which provides the supply voltage Uext. The wires 11 . 12 and the test current generator 4 are part of a measuring circuit of the measuring unit 3 ; they are in addition to other, in 3 Not shown lines provided in the electronic device 10 from the eight contact connections 1a . 1b , ..., 1h the interface 1 lead away.

Infolge des der Versorgungsspannung Uext überlagerten Teststroms It (bzw. der dadurch hervorgerufenen Spannungsänderung) verändert sich die zwischen den Leitungen 11, 12 bestehende Spannung gegenüber demjenigen Spannungswert, der ohne Teststrom zwischen diesen beiden Leitungen herrscht. Die Leitungsadern 2a, 2h der externen Leitungsstrecke 2 stellen jeweils einen ohmschen Widerstand R dar, dessen Größe zunächst unbekannt ist – ebenso wie der Leistungsverbrauch bzw. Leistungsverlust entlang dieser Leitungsadern 2a, 2h. Die in 3 dargestellte Schaltung der Messeinheit 3 ermöglicht jedoch, diese unbekannten Größen zu berechnen und insbesondere den Leistungsverbrauch Pext der externen Leitungsstrecke 2 zu bestimmen.As a result of the test current It (or the voltage change caused thereby) superimposed on the supply voltage Uext, the voltage between the lines changes 11 . 12 existing voltage compared to that voltage value, which prevails without test current between these two lines. The wires 2a . 2h the external line 2 each represent an ohmic resistance R whose size is initially unknown - as well as the power consumption and power loss along these wires 2a . 2h , In the 3 illustrated circuit of the measuring unit 3 however, allows to calculate these unknown quantities and in particular the power consumption Pext of the external line 2 to determine.

Hierzu ist in der Messeinheit 3 weiterhin ein Spannungsmesser 6 vorgesehen, der an die erste Leitung 11 und die zweite Leitung 12 angeschlossen ist. Der Spannungsmesser 6 ist parallel zum Teststromgenerator 4 zwischen beide Leitungen 11, 12 geschaltet und misst die tatsächlich auftretende (und infolge des Teststroms veränderte) Spannung zwischen den Leitungen 11, 12. Da die Stärke des Teststroms It und die mit Hilfe des Spannungsmessers 6 gemessene Spannungsänderung somit bekannt sind, lässt sich aus ihnen die Leistung berechnen, die entlang der externen Leitungsstrecke 2 verbraucht wird. Dabei ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle, die die Versorgungsspannung Uext liefert, gegenüber dem ohmschen Widerstand R entlang der Leitungsadern 2a, 2h vernachlässigbar.This is in the measuring unit 3 still a voltmeter 6 provided to the first line 11 and the second line 12 connected. The voltmeter 6 is parallel to the test current generator 4 between both lines 11 . 12 switches and measures the actually occurring (and as a result of the test current changed) voltage between the lines 11 . 12 , Because the strength of the test current It and the with the help of the voltmeter 6 measured voltage change are thus known, it can be calculated from them the power, along the external line route 2 is consumed. In this case, the internal resistance of the voltage source which supplies the supply voltage Uext is opposite the ohmic resistance R along the line conductors 2a . 2h negligible.

3 zeigt weiterhin zwei Dioden 21, 22; sie sind nicht notwendigerweise Bestandteil der Messeinheit 3, sondern vorzugsweise im Bereich der Schnittstelle 1 der ersten Leitung 11 und der zweiten Leitung 12 (sowie allen anderen von den Kontaktanschlüssen 1a, 1h weiterführenden Leitungen) vorgeschaltet. Die Dioden 21, 22 dienen insbesondere dazu, um bei Verwendung von Crossover-Kabeln die richtige Polung sicherzustellen. 3 also shows two diodes 21 . 22 ; they are not necessarily part of the measurement unit 3 but preferably in the area of the interface 1 the first line 11 and the second line 12 (as well as all others of the contact connections 1a . 1h continuing lines) upstream. The diodes 21 . 22 especially to ensure the correct polarity when using crossover cables.

Zur Ermittlung des Leistungsverbrauchs der externen Leitungsstrecke kann der Teststromgenerator 4 insbesondere so konfiguriert sein, dass er nacheinander oder jedenfalls zu unterschiedlichen Zeiten zwei unterschiedlich hohe Testströme It1, It2 erzeugt (inkrementelle Messung). Deren Stromstärken I1, I2 betragen beispielsweise 300 mA und 100 mA, werden jedenfalls ausreichend klein gewählt, dass sich bei den beiden Spannungsmessungen mit Hilfe des Spannungsmessers 6 zwei möglichst weit auseinanderliegende Messwerte (gemäß dem Verlauf der Diodenkennlinie der beiden Dioden 21, 22) für die jeweilige Spannungsänderung zwischen der ersten Leitung 11 und der zweiten Leitung 12 ergeben.To determine the power consumption of the external line route, the test current generator 4 in particular be configured so that it generates successively or at least at different times two different test currents It1, It2 (incremental measurement). Their current strengths I1, I2 are, for example, 300 mA and 100 mA, in any case are chosen sufficiently small that in the two voltage measurements using the voltmeter 6 two as far apart measured values (according to the course of the diode characteristic of the two diodes 21 . 22 ) for the respective voltage change between the first line 11 and the second line 12 result.

4 zeigt schematisch ein Beispiel für die Höhe und den zeitlichen Verlauf des vom elektronischen Gerät 10 überwachten Grenzwerts seines eigenen, maximal zulässigen Leistungsverbrauchs Pmax. Gemäß dem Standard PoE+ beispielsweise wird durch das Netzwerk 20 bzw. dessen Midspan 20a die Einhaltung eines Standardwertes Ps von 30 W als absolute Obergrenze für den tatsächlichen, gemeinsamen Leistungsverbrauch des elektronischen Geräts 10 und des vorgeschalteten Ethernet-Kabels 2 überwacht; diese Obergrenze (von 30 W bei PoE+) entspricht der Einspeiseleistung des Midspan. Ein herkömmliches elektronisches Gerät würde den eigenen Leistungsverbrauch – unabhängig von der tatsächlichen Länge des vorgeschalteten Ethernet-Kabels – auf den weithin akzeptierten Wert G (in Höhe von 25,5 W für PoE+) beschränken und keinen höheren eigenen Leistungsverbrauch zulassen. 4 schematically shows an example of the height and the time course of the electronic device 10 monitored limit of its own maximum allowable power consumption Pmax. For example, according to the standard PoE +, the network 20 or its midspan 20a compliance with a standard value Ps of 30 W as the absolute upper limit for the actual, common power consumption of the electronic device 10 and the upstream Ethernet cable 2 supervised; this upper limit (of 30 W at PoE +) corresponds to the feed-in power of the midspan. A conventional electronic device would limit its own power consumption - regardless of the actual length of the upstream Ethernet cable - to the widely accepted value G (of 25.5 W for PoE +) and would not allow higher power consumption.

Das hier beschriebene elektronische Gerät 10 jedoch begrenzt den eigenen Leistungsverbrauch Pmax direkt nach dem Einschalten zum Zeitpunkt t1 allenfalls kurzzeitig, etwa für die Dauer der Messung des tatsächlichen Kabelwiderstandes R bzw. der Ermittlung des tatsächlichen Leistungsverbrauchs Pext des Ethernet-Kabels 2, auf einen solchen Wert, ermittelt und überwacht danach aber denjenigen Grenzwert für den maximal zulässigen Leistungsverbrauch des elektronischen Geräts 10, der sich aus der Messung bzw. anschließenden Berechnung ergibt. Wird beispielsweise im Rahmen der Messung (etwa durch Anlegen zweier unterschiedlich hoher Testströme It1, It2 und jeweilige Messung der Spannungsänderung (eines ersten Spannungswertes U1 und eines zweiten Spannungswertes U2 jeweils zwischen den Leitungen 11, 12) ein externer Leistungsverbrauch Pext des Ethernet-Kabels in Höhe von 2 W ermittelt, so legt das elektronische Gerät 10 den Differenzwert zwischen Ps und Pext (in diesem Fall in Höhe von 28 W) als Wert für den maximal zulässigen (eigenen) Leistungsverbrauch fest und überwacht diesen Wert ab dem Zeitpunkt t2 so lange, wie das elektronische Gerät an das Netzwerk angeschlossen bleibt und benutzt wird. Gegenüber einem herkömmlichen Computer, Thin Client oder Zero Client entsteht so eine zusätzliche Leistungsreserve (im obigen Rechenbeispiel beträgt sie 2,5 W), die hiermit unter Power-over-Ethernet nutzbar gemacht wird, ohne dass eine Gefahr der (unbeabsichtigten) Abschaltung des Geräts durch das Netzwerk entsteht. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise in Situationen, wo herkömmlich die geräteinterne Leistung verringert werden muss, zusätzliche interne Leistungsverbraucher oder USB-Schnittstellen des Geräts 10 betreiben. Der in der Speichereinheit 7 fortan gespeicherte Wert Pmax wird vorzugsweise beim nächsten (absichtlichten, vom Benutzer veranlassten) Ausschalten des Geräts gelöscht und bei jedem Einschalten des Geräts erneut ermittelt.The electronic device described here 10 however, limits its own power consumption Pmax directly after switching on at time t1 at most briefly, for example for the duration of the measurement of the actual cable resistance R or the determination of the actual power consumption Pext of the Ethernet cable 2 , to such a value, but then determines and monitors the limit for the maximum allowable power consumption of the electronic device 10 which results from the measurement or subsequent calculation. For example, in the context of the measurement (for example, by applying two differently high test currents It1, It2 and respective measurement of the voltage change (a first voltage value U1 and a second voltage value U2 respectively between the lines 11 . 12 ) determines an external power consumption Pext of the Ethernet cable in the amount of 2 W, so sets the electronic device 10 determine the difference value between Ps and Pext (in this case 28 W) as the maximum allowable (own) power consumption value and monitor this value from time t2 as long as the electronic device remains connected to the network and is used , Compared to a conventional computer, thin client or zero client, this creates an additional power reserve (in the above example, it is 2.5 W), which is hereby made available under Power-over-Ethernet, without any risk of (unintentional) shutdown of the device created by the network. In this way, for example, in situations where conventional in-house performance must be reduced, additional internal power consumers or USB interfaces of the device can be used 10 operate. The one in the storage unit 7 henceforth stored value Pmax is preferably cleared on the next (intentional, user-prompted) turn-off of the device and reassessed each time the device is turned on.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Schnittstelleinterface
1a, 1b, ..., 1h1a, 1b, ..., 1h: KontaktanschlussContact Termination
22: Leitungsstreckeline route
2a, 2b, ..., 2h2a, 2b, ..., 2h: Leitungsadercable core
33: Messeinheitmeasuring unit
44: TeststromgeneratorTest Generator
55: Steuereinheitcontrol unit
66: Spannungsmesservoltmeter
77: Recheneinheitcomputer unit
99: Speichereinheitstorage unit
1010: elektronisches Gerätelectronic device
1111: erste Leitungfirst line
1212: zweite Leitungsecond line
1515: Mikrocontrollermicrocontroller
1616: weitere Schnittstellenfurther interfaces
1717: Leistungsverbraucherpower consumers
2020: Netzwerknetwork
20a20a: NetzwerkkomponenteNetwork component
21, 2221, 22: Diodediode
GG: oberer Grenzwertupper limit
ItIt: Teststromtest current
It1it1: erster Teststromfirst test current
It2it2: zweiter Teststromsecond test current
PP: tatsächlicher Leistungsverbrauchactual power consumption
Pextpext: ermittelter Leistungsverbrauchdetermined power consumption
PmaxPmax: maximal zulässiger Leistungsverbrauchmaximum allowable power consumption
Psps: Standardwertdefault value
RR: Widerstandresistance
tt: ZeitTime
t1, t2t1, t2: Zeitpunkttime
UU: Spannungtension
U1U1: erster Spannungswertfirst voltage value
U2U2: zweiter Spannungswertsecond voltage value
UextU ext: Versorgungsspannungsupply voltage

Claims

Electronic device ( 10 ) for connection to an Ethernet network and for operation via Power-over-Ethernet, wherein the electronic device ( 10 ) Comprises: - an interface ( 1 ) for Power over Ethernet, with which the electronic device ( 10 ) is connectable via a line to an Ethernet network, wherein the electronic device ( 10 ) is set up both for data exchange and for power supply via such a line, - a measuring unit ( 3 ), with the help of which via the interface ( 1 ) the power consumption (pext) of one of the interfaces ( 1 ) upstream, external line line can be determined, and - a control unit ( 5 ), the maximum permissible under Power over Ethernet Power consumption (Pmax) of the electronic device ( 10 ) in dependence on the determined power consumption (Pext) of the external line route, characterized in that the electronic device ( 10 ) further comprises: - a test current generator ( 4 ), with which a test current (It) can be generated for determining the electrical power consumption (Pext) of the external line path, and - a memory unit ( 9 ) for storing the determined power consumption (Pext) of a line to which the electronic device ( 10 ) and / or a value calculated therefrom for the maximum permissible power consumption (Pmax) of the electronic device ( 10 ) and that the control unit ( 5 ) compliance with the specified maximum allowable power consumption (Pmax) of the electronic device ( 10 ) supervised.

Electronic device according to claim 1, characterized in that the measuring unit ( 3 ) at least one first line ( 11 ) and at least one second line ( 12 ) connected to contact terminals ( 1a . 1h ) of the interface ( 1 ), which are provided under Power-over-Ethernet for forwarding a supply voltage (Uext) are connected, and that the test current generator ( 4 ) between the first line ( 11 ) and the second line ( 12 ) is connected to the generated test current (It) via the two lines ( 11 . 12 ) to the contact terminals ( 1a . 1h ) of the interface ( 1 ).

Electronic device according to claim 2, characterized in that the electronic device ( 10 ) between the interface ( 1 ) and the first line ( 11 ) as well as between the interface ( 1 ) and the second line ( 12 ) one diode each ( 21 . 22 ), wherein the diodes ( 21 . 22 ) the current direction along the two lines ( 11 . 12 ) and that the test current generator ( 4 ) a direct current as a test current (It) to the two lines ( 11 . 12 ) applies.

Electronic device according to claim 2 or 3, characterized in that the measuring unit ( 3 ) a voltmeter ( 6 ) parallel to the test current generator ( 4 ) between the first line ( 11 ) and the second line ( 12 ) is interposed.

Electronic device according to claim 4, characterized in that the test current generator ( 4 ) and the voltmeter ( 6 ) to sections of the first ( 11 ) and the second line ( 12 ) are connected through the diodes ( 21 . 22 ) from the interface ( 1 ) are separated.

Electronic device according to claim 4 or 5, characterized in that the test current generator ( 4 ) and the voltmeter ( 6 ) are controllable such that when the test current generator ( 4 ) generates a test current (It) using the voltmeter ( 6 ) a change occurring as a result of applying the test current (It) between the first ( 11 ) and the second line ( 12 ) prevailing voltage (U) is measured.

Electronic device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the measuring unit ( 3 ) is configured in such a way that, as part of a determination of the power consumption (Pext) of an external line, the test current generator ( 4 ) generates two different test currents (It1, It2) at different time intervals, with the aid of the voltmeter ( 6 ) when applying the respective test current (It1, It2) a change in the voltage (U) between the first ( 11 ) and the second line ( 12 ) is measured.

Electronic device according to claim 7, characterized in that the test current generator ( 4 ) generates two test currents (It1, It2) of different current intensity, the current strength is below 500 mA.

Electronic device according to claim 7 or 8, characterized in that the test current generator ( 4 ) generates two test currents (It1, It2) of different current intensity, whose current level is below 300 mA in each case.

Electronic device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the electronic device ( 10 ) a computing unit ( 7 ), comprising the current intensity (I1, I2) of the generated test currents (It1, It2) and measured changes in voltage values (U1, U2) an actual power consumption (Pext) of an external line route, via which the electronic device ( 10 ) is supplied with voltage calculated.

Electronic device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the control unit ( 5 ) the difference between a standard value (Ps) of the power consumption that the Ethernet network jointly provides for electronic devices and upstream line paths together, and a determined power consumption (Pext) of a line route to which the electronic device ( 10 ) as the value of the maximum allowable power consumption (Pmax) of the electronic device ( 10 ) and an actual power consumption of the electronic device ( 10 ) up to the level of this maximum allowable power consumption (Pmax).

Electronic device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the control unit ( 5 ) an upper limit (G), which is maximally provided under Power-over-Ethernet for the sole power consumption of a power consumer alone without line runs, by the actual power consumption of the electronic device ( 10 ), the control unit ( 5 ) ensures that the actual power consumption (P) of the electronic device ( 10 ) does not exceed at least the calculated value of the maximum permissible power consumption (Pmax).

Electronic device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the electronic device ( 10 ) is configured so that it the measurement of the power consumption (Pext) of the line to which it is connected and the calculation of a maximum allowable power consumption (Pmax) always after switching on the electronic device ( 10 ) and the determined value of its maximum permissible power consumption (Pmax) at least until the electronic device ( 10 ) and / or stores.

Electronic device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the electronic device ( 10 ) is a computer, a thin client or a zero client.

Method for operating an electronic device ( 10 Power-over-Ethernet, wherein the method comprises at least the following steps: - Determining the power consumption (Pext) of the electronic device ( 10 ) upstream, external line route through which the electronic device ( 10 ) is supplied with power under Power-over-Ethernet, by generating a test current (It) by the electronic device ( 10 ), - storing the determined power consumption (Pext) of the line to which the electronic device ( 10 ) and / or a value calculated therefrom for the maximum permissible power consumption (Pmax) of the electronic device ( 10 ) and - determining a maximum power consumption (Pmax) of the electronic device under power-over-Ethernet ( 10 ) as a function of the determined power consumption (Pext) of the external line route and monitoring compliance with the thus determined maximum allowable power consumption (Pmax) of the electronic device ( 10 ) by the electronic device ( 10 ).