TWM649092U - 網路供受電系統 - Google Patents

Abstract

本創作揭露一種網路供受電系統，其包含第一網路供受電交換器與第二網路供受電交換器。第一網路供受電交換器電性連接一市電系統，市電系統提供第一交流電壓給第一網路供受電交換器使用。第二網路供受電交換器電性連接第一網路供受電交換器、再生能源轉換器與網路受電裝置。再生能源轉換器接收再生能源，並將此轉換為轉換電壓。第二網路供受電交換器接收轉換電壓，並藉此透過第一網路供受電交換器回饋第二交流電壓給市電系統。第一網路供受電交換器、第二網路供受電交換器與網路受電裝置被第一交流電壓與轉換電壓驅動以進行網路數據傳輸。

Description

網路供受電系統

本創作係關於一種網路系統，且特別關於一種網路供受電系統。

目前乙太網路供電產品 (IEEE802.3at/bt) 已臻普遍，供電能量從早期的單埠15瓦提升至單埠的90瓦，因此可用於相當多之應用場景，例如透過乙太網路供電（POE）之無線基地台，或是語音電話、數位監視攝影機等，單一方向的供電，其應用方式如第1圖。在這個應用情境下，除作為終端設備之乙太網路受電設備10(如監視攝影機)外，一般乙太網路交換器12及乙太網路供電交換器14等均需連結到市電系統16，以取得讓設備運作的電源。

目前在應用上，亦有使用如第2圖應用方式之設計，在邊緣端的乙太網路供電交換器18上搭配一組的再生能源發電設備20，例如太陽能或是風力發電機以及可讓系統持續運作的電池系統22，乙太網路供電交換器18可以再透過乙太網路連線的方式，例如RJ-45接頭、雙絞線、同軸電纜線或無線保真(WIFI)等將乙太網路受電設備24的數位資料再傳回機房端。此類的應用可以解決當在邊緣端有市電取用不便，或安裝場域極適合安裝再生能源的環境。傳統上，再生能源系統多為獨立的系統，如第2圖所示，因此在電力的傳輸上或者是管理監控上，多為獨立於系統運作的線路，例如傳輸電源的電源線或是要用於管理的RS232系統控制台(Console) 線。若同時與網路設備整合建置，將會是用於供電之一個迴路系統(電源線、Console 線)，用於網路是一個線路系統(雙絞線、同軸纜線)。其次目前市面上的再生能源系統也多為千瓦起跳的設備，不管是在建置上、成本上以及建置後的管理維護都會是一個考量， 或是對安裝者的一個負擔，而千瓦的功率對功耗使用不大的網路設備亦是一種浪費。另外，如第2圖的設計，亦有一個先天的限制，系統只能自給自足，達成使用期間碳減排的目的，但在供應量充兄時，除自用外，無法將能源做更多的運用。

因此，本創作係在針對上述的困擾，提出一種網路供受電系統，以解決習知所產生的問題。

本創作提供一種網路供受電系統，其以簡易方式達到省電與零碳排的目的。

在本創作之一實施例中，提供一種網路供受電系統，其包含一第一網路供受電交換器與至少一個第二網路供受電交換器。第一網路供受電交換器電性連接一市電系統，其中市電系統用以提供第一交流電壓給第一網路供受電交換器使用。第二網路供受電交換器電性連接第一網路供受電交換器、至少一個再生能源轉換器與至少一個網路受電裝置。再生能源轉換器用以接收再生能源，並將此轉換為轉換電壓。第二網路供受電交換器用以接收轉換電壓，並藉此提供第一直流電壓給網路受電裝置使用，同時透過第一網路供受電交換器回饋第二交流電壓給市電系統。第一網路供受電交換器、第二網路供受電交換器與網路受電裝置用以被第一交流電壓與轉換電壓驅動以進行網路數據傳輸。

在本創作之一實施例中，再生能源轉換器無法轉換該再生能源為轉換電壓時，第一網路供受電交換器利用第一交流電壓提供第二直流電壓給第二網路供受電交換器使用。

在本創作之一實施例中， 網路供受電系統更包含至少一個儲電器，其電性連接第二網路供受電交換器，第二網路供受電交換器用以利用轉換電壓對儲電器充電。

在本創作之一實施例中，第一網路供受電交換器包含一第一電傳輸介面、一第二電傳輸介面、一第一繼電器模組、一交直流轉換器、一第一處理器、一第一媒體存取控制(media access control, MAC)晶片、一第一供電模組、一第一受電模組與一直交流轉換器。第一電傳輸介面電性連接市電系統，第二電傳輸介面電性連接第二網路供受電交換器，第一繼電器模組電性連接第二電傳輸介面。交直流轉換器電性連接第一電傳輸介面。交直流轉換器用以透過第一電傳輸介面接收第一交流電壓，並將其轉換為第一運作直流電壓。第一處理器電性連接交直流轉換器與第一繼電器模組。第一處理器用以接收第一運作直流電壓，並藉此切換第一繼電器模組。第一媒體存取控制晶片電性連接交直流轉換器、第一處理器與第一繼電器模組。第一媒體存取控制晶片用以接收第一運作直流電壓進行運作。第一處理器用以利用第一運作直流電壓管理第一媒體存取控制晶片透過第一繼電器模組與第二電傳輸介面來和第二網路供受電交換器進行網路數據傳輸。第一供電模組電性連接交直流轉換器、第一處理器與第一繼電器模組。第一供電模組用以接收第一運作直流電壓進行運作。第一處理器用以利用第一運作直流電壓管理第一供電模組透過第一繼電器模組與第二電傳輸介面提供第二直流電壓給第二網路供受電交換器與網路受電裝置使用。第一受電模組電性連接第一繼電器模組與第一處理器。第二網路供受電交換器用以利用轉換電壓透過第二電傳輸介面與第一繼電器模組提供第三直流電壓給第一受電模組。第一受電模組用以將自身之受電狀況通知第一處理器。直交流轉換器電性連接第一受電模組與第一電傳輸介面。直交流轉換器用以接收第三直流電壓，並將其轉換為第二交流電壓。

在本創作之一實施例中，第二電傳輸介面為無護層雙絞線(UTP)、RJ45接頭或同軸電纜線接頭。

在本創作之一實施例中，第二網路供受電交換器包含一第三電傳輸介面、一第四電傳輸介面、一第五電傳輸介面、一第六電傳輸介面、一第二繼電器模組、一充電模組、一第二受電模組、一電源模組、一第二處理器、一第二媒體存取控制(media access control, MAC)晶片與一第二供電模組。第三電傳輸介面電性連接再生能源轉換器，第四電傳輸介面電性連接第二電傳輸介面，第五電傳輸介面電性連接儲電器，第六電傳輸介面電性連接網路受電裝置，第二繼電器模組電性連接第四電傳輸介面。充電模組電性連接第五電傳輸介面與第三電傳輸介面。充電模組用以透過第三電傳輸介面接收轉換電壓，並藉此透過第五電傳輸介面對儲電器充電，並產生一電源電壓。第二受電模組電性連接第二繼電器模組與充電模組。第二受電模組用以透過第二繼電器模組與第四電傳輸介面接收第二直流電壓，並將此提供給充電模組。充電模組用以利用第二直流電壓對儲電器充電。電源模組電性連接第六電傳輸介面、充電模組與第二受電模組。電源模組用以接收電源電壓或第二直流電壓，並藉此產生第二運作直流電壓與第一直流電壓。第二處理器電性連接充電模組、第二受電模組、電源模組與第二繼電器模組。第二處理器用以接收第二運作直流電壓，並藉此切換第二繼電器模組。第二受電模組用以將自身之受電狀況通知第二處理器，充電模組用以將再生能源之供電狀況通知第二處理器。第二媒體存取控制晶片電性連接電源模組、第二處理器與第二繼電器模組。第二媒體存取控制晶片用以接收第二運作直流電壓進行運作。第二處理器用以利用第二運作直流電壓管理第二媒體存取控制晶片透過第二繼電器模組與第四電傳輸介面來和第一網路供受電交換器進行網路數據傳輸。第二供電模組電性連接電源模組、第二處理器與第二繼電器模組。第二供電模組用以接收第二運作直流電壓進行運作。第二處理器用以利用第二運作直流電壓管理第二供電模組透過第二繼電器模組與第四電傳輸介面提供第三直流電壓給第一網路供受電交換器使用。

在本創作之一實施例中，第二網路供受電交換器更包含一第三供電模組，其電性連接第六電傳輸介面與電源模組。第三供電模組用以接收第一直流電壓，並將其轉換為一規格電壓，以透過第六電傳輸介面傳送規格電壓給網路受電裝置。

在本創作之一實施例中，第四電傳輸介面為無護層雙絞線(UTP)、RJ45接頭或同軸電纜線接頭。

在本創作之一實施例中，至少一個第二網路供受電交換器包含多個第二網路供受電交換器，至少一個再生能源轉換器包含多個再生能源轉換器，至少一個網路受電裝置包含多個網路受電裝置，多個第二網路供受電交換器分別電性連接多個再生能源轉換器，並分別電性連接多個網路受電裝置。

在本創作之一實施例中，網路受電裝置為網路攝影機或存取點。

基於上述，網路供受電系統於邊緣設備與機房端設備之間建立一個電力傳輸的雙向管道，在利用場域有先天取得再生能源條件的前提下，將邊緣端的再生能源做更為有效的應用，例如白天陽光充足，除供設備正常運作用，更將電力轉換，以單一條的實體網路線傳回並轉為一般市電來達到節能省電的功效。此外，一般市電多半有日夜間用電高低峰時段，甚或有用電費率的差別。透過本網路供受電系統，若能在高用電峰段進行節能，而於低用電峰再來進行儲電器的回充，一來一往，亦可協助建置者逹到節省用電費用或設備使用期間零碳排的功效。

茲為使　貴審查委員對本創作的結構特徵及所達成的功效更有進一步的瞭解與認識，謹佐以較佳的實施例圖及配合詳細的說明，說明如後：

本創作之實施例將藉由下文配合相關圖式進一步加以解說。盡可能的，於圖式與說明書中，相同標號係代表相同或相似構件。於圖式中，基於簡化與方便標示，形狀與厚度可能經過誇大表示。可以理解的是，未特別顯示於圖式中或描述於說明書中之元件，為所屬技術領域中具有通常技術者所知之形態。本領域之通常技術者可依據本創作之內容而進行多種之改變與修改。

除非特別說明，一些條件句或字詞，例如「可以(can)」、「可能(could)」、「也許(might)」，或「可(may)」，通常是試圖表達本案實施例具有，但是也可以解釋成可能不需要的特徵、元件，或步驟。在其他實施例中，這些特徵、元件，或步驟可能是不需要的。

於下文中關於“一個實施例”或“一實施例”之描述係指關於至少一實施例內所相關連之一特定元件、結構或特徵。因此，於下文中多處所出現之“一個實施例”或 “一實施例”之多個描述並非針對同一實施例。再者，於一或多個實施例中之特定構件、結構與特徵可依照一適當方式而結合。

在說明書及申請專利範圍中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。然而，所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異做為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來做為區分的基準。在說明書及申請專利範圍所提及的「包含」為開放式的用語， 故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述第一元件耦接於第二元件，則代表第一元件可通過電性連接或無線傳輸、光學傳輸等信號連接方式而直接地連接於第二元件，或者通過其他元件或連接手段間接地電性或信號連接至該第二元件。

揭露特別以下述例子加以描述，這些例子僅係用以舉例說明而已，因為對於熟習此技藝者而言，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。在通篇說明書與申請專利範圍中，除非內容清楚指定，否則「一」以及「該」的意義包含這一類敘述包括「一或至少一」該元件或成分。此外，如本揭露所用，除非從特定上下文明顯可見將多排除在外，否則單數冠詞亦包括多個元件或成分的敘述。而且，應用在此描述中與下述之全部申請專利範圍中時，除非內容清楚指定，否則「在其中」的意思可包含「在其中」與「在其上」。在通篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供從業人員(practitioner)在有關本揭露之描述上額外的引導。在通篇說明書之任何地方之例子，包含在此所討論之任何用詞之例子的使用，僅係用以舉例說明，當然不限制本揭露或任何例示用詞之範圍與意義。同樣地，本揭露並不限於此說明書中所提出之各種實施例。

在下面的描述中，將提供一種網路供受電系統，其於邊緣設備與機房端設備之間建立一個電力傳輸的雙向管道，在利用場域有先天取得再生能源條件的前提下，將邊緣端的再生能源做更為有效的應用，例如白天陽光充足，除供設備正常運作用，更將電力轉換，以單一條的實體網路線傳回並轉為一般市電來達到節能省電的功效。此外，一般市電多半有日夜間用電高低峰時段，甚或有用電費率的差別。透過本網路供受電系統，若能在高用電峰段進行節能，而於低用電峰再來進行儲電器的回充，一來一往，亦可協助建置者逹到節省用電費用或設備使用期間零碳排的功效。

第3圖為本創作之網路供受電系統之一實施例之示意圖。請參閱第3圖，以下介紹網路供受電系統26。網路供受電系統26包含一第一網路供受電交換器28與至少一個第二網路供受電交換器30。第一網路供受電交換器28電性連接一市電系統32，第二網路供受電交換器30電性連接第一網路供受電交換器28、至少一個再生能源轉換器34與至少一個網路受電裝置36。網路受電裝置36可為，但不限於網路攝影機或存取點。市電系統32提供第一交流電壓A1給第一網路供受電交換器28使用。位於邊緣端的再生能源轉換器34接收再生能源E，並將此轉換為轉換電壓C。舉例來說，當再生能源E為太陽能時，再生能源轉換器34為太陽能板。第二網路供受電交換器30接收轉換電壓C，並藉此提供第一直流電壓D1給網路受電裝置36使用，同時透過第一網路供受電交換器28回饋第二交流電壓A2給市電系統32，以達到省電的目的。同時，第一網路供受電交換器28、第二網路供受電交換器30與網路受電裝置36被第一交流電壓A1與轉換電壓C驅動以進行網路數據傳輸。在再生能源轉換器34無法轉換再生能源E為轉換電壓C時，第一網路供受電交換器28利用第一交流電壓A1提供第二直流電壓D2給第二網路供受電交換器30使用。在某些實施例中，網路供受電系統26更可包含至少一個儲電器38，其電性連接第二網路供受電交換器30，第二網路供受電交換器30利用轉換電壓C或第二直流電壓D2對儲電器38充電。在市電系統32與再生能源轉換器34無法供電時，儲電器38可提供電力給第二網路供受電交換器30與第一網路供受電交換器28使用。此網路供受電系統若能在高用電峰段進行節能，而於低用電峰再來進行儲電器38的回充，亦可協助建置者逹到節省用電費用或設備使用期間零碳排的功效。在某些實施例中，網路供受電系統26更可使用多個第二網路供受電交換器30、多個再生能源轉換器34與多個網路受電裝置36，所有第二網路供受電交換器30分別電性連接所有再生能源轉換器34，並分別電性連接所有網路受電裝置36。

假設再生能源E為太陽能，第一網路供受電交換器28位於機房端，第二網路供受電交換器30位於邊緣端。再生能源除供電給第二網路供受電交換器30外，同時透過乙太網路供電將多取得的電源回送給第一網路供受電交換器28，第一網路供受電交換器28與第二網路供受電交換器30以一組成對方式運作，以目前乙太網路供電標準IEEE802.3bt，至少具備提供 90瓦電力的能力，在日照充足下，這90瓦可全數回送至第一網路供受電交換器28：若第一網路供受電交換器28具備八組連接第二網路供受電交換器30之介面，便可接受720瓦(暫不估耗損)電力回授給市電系統32。而在夜間日照不足時再使用市電進行第二網路供受電交換器30之電源的供應或是充電，亦即在日間第二網路供受電交換器30使用不耗能的再生能源，而夜間再使用第二網路供受電交換器30所連接的儲電器38或是市電，減少白天尖峰時間之電力負載，有效利用再生能源。此外，若再生能源轉換器34使用瓦數較小，例如120瓦到200瓦之太陽能板，因為單組的建置成本較低，故能壓低整體系統的建置成本。

第4圖為本創作之第一網路供受電交換器之一實施例之示意圖。請參閱第4圖，第一網路供受電交換器28可包含一第一電傳輸介面40、一第二電傳輸介面42、一第一繼電器模組44、一交直流轉換器46、一第一處理器48、一第一媒體存取控制(media access control, MAC)晶片50、一第一供電模組52、一第一受電模組54與一直交流轉換器56。第二電傳輸介面42可為，但不限於無護層雙絞線(UTP)、RJ45接頭或RG6型號或其他型號之同軸電纜線接頭。第一電傳輸介面40電性連接市電系統32，第二電傳輸介面42電性連接第二網路供受電交換器30。第一繼電器模組44電性連接第二電傳輸介面42，交直流轉換器46電性連接第一電傳輸介面40，第一處理器48電性連接交直流轉換器46與第一繼電器模組44。第一媒體存取控制晶片50電性連接交直流轉換器46、第一處理器48與第一繼電器模組44，第一供電模組52電性連接交直流轉換器46、第一處理器48與第一繼電器模組44，第一受電模組54電性連接第一繼電器模組44與第一處理器48，直交流轉換器56電性連接第一受電模組54與第一電傳輸介面40。

交直流轉換器46透過第一電傳輸介面40接收第一交流電壓A1，並將其轉換為第一運作直流電壓O1。第一處理器48接收第一運作直流電壓O1，並藉此切換第一繼電器模組44，即單向切換第一繼電器模組44中的繼電器，以藉此進行電力或網路數據傳輸。第一處理器48同時進行必要之交換器管控，包含但不限於交換器管理與電流現況監控。第一媒體存取控制晶片50接收第一運作直流電壓O1進行運作。第一處理器48利用第一運作直流電壓O1管理第一媒體存取控制晶片50透過第一繼電器模組44與第二電傳輸介面42來和第二網路供受電交換器30進行網路數據傳輸。第一媒體存取控制晶片50接受第一處理器48的管控，如埠的啟閉、回報埠的即時資訊，包括但不限於即時的連線狀況。第一供電模組52接收第一運作直流電壓O1進行運作。第一處理器48利用第一運作直流電壓O1管理第一供電模組52透過第一繼電器模組44與第二電傳輸介面42提供第二直流電壓D2給第二網路供受電交換器30與網路受電裝置使用，並取得第一供電模組52傳輸給第二網路供受電交換器30之供電資訊。第二網路供受電交換器30利用轉換電壓透過第二電傳輸介面42與第一繼電器模組44提供第三直流電壓D3給第一受電模組54，第一受電模組54將自身之受電狀況通知第一處理器48，即是否有來自第二網路供受電交換器30送達之供電電位。直交流轉換器56接收第三直流電壓D3，並將其轉換為第二交流電壓A2，以供市電系統32透過第一電傳輸介面40接收。

第5圖為本創作之第二網路供受電交換器之一實施例之示意圖。請參閱第5圖，第二網路供受電交換器30可包含一第三電傳輸介面58、一第四電傳輸介面60、一第五電傳輸介面62、一第六電傳輸介面64、一第二繼電器模組66、一充電模組68、一第二受電模組70、一電源模組72、一第二處理器74、一第二媒體存取控制(media access control, MAC)晶片76與一第二供電模組78。充電模組68可為，但不限於最大功率點跟蹤式(MPPT)充電模組。第四電傳輸介面60可為，但不限於無護層雙絞線(UTP)、RJ45接頭或RG6型號或其他型號之同軸電纜線接頭。第三電傳輸介面58電性連接再生能源轉換器34，第四電傳輸介面60電性連接第一網路供受電交換器28之第二電傳輸介面，第五電傳輸介面62電性連接儲電器32，第六電傳輸介面64電性連接網路受電裝置36。第二繼電器模組66電性連接第四電傳輸介面60，充電模組68電性連接第五電傳輸介面62與第三電傳輸介面58，第二受電模組70電性連接第二繼電器模組66與充電模組68。電源模組72電性連接第六電傳輸介面64、充電模組68與第二受電模組70，第二處理器74電性連接充電模組68、第二受電模組70、電源模組72與第二繼電器模組66。第二媒體存取控制晶片76電性連接電源模組72、第二處理器74與第二繼電器模組66，第二供電模組78電性連接電源模組72、第二處理器74與第二繼電器模組66。

充電模組68透過第三電傳輸介面58接收轉換電壓C，並藉此透過第五電傳輸介面62對儲電器32充電，並產生一電源電壓P。第二受電模組70透過第二繼電器模組66與第四電傳輸介面60接收第二直流電壓D2，並將此提供給充電模組68，充電模組68利用第二直流電壓D2對儲電器32充電。電源模組72接收電源電壓P或第二直流電壓D2，並藉此產生第二運作直流電壓O2與第一直流電壓D1。第二處理器74接收第二運作直流電壓O2，並藉此切換第二繼電器模組66，即單向切換第二繼電器模組66中的繼電器，以藉此進行電力或網路數據傳輸。第二處理器74同時進行必要之交換器管控，包含但不限於交換器管理、電流現況監控與第六電傳輸介面64所連接設備之管理監控等。第二受電模組70將自身之受電狀況通知第二處理器74，受電狀況即是否有來自第一網路供受電交換器28送達之供電電位。充電模組68將再生能源之供電狀況通知第二處理器74，以據此切換第二繼電器模組66。第二媒體存取控制晶片76接收第二運作直流電壓O2進行運作。第二處理器74利用第二運作直流電壓O2管理第二媒體存取控制晶片76透過第二繼電器模組66與第四電傳輸介面60來和第一網路供受電交換器28進行網路數據傳輸。第二媒體存取控制晶片76接受第二處理器74的管控，如埠的啟閉、回報埠的即時資訊，包括但不限於即時的連線狀況。第二供電模組78接收第二運作直流電壓O2進行運作。第二處理器74利用第二運作直流電壓O2管理第二供電模組78透過第二繼電器模組66與第四電傳輸介面60提供第三直流電壓D3給第一網路供受電交換器28使用，並取得第二供電模組78傳輸給第一網路供受電交換器28之供電資訊。

在某些實施例中，第二網路供受電交換器30更可包含一第三供電模組80，其電性連接第六電傳輸介面64與電源模組72。第三供電模組80接收第一直流電壓D1，並將其轉換為一規格電壓SV，以透過第六電傳輸介面64傳送規格電壓SV給網路受電裝置36。舉例來說，規格電壓SV可提供IEEE802.3at之30瓦供電或IEEE802.3bt之最大90瓦供電。第三供電模組80亦可省略。當第三供電模組80省略時，電源模組72直接電性連接第六電傳輸介面64。

第6圖為本創作之第一繼電器模組之第一實施例之示意圖。請參閱第6圖，以下介紹第一繼電器模組44之第一實施例，其對應全網管型交換器。第一媒體存取控制晶片50包含第一埠P1與第二埠P2，四對雙絞線連接第一埠P1與第二埠P2，第一繼電器模組44包含第一繼電器441、第二繼電器442、第三繼電器443、第四繼電器444、第五繼電器445、第六繼電器446、第一變壓器447與第二變壓器448。第一繼電器441、第二繼電器442、第三繼電器443與第四繼電器444用以傳輸網路數據，第五繼電器445與第六繼電器446用以傳輸第二直流電壓或第三直流電壓。第一繼電器441、第二繼電器442、第三繼電器443與第四繼電器444皆由第一處理器48來依線路的連線(Link up)與斷線(Link down)進行邏輯和實體切換，第五繼電器445與第六繼電器446皆由第一處理器48依第一網路供受電交換器與第二網路供受電交換器的電源狀況，即有無電壓或電流，進行實體切換。

在數據串流上，使用第一媒體存取控制晶片50之第一埠P1與第二埠P2進行連線模式上的偵測及依於模式的切換，也透過第五繼電器445與第六繼電器446在電源上的切換，並配合第一受電模組54或第一供電模組52之動作，和第二網路供受電交換器進行受電或供電。在使用同軸電纜線的設計上，網路數據所使用的繼電器可減少至一對，在此不另說明。由第一埠P1與第二埠P2串成一個實體 RJ45接頭以作為第二電傳輸介面。因此在一設計中，若第一網路供受電交換器為8個實體埠的設計時，便會是第三埠與第四埠串出第二個實體埠，第五埠與第六埠串出第三個實體埠，以此類推，不另詳述。

當第五繼電器445與第六繼電器446切換至第一受電模組54時，第二網路供受電交換器為供電模式，第一網路供受電交換器為受電模式，以進行網路協定交握，使第二網路供受電交換器支援協議。故第二網路供受電交換器開始進行供電。當第五繼電器445與第六繼電器446切換至第一供電模組52時，第一網路供受電交換器為供電模式，第二網路供受電交換器為受電模式，以進行網路協定交握，使第一網路供受電交換器支援協議。故第一網路供受電交換器開始進行供電。

第7圖為本創作之第一繼電器模組之第二實施例之示意圖。請參閱第7圖，以下介紹第一繼電器模組44之第二實施例，其對應精簡網管型交換器。精簡網管型相較於全網管型的差異在於精簡網管型於網路數據的路由部分不進行切換，因此在第一媒體存取控制晶片50的埠數需求較少，導致繼電器之數量較少。

第8圖為本創作之第一繼電器模組之第三實施例之示意圖。請參閱第8圖，以下介紹第一繼電器模組44之第三實施例，其對應純電源型交換器。相較於精簡網管型，純電源型不保留第一媒體存取控制晶片50的設計，只保留電源切換的繼電器，故第二電傳輸介面42以RJ45接頭實現。

第9圖為本創作之第二繼電器模組之第一實施例之示意圖。請參閱第9圖，以下介紹第二繼電器模組66之第一實施例，其對應全網管型交換器。第二媒體存取控制晶片76包含第一埠P1’與第二埠P2’，四對雙絞線連接第一埠P1’與第二埠P2’，第二繼電器模組66包含第一繼電器661、第二繼電器662、第三繼電器663、第四繼電器664、第五繼電器665、第六繼電器666、第一變壓器667與第二變壓器668。第一繼電器661、第二繼電器662、第三繼電器663與第四繼電器664用以傳輸網路數據，第五繼電器665與第六繼電器666用以傳輸第二直流電壓或第三直流電壓。第一繼電器661、第二繼電器662、第三繼電器663與第四繼電器664皆由第二處理器74來依線路的連線(Link up)與斷線(Link down)進行邏輯和實體切換，第五繼電器665與第六繼電器666皆由第二處理器74依第一網路供受電交換器與第二網路供受電交換器的電源狀況，即有無電壓或電流，進行實體切換。

在數據串流上，使用第二媒體存取控制晶片76之第一埠P1’與第二埠P2’進行連線模式上的偵測及依於模式的切換，也透過第五繼電器665與第六繼電器666在電源上的切換，並配合第二受電模組70或第二供電模組78之動作，和第一網路供受電交換器進行受電或供電。在使用同軸電纜線的設計上，網路數據所使用的繼電器可減少至一對，在此不另說明。

第10圖為本創作之第二繼電器模組之第二實施例之示意圖。請參閱第10圖，以下介紹第二繼電器模組44之第二實施例，其對應精簡網管型交換器。精簡網管型相較於全網管型的差異在於精簡網管型於網路數據的路由部分不進行切換，因此在第二媒體存取控制晶片76的埠數需求較少，導致繼電器之數量較少。

使用全網管型的第一網路供受電交換器及第二網路供受電交換器，在有第一埠與第二埠的切換下，使用者可以有接近無斷線的方式，適用於監控場域。如表一與第6圖，以第一網路供受電交換器為例，在使用第一處理器48對所有介面可讀取以及可設定的機制下，進行較為精準的切換。

第一處理器	第一受電模組	第一供電模組	第一媒體存取控制晶片之第一埠/第二埠	第一繼電器模組
讀取訊息 (Get)	即時連線狀態	即時供電情形，即目前是否供電，例如是否有供電電壓或供電電流	即時連線狀態(是否有斷線或復線之情形)	處理器之控制(DO)電位，拉高(pull high)或拉低(pull low) 即為當下狀態
設定命令 (Set)	-	開啟/關閉	開啟/關閉	迴路間切換 (pull high 或 pull low)
達成目的	因第二網路供受電交換器之再生能源之電位逹供電值，故第二網路供受電交換器設為供電模式。第一網路供受電交換器以受電模式接受來自第二網路供受電交換器的電源	因第二網路供受電交換器之再生能源之電位不足，故第二網路供受電交換器設為受電模式。第一網路供受電交換器以供電模式開始進行對第二網路供受電交換器供電	由於第二網路供受電交換器利用連接埠Link down的方式告知模式變更，因此第一處理器於收到變動時，以第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器與第四繼電器的切換，調整到另一個一直開著的線路，以降低斷路處理時間	數據線路在第一埠與第二埠之間快速切換 電源線路在 第一受電模組及第一供電模組間快速切換

表一

全網管型會利用到數據埠Link up、Link down 的機制來迅速回給第一網路供受電交換器或回報給第二網路供受電交換器。因此在設計上需使用到二個數據埠，以及較多的繼電器，優點在於利用第一網路供受電交換器與第二網路供受電交換器之間的電子訊號傳遞整體延遲較小。

在使用精簡網管型的第一網路供受電交換器與第二網路供受電交換器，或使用精簡網管型的第二網路供受電交換器加上使用純電源型的第一網路供受電交換器的運用，有其規則限制。

精簡網管型的第一網路供受電交換器與第二網路供受電交換器的運作切換規則如表二所示：

第一網路供受電交換器	第二網路供受電交換器
初始狀態，即規則1： 偵測到連接埠是Link down，故第一處理器開啟受電模式，並關閉供電模式	初始狀態，即規則1： 偵測到連接埠是Link down，故第二處理器開啟受電模式，並關閉供電模式
收電回充市電狀態，即規則2： 在連接埠是Link up，偵測到受電線路有電壓，故此時是受電模式，並持續監控第二網路供受電交換器是否有Link down或無電壓	再生能源可供狀態，先斷再復，即規則2： 在連接埠是Link up，並偵測到再生能源有供電電壓，故第二處理器先設Link down，再設Link up，且第二處理器開啟供電模式
回充發現斷線切回供電狀態，即規則3： 在連接埠是Link up，偵測到受電線路無電壓，故第一處理器開啟供電模式，並持續監控到有無Link down 或有無受電模組回應	規則3 在連接埠是Link up，偵測到再生能源無法供電，故第二處理器關閉供電模式，並先設 Link down，再設Link up，且第二處理器開啟受電模式
供電發現斷線或無負載，故切回初始狀態，即規則4 在連接埠是Link up，偵測第一供電模組沒有負載，故第一處理器關閉供電模式，並開啟受電模式

表二

純電源型的第一網路供受電交換器搭配精簡網管型之第二網路供受電交換器的運作設計規則如表三所示：

第一網路供受電交換器	第二網路供受電交換器
初始狀態，即規則1： 第一處理器開啟受電模式，並關閉供電模式	初始狀態，即規則1： 第二處理器開啟受電模式，並關閉供電模式
偵聽(Listen)狀態，即規則2： 在受電模式未跟第二網路供受電交換器之第二供電模組交握成功狀態下，進行： 第一處理器開啟供電模式，等待數秒後，若第二網路供受電交換器之受電模組無法交握，跳回規則1，成功執行規則4	再生能源可供狀態，即規則2： 在再生能源有供電電壓時，第二處理器開啟供電模式。交握成功開始供電, 否則退回規則1。 持續監督再生能源到無法供電，退回 規則1
收電回充市電狀態，即規則3： 交握成功，偵測到受電線路有電壓時，進行受電模式，並持續監控是否有網路斷電，若斷電進入規則2之偵聽狀態	再生能源不可供狀態，即規則3： 再生能源無法供電時，第二處理器關閉供電模式，並開啟受電模式，且持續監督再生能源到可以供電
供電狀態，即規則4： 交握成功，偵測第二網路供受電交換器之第二受電模組接受供電，並進行供電模式，且持續監控是否有網路斷電，若斷電，退回規則1

表三

第一網路供受電交換器使用純電源型搭配第二網路供受電交換器使用精簡網管型的連結方式，是為了避免到第一網路供受電交換器與第二網路供受電交換器會有同時處在網路供電之狀態或可能性，因此可以使用燈號加上切換等待時間的設計，而在實體連線後仍可達成相同之目的，為較低成本之設計。因純電源型之第一網路供受電交換器沒有媒體存取控制晶片，所以第一處理器無法取得 Link up/down訊號，因此無法搭配應用。第一網路供受電交換器與第二網路供受電交換器之搭配性如表四：

第一網路供受電交換器	第二網路供受電交換器
全網管型	精簡網管型
全網管型	可搭配	可搭配
精簡網管型	不可搭配	可搭配
純電源型	不可搭配	可搭配

表四

根據上述實施例，網路供受電系統於邊緣設備與機房端設備之間建立一個電力傳輸的雙向管道，以逹到節省用電費用或設備使用期間零碳排的功效。

以上所述者，僅為本創作一較佳實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍，故舉凡依本創作申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本創作之申請專利範圍內。

10:乙太網路受電設備 12:乙太網路交換器 14:乙太網路供電交換器 16:市電系統 18:乙太網路供電交換器 20:再生能源發電設備 22:電池系統 24:乙太網路受電設備 26:網路供受電系統 28:第一網路供受電交換器 30:第二網路供受電交換器 32:市電系統 34:再生能源轉換器 36:網路受電裝置 38:儲電器 40:第一電傳輸介面 42:第二電傳輸介面 44:第一繼電器模組 441:第一繼電器 442:第二繼電器 443:第三繼電器 444:第四繼電器 445:第五繼電器 446:第六繼電器 447:第一變壓器 448:第二變壓器 46:交直流轉換器 48:第一處理器 50:第一媒體存取控制晶片 52:第一供電模組 54:第一受電模組 56:直交流轉換器 58:第三電傳輸介面 60:第四電傳輸介面 62:第五電傳輸介面 64:第六電傳輸介面 66:第二繼電器模組 661:第一繼電器 662:第二繼電器 663:第三繼電器 664:第四繼電器 665:第五繼電器 666:第六繼電器 667:第一變壓器 668:第二變壓器 68:充電模組 70:第二受電模組 72:電源模組 74:第二處理器 76:第二媒體存取控制晶片 78:第二供電模組 80:第三供電模組 A1:第一交流電壓 A2:第二交流電壓 E:再生能源 C:轉換電壓 D1:第一直流電壓 D2:第二直流電壓 D3:第三直流電壓 O1:第一運作直流電壓 O2:第二運作直流電壓 P:電源電壓 P1、P1’:第一埠 P2、P2’:第二埠

第1圖為先前技術之乙太網路交換器與乙太網路供電交換器使用市電之示意圖。 第2圖為先前技術之乙太網路交換器與乙太網路供電交換器使用再生能源之示意圖。 第3圖為本創作之網路供受電系統之一實施例之示意圖。 第4圖為本創作之第一網路供受電交換器之一實施例之示意圖。 第5圖為本創作之第二網路供受電交換器之一實施例之示意圖。 第6圖為本創作之第一繼電器模組之第一實施例之示意圖。 第7圖為本創作之第一繼電器模組之第二實施例之示意圖。 第8圖為本創作之第一繼電器模組之第三實施例之示意圖。 第9圖為本創作之第二繼電器模組之第一實施例之示意圖。 第10圖為本創作之第二繼電器模組之第二實施例之示意圖。

26:網路供受電系統

28:第一網路供受電交換器

30:第二網路供受電交換器

32:市電系統

34:再生能源轉換器

36:網路受電裝置

38:儲電器

A1:第一交流電壓

A2:第二交流電壓

E:再生能源

C:轉換電壓

D1:第一直流電壓

D2:第二直流電壓

Claims (10)

1. 一種網路供受電系統，包含： 一第一網路供受電交換器，電性連接一市電系統，其中該市電系統用以提供第一交流電壓給該第一網路供受電交換器使用；以及 至少一個第二網路供受電交換器，電性連接該第一網路供受電交換器、至少一個再生能源轉換器與至少一個網路受電裝置，其中該至少一個再生能源轉換器用以接收再生能源，並將此轉換為轉換電壓，該至少一個第二網路供受電交換器用以接收該轉換電壓，並藉此提供第一直流電壓給該至少一個網路受電裝置使用，同時透過該第一網路供受電交換器回饋第二交流電壓給該市電系統，且該第一網路供受電交換器、該至少一個第二網路供受電交換器與該至少一個網路受電裝置用以被該第一交流電壓與該轉換電壓驅動以進行網路數據傳輸。
2. 如請求項1所述之網路供受電系統，其中該至少一個再生能源轉換器無法轉換該再生能源為該轉換電壓時，該第一網路供受電交換器利用該第一交流電壓提供第二直流電壓給該至少一個第二網路供受電交換器使用。
3. 如請求項1所述之網路供受電系統，更包含至少一個儲電器，其電性連接該至少一個第二網路供受電交換器，該至少一個第二網路供受電交換器用以利用該轉換電壓對該至少一個儲電器充電。
4. 如請求項3所述之網路供受電系統，其中該第一網路供受電交換器包含： 一第一電傳輸介面，電性連接該市電系統； 一第二電傳輸介面，電性連接該至少一個第二網路供受電交換器； 一第一繼電器模組，電性連接該第二電傳輸介面； 一交直流轉換器，電性連接該第一電傳輸介面，其中該交直流轉換器用以透過該第一電傳輸介面接收該第一交流電壓，並將其轉換為第一運作直流電壓； 一第一處理器，電性連接該交直流轉換器與該第一繼電器模組，其中該第一處理器用以接收該第一運作直流電壓，並藉此切換該第一繼電器模組； 一第一媒體存取控制(media access control, MAC)晶片，電性連接該交直流轉換器、該第一處理器與該第一繼電器模組，其中該第一媒體存取控制晶片用以接收該第一運作直流電壓進行運作，該第一處理器用以利用該第一運作直流電壓管理該第一媒體存取控制晶片透過該第一繼電器模組與該第二電傳輸介面來和該至少一個第二網路供受電交換器進行網路數據傳輸； 一第一供電模組，電性連接該交直流轉換器、該第一處理器與該第一繼電器模組，其中該第一供電模組用以接收該第一運作直流電壓進行運作，該第一處理器用以利用該第一運作直流電壓管理該第一供電模組透過該第一繼電器模組與該第二電傳輸介面提供第二直流電壓給該至少一個第二網路供受電交換器與該至少一個網路受電裝置使用； 一第一受電模組，電性連接該第一繼電器模組與該第一處理器，其中該至少一個第二網路供受電交換器用以利用該轉換電壓透過該第二電傳輸介面與該第一繼電器模組提供第三直流電壓給該第一受電模組，該第一受電模組用以將自身之受電狀況通知該第一處理器；以及 一直交流轉換器，電性連接該第一受電模組與該第一電傳輸介面，其中該直交流轉換器用以接收該第三直流電壓，並將其轉換為該第二交流電壓。
5. 如請求項4所述之網路供受電系統，其中該第二電傳輸介面為無護層雙絞線(UTP)、RJ45接頭或同軸電纜線接頭。
6. 如請求項4所述之網路供受電系統，其中該至少一個第二網路供受電交換器包含： 一第三電傳輸介面，電性連接該至少一個再生能源轉換器； 一第四電傳輸介面，電性連接該第二電傳輸介面； 一第五電傳輸介面，電性連接該至少一個儲電器； 一第六電傳輸介面，電性連接該至少一個網路受電裝置； 一第二繼電器模組，電性連接該第四電傳輸介面； 一充電模組，電性連接該第五電傳輸介面與該第三電傳輸介面，其中該充電模組用以透過該第三電傳輸介面接收該轉換電壓，並藉此透過該第五電傳輸介面對該至少一個儲電器充電，並產生一電源電壓； 一第二受電模組，電性連接該第二繼電器模組與該充電模組，其中該第二受電模組用以透過該第二繼電器模組與該第四電傳輸介面接收該第二直流電壓，並將此提供給該充電模組，該充電模組用以利用該第二直流電壓對該至少一個儲電器充電； 一電源模組，電性連接該第六電傳輸介面、該充電模組與該第二受電模組，其中該電源模組用以接收該電源電壓或該第二直流電壓，並藉此產生第二運作直流電壓與該第一直流電壓； 一第二處理器，電性連接該充電模組、該第二受電模組、該電源模組與該第二繼電器模組，其中該第二處理器用以接收該第二運作直流電壓，並藉此切換該第二繼電器模組，該第二受電模組用以將自身之受電狀況通知該第二處理器，該充電模組用以將該再生能源之供電狀況通知該第二處理器； 一第二媒體存取控制(media access control, MAC)晶片，電性連接該電源模組、該第二處理器與該第二繼電器模組，其中該第二媒體存取控制晶片用以接收該第二運作直流電壓進行運作，該第二處理器用以利用該第二運作直流電壓管理該第二媒體存取控制晶片透過該第二繼電器模組與該第四電傳輸介面來和該第一網路供受電交換器進行網路數據傳輸；以及 一第二供電模組，電性連接該電源模組、該第二處理器與該第二繼電器模組，其中該第二供電模組用以接收該第二運作直流電壓進行運作，該第二處理器用以利用該第二運作直流電壓管理該第二供電模組透過該第二繼電器模組與該第四電傳輸介面提供該第三直流電壓給該第一網路供受電交換器使用。
7. 如請求項6所述之網路供受電系統，其中該至少一個第二網路供受電交換器更包含一第三供電模組，其電性連接該第六電傳輸介面與該電源模組，其中該第三供電模組用以接收該第一直流電壓，並將其轉換為一規格電壓，以透過該第六電傳輸介面傳送該規格電壓給該至少一個網路受電裝置。
8. 如請求項6所述之網路供受電系統，其中該第四電傳輸介面為無護層雙絞線(UTP)、RJ45接頭或同軸電纜線接頭。
9. 如請求項1所述之網路供受電系統，其中該至少一個第二網路供受電交換器包含多個第二網路供受電交換器，該至少一個再生能源轉換器包含多個再生能源轉換器，該至少一個網路受電裝置包含多個網路受電裝置，該多個第二網路供受電交換器分別電性連接該多個再生能源轉換器，並分別電性連接該多個網路受電裝置。
10. 如請求項1所述之網路供受電系統，其中該至少一個網路受電裝置為網路攝影機或存取點。

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