CN101232384A - 一种以太网供电功能交换机的测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以太网供电功能交换机的测试方法及装置，包括：接收交换机传输的信号，让所述传输信号的交流信号通过，用于对数据交换功能进行测试；在接收到受电设备探测脉冲时反馈表征属于受电设备及设备功率的应答信号；交换机在接收到所述应答信号后在所述传输信号中输出直流信号；将所述传输信号的直流信号隔离后将直流信号提取；根据对所述直流信号的测试确定交换机功率输出是否正常。使用本发明，使得测试装置结构简单，成本低廉，相对现有还需真实受电设备进行测试的方案而言，更具可操作性。

Description

一种以太网供电功能交换机的测试方法及装置

技术领域

本发明涉及交换机的测试技术，特别涉及一种PoE功能交换机的测试方法及装置。

背景技术

PoE(Power over Ethernet，以太网供电)是一种使用双绞线(Twisted-PairCable)传输电能的技术，由IEEE802.3af定义。在该技术中将电源和数据信号在同一束双绞线上传输，从而降低了通信设备的布线复杂度和成本。

PoE标准规定：交换机端口需要判断所连接设备是否为PD(PoweredDevice，受电设备)，只允许对PD供电，而不能对非PD供电；并且，在判断接入设备为PD后，需要进一步判断PD的等级，根据PD的等级决定输出的功率。在标准中对PD规定了5个等级，针对这5个等级，PoE交换机分别有相应的输出功率要求，如下表所示5个等级分别为：

PD等级	交换机输出功率	说明
			0	≥15.4W	无法识别等级，默认等级
1	≥4W	小功率PD
			2	≥7W	中等功率PD
3	≥15.4W	大功率PD
			4	≥15.4W	标准保留等级，目前同0级

对于具有PoE功能的交换机，其端口具有数据通信和对外供电两种功能。因此，在产品出厂前的测试中，需要对这2种功能均进行全面测试。目前，现有技术中通常采用普通的PD进行测试，如采用以太网供电的VoIP(Voice overIP，基于IP的语音传输)电话机、无线AP(Access Point，接入点)等设备进行测试。但是，其存在的不足在于：

1、普通PD的通讯数据量一般比较小，无法对交换机的数据交换能力进行全面测试；

2、普通PD的功率是固定的，无法进行调整，一般也达不到最大功率，无法对交换机端口的功率适应性和最大输出功率进行测试；

3、普通的PD还有很多其他的功能，成本较高，如果测试一款48口交换机，其测试设备的成本是可观的。

发明内容

本发明提供一种PoE功能交换机的测试方法及装置，用以解决现有技术中在PoE功能的交换机测试中存在的测试过程复杂的问题。

本发明提供了一种PoE功能交换机的测试方法，包括如下步骤：

接收交换机传输的信号，让所述传输信号的交流信号通过，用于对数据交换功能进行测试；

在接收到受电设备探测脉冲时反馈表征属于受电设备及设备功率的应答信号；交换机在接收到所述应答信号后在所述传输信号中输出直流信号；将所述传输信号的直流信号隔离后将直流信号提取；根据对所述直流信号的测试确定交换机功率输出是否正常。

较佳地，进一步包括如下步骤：

将所述提取的直流信号按确定的极性在两极输出后，对直流信号进行测试。

较佳地，所述反馈表征属于PD设备及设备功率的应答信号包括，根据所需测试功率反馈设备功率的应答信号。

本发明还提供了一种PoE功能交换机的测试装置，包括输入接口、输出接口、隔离变压器、控制模块、指示器，其中：

输入接口与输出接口通过隔离变压器相连，在传输信号时让交流信号通过，用于对数据交换功能进行测试；

隔离变压器，用于隔离输入接口与输出接口之间连接线上的直流信号，并通过中心抽头将直流信号提取；

控制模块与指示器串联在提取出直流信号的两极之间，所述指示器，用于指示交换机功率输出是否正常；所述控制模块，用于当接收到PD探测脉冲时反馈表征自身属于PD设备及设备功率的应答信号。

较佳地，进一步包括：

整流桥，用于将所述通过中心抽头提取的直流信号按确定的极性在两极输出；

所述整流桥的两极之间串联有所述控制模块与指示器。

较佳地，进一步包括瞬态电压抑制管，与所述整流桥两极之间串联的控制模块与指示器并联，用于在出现高电压时对电路进行保护。

较佳地，所述控制模块包括串联的控制芯片、功率电阻、控制电阻，其中：

功率电阻，用于消耗所通过的电流；

控制电阻，用于控制测试所需功率；

控制芯片，用于当接收到PD探测脉冲时反馈表征自身属于PD设备、及根据控制电阻反馈设备功率的应答信号。

较佳地，所述控制电阻包括至少两组并联的调整电路，每组调整电路由开关电路与电阻元件串联构成，所述控制电阻通过控制开关电路的开合调整控制电阻的功率。

本发明有益效果如下：

本发明中，由于在输入接口与输出接口之间连接线上传输信号时，让交流信号通过，并隔离直流信号，使得在测试中能够采用更大的数据流量进行测试，可以保证对交换机的数据交换能力的全面测试；

进一步的，通过控制电阻可以对功率进行调整，克服了普通PD的功率是固定的，无法进行调整，同时也达不到最大功率的不足，能够对交换机端口的功率适应性和最大输出功率进行全面的测试；

本发明测试装置结构简单，成本低廉，相对现有还需真实PD设备进行测试的方案而言，无疑更具可操作性。

附图说明

图1为本发明实施例中所述PoE功能交换机的测试方法实施流程示意图；

图2为本发明实施例中所述PoE功能交换机的测试装置结构示意图；

图3为本发明实施例中所述隔离变压器的电路示意图；

图4为本发明实施例中所述整流桥的电路示意图；

图5为本发明实施例中所述测试装置对PoE交换机的测试结构示意图；

图6为本发明实施例中所述测试装置对PoE交换机进行测试的实施流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

首先对测试的方法及装置的具体实施进行介绍，然后对如何将测试装置运用到对具有PoE功能的交换机测试的具体实施方式进行说明。

图1为PoE功能交换机的测试方法实施流程示意图，如图所示，包括如下步骤：

步骤101、在接收到受电设备探测脉冲时反馈表征属于受电设备及设备功率的应答信号；

步骤101中，具体接受脉冲进行反馈的元器件可以采用遵从802.3af标准中对PD规定的芯片，一般如以太网供电VoIP电话机、AP等的PD采用这类芯片。其可以在当PoE交换机发出PD探测脉冲时，向交换机表征自己是标准的PD设备。

测试时，还可以在反馈表征属于PD设备及设备功率的应答信号时，根据所需测试功率反馈设备功率的应答信号。具体的，在步骤101中采用的芯片此时可以在当PoE交换机发出等级探测脉冲时，根据配置的等级功率，向交换机表征自己的功率等级。

步骤102、交换机在接收到所述应答信号后，通过输入接口输入信号。

步骤103、接收交换机传输的信号时，让交流信号通过，用于对数据交换功能进行测试，并在隔离直流信号后将直流信号提取。

在步骤103中，具体的可以采用隔离变压器来进行实施，如可以采用隔离变压器隔离输入接口与输出接口之间连接线上的直流信号，并通过中心抽头将直流信号提取出来。

步骤104、将所述提取的直流信号按确定的极性在两极输出。

在步骤104中，具体的可以采用整流桥来进行实施，如采用二极管的全桥整流电路，使得不论输入信号的极性如何，可以给出确定的极性输出。即从提取出来的二根直流信号线中，不论哪根为正极哪根为负极，经过整流桥之后，都可以使得标识“+”的一端为正极，标识“-”的一端为负极。

步骤105、对直流信号进行测试，根据供电指示确定交换机功率输出是否正常。

由上述实施可以看出，当由交换机输出的包含数据信号和PoE功率的混合信号，经过隔离变压器被分离后，一部分到达输出接口，而另一部分由隔离变压器提取的PoE信号，在测试装置内进行检测，从而实现了同时测试数据通信和PoE功能的目的。由实施例可以看出，由于交流信号与直流信号相对独立，因此即使在交换机没有接收到应答消息未传输直流信号时，由于数据是在交流信号上传输，因此此时也可以进行交换机数据交换性能的测试，即对POE交换机数据通信功能的测试和对外供电功能的测试可以是两个并行的过程，之间没有必然的时序关系。

本发明实施例还提供了一种PoE功能交换机的测试装置，下面结合附图对其实施方式进行说明。

图2为PoE功能交换机的测试装置结构示意图，如图所示，测试装置中包括输入接口201、输出接口202、隔离变压器203、整流桥204、控制模块205、指示器206，其中：

输入接口201与输出接口202通过隔离变压器203相连，在传输信号时让交流信号通过，用于对数据交换功能进行测试；

隔离变压器203可以隔离输入接口201与输出接口202之间连接线上的直流信号，并通过中心抽头将直流信号提取；

整流桥204可以将通过中心抽头提取的直流信号按确定的极性在两极输出；

在整流桥204的两极之间串联有控制模块205与指示器206，所述指示器206用于指示交换机功率输出是否正常；所述控制模块205用于当接收到PD探测脉冲时反馈表征自身属于PD设备及设备功率的应答信号。

具体实施中，输入接口、输出接口可以采用RJ45接口，采用RJ45接口的输入接口可以在外部与交换机的端口相连，在内部通过隔离变压器(transformer)与采用RJ45接口的输出接口相连。图3为隔离变压器的电路示意图，可以采用如图所示的隔离变压器进行实施，实际上还可以采用其他的元件进行实施，隔离变压器的功能是将其两侧的交流信号无衰减的传输，而将直流信号隔离。因为在双绞线输入的既包括数据信号，也包括PoE电流，经过隔离变压器后，前者是交流信号，可以无损耗的穿过；后者是直流信号，被隔离，通过隔离变压器的中心抽头(Center Tap)，可以将该直流信号提取出来。正是由于将直流信号进行了隔离，使得交流信号可以无损耗的穿过，因此测试中可以通过测试软件模拟等多种方式对多种数据传输速率进行测试，克服了用PD设备进行测试时只能测试单一速率的不足，结合控制模块对所需测试功率的调整功能，便可对交换机进行不同功率下不同数据传输速率的测试了。

数据信号经过隔离变压器处理后便可以畅通无阻的到达采用RJ45接口的输出接口；同样的，由输出RJ45进入的数据信号，也可以畅通无阻的通过隔离变压器到达输入RJ45。因此，该装置就为数据信号建立了一个完整的、几乎无衰减的通道。

由隔离变压器的中心抽头提取出PoE电流后接入整流桥(rectifier)，图4为整流桥的电路示意图，可以采用如图所示的整流桥进行实施，实际上还可以采用其他的元件进行实施，整流桥内部采用二极管的全桥整流电路。整流桥的作用是：不论输入信号的极性如何，可以给出确定的极性输出。从隔离变压器提取出来的二根线中，不论哪根为正极哪根为负极，经过整流桥之后，都可以使得标识“+”的一端为正极，标识“-”的一端为负极。

控制模块205用于当接收到PD探测脉冲时反馈表征自身属于PD设备及设备功率的应答信号。控制模块中可以包括串联的控制芯片2051、功率电阻2052、控制电阻2053，其中：

功率电阻，用于消耗所通过的电流；

控制电阻，用于控制测试所需功率；

控制芯片，用于当接收到PD探测脉冲时反馈表征自身属于PD设备、及根据控制电阻反馈设备功率的应答信号。

所述控制电阻2053中可以包括至少两组并联的调整电路，每组调整电路由开关电路与电阻元件串联构成，所述控制电阻通过控制开关电路的开合调整控制电阻的功率。

实施中可以采用遵从802.3af标准中对PD规定的控制芯片，一般如以太网供电VoIP电话机、AP等的PD采用的芯片都可实施。控制芯片的作用是：当PoE交换机发出PD探测脉冲时，该芯片向交换机表征自己是标准的PD设备；当PoE交换机发出等级探测脉冲时，该芯片能够根据外部配置的等级电阻，向交换机表征自己的功率等级。

控制芯片的外围可以包括用于控制测试所需功率的分级电路用作控制电阻，具体实施中可以根据现行标准分成5级，即，由5颗电阻和串联的开关组成，分别代表等级0～4。某个开关闭合，则相应的分级电阻接入，控制芯片就可以根据该电阻决定向交换机反馈的功率等级。

功率电阻是消耗功率的器件，当交换机正常对外供电后，大部分的电流将流经该电阻，转化为热量。供电指示灯是供测试人员观察的装置，当交换机正常对外供电后，该指示灯会发光。

在测试装置中还可以进一步包括TVS(Transient Voltage Suppressor，瞬态电压抑制)管207，与所述整流桥两极之间串联的控制模块与指示器并联，用于在出现高电压时对电路进行保护。在整流桥输出之后，还可以并联了一个TVS管，该元件的特性是：当正负极间的电压高于一定值后(例如60V)，会发生击穿，使电压稳定在该值。测试装置中采用它的目的是：万一由于被测交换机的故障，导致输入的电压过高，或者线路上串入了危险的高压，可以保护测试装置的电路，免受高压的损坏。

由上述实施可见，由交换机输出的包含数据信号和PoE功率的混合信号，经过隔离变压器被分离，一部分到达输出接口的RJ45，另一部分由隔离变压器提取的PoE信号，在测试装置内进行检测。从而达到了同时测试数据通信和PoE功能的目的。

下面对测试装置的具体测试方法进行说明。

利用测试装置实现PoE交换机测试时，可以先构建具有完整的数据通路，如采用双绞线通过两个测试装置串联后分别与交换机的2个端口连接，进行数据通信测试；此时，利用测试装置便可以对PoE功能的交换机进行测试。

图5为测试装置对PoE交换机的测试结构示意图，如图所示，其中包括待测试的交换机和测试装置。测试装置的输入接口与输出接口采用RJ45接口，分别命名为“输入RJ45”和“输出RJ45”。两个测试装置的输入RJ45分别采用双绞线与交换机端口A、端口B相连，两个输出RJ45采用双绞线相连。

首先，可以看出：通过双绞线和测试装置，端口A和端口B之间建立了一条完整的数据通路，由于测试装置中的隔离变压器的作用，数据信号可以几乎无衰减地传输，端口A和端口B通过以太网的链路检测机制可以建立链接(Link Up)，之后端口A和端口B之间可以进行通信。进一步的，PoE交换机还可以通过运行适当的测试程序后，可以对端口A和端口B之间的数据通信功能进行测试。

其次：由于测试装置电路中控制芯片会反馈自身是PD应答信号的作用，PoE交换机会将其识别为符合标准的PoE设备(PD)，并对其输出电流，在获取电流后，测试装置上的指示器在采用指示灯时会通过发光来进行指示。而测试装置上设有的5个切换开关，可以切换PD的等级在0～4之间变化，从而交换机可以判断测试装置的等级并提供相应的功率。在交换机运行适当的程序，可以显示当前判别出的PD等级和输出的功率，测试人员可以据此判断交换机的PoE功能是否正常。

图6为测试装置对PoE交换机进行测试的实施流程示意图，如图所示，包括如下步骤：

步骤601、测试程序开始运行。

本步骤中PoE交换机运行适当的程序，测试员可通过PC或其他测试终端读取运行数据。

步骤602、端口发包对交换性能测试。

本步骤中交换机运行数据通信测试程序，例如：端口A发送1,000,000个数据包，端口B对收到数据包的个数和内容进行统计，如果没有发生丢包或数据错误，则认为数据通信正常；否则，数据通信故障。同样的，也可以进行端口B发送、端口A接收的测试。所有端口的测试均正常后，进入下一测试项；否则，为不合格品。

步骤603、检测PD并显示供电状态。

本步骤为PoE功能测试，具体的，测试员可以先确认测试装置上设置的PD等级，程序运行后，测试员观察测试装置上的指示灯是否发光，若发光说明PoE供电正常，否则不合格。然后从PC或者其他测试终端上读取由交换机实际输出的PD等级和相应功率，然后将该实际输出PD等级与功率与在测试装置上设置的PD等级和功率进行比较，如果一致，则合格；若不一致，则为不合格品。

步骤604、判断是否所有等级均测试完毕，是则转入下一步骤606，否则执行步骤605。

步骤605、变换PD等级，转入步骤603进行新的功率等级测试。

步骤604与605的目的在于，在进行一个PD等级的测试之后，可以切换测试装置到其他等级后进行同样的测试。全部等级测试合格，才进入下一步骤606；在此过程中任何一个等级测试出现失败，则可判定为不合格品。

步骤606、最大功率烤机。

进一步的，测试装置还可以对交换机进行烤机测试，本步骤的老化烤机测试中，可以将测试装置切换到3级，则交换机输出最大功率15.4W，在特定环境下，对交换机进行老化烤机一段时间，如40摄氏度，烤机12小时。这段时间，交换机会运行监控程序，如果出现PoE供电异常，则会自动记录到故障日志中，供测试员查看。

步骤607、结束。

由上述实施例可见，本发明可以对交换机的数据通信功能和PoE功能同时进行测试，从而减少了操作复杂度。

由于采用了隔离变压器消除了直流信号的影响，使得测试中能够采用更大的数据流量进行测试，可以保证数据通信测试的完备性。

测试时还可以对各功率等级下的PoE功能进行测试，进一步的还可以设定最大功率下的老化烤机测试，从而能够保证对交换机PoE功能测试的完备性。

同时，测试装置结构简单，成本低廉，相对现有还需真实PD设备进行测试的方案而言，无疑更具可操作性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种以太网供电功能交换机的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

接收交换机传输的信号，让所述传输信号的交流信号通过，用于对数据交换功能进行测试；

在接收到受电设备探测脉冲时反馈表征属于受电设备及设备功率的应答信号；交换机在接收到所述应答信号后在所述传输信号中输出直流信号；将所述传输信号的直流信号隔离后将直流信号提取；根据对所述直流信号的测试确定交换机功率输出是否正常。

2.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，进一步包括如下步骤：

将所述提取的直流信号按确定的极性在两极输出后，对直流信号进行测试。

3.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述反馈表征属于受电设备及设备功率的应答信号包括，根据所需测试功率反馈设备功率的应答信号。

4.一种以太网供电功能交换机的测试装置，其特征在于，包括输入接口、输出接口、隔离变压器、控制模块、指示器，其中：

输入接口与输出接口通过隔离变压器相连，在传输信号时让交流信号通过，用于对数据交换功能进行测试；

隔离变压器，用于隔离输入接口与输出接口之间连接线上的直流信号，并通过中心抽头将直流信号提取；

控制模块与指示器串联在提取出直流信号的两极之间，所述指示器，用于指示交换机功率输出是否正常；所述控制模块，用于当接收到受电设备探测脉冲时反馈表征自身属于受电设备及设备功率的应答信号。

5.如权利要求4所述的测试装置，其特征在于，进一步包括：

整流桥，用于将所述通过中心抽头提取的直流信号按确定的极性在两极输出；

所述整流桥的两极之间串联有所述控制模块与指示器。

6.如权利要求5所述的测试装置，其特征在于，进一步包括瞬态电压抑制管，与所述整流桥两极之间串联的控制模块与指示器并联，用于在出现高电压时对电路进行保护。

7.如权利要求4或5或6所述的测试装置，其特征在于，所述控制模块包括串联的控制芯片、功率电阻、控制电阻，其中：

功率电阻，用于消耗所通过的电流；

控制电阻，用于控制测试所需功率；

控制芯片，用于当接收到受电设备探测脉冲时反馈表征自身属于受电设备、及根据控制电阻反馈设备功率的应答信号。

8.如权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述控制电阻包括至少两组并联的调整电路，每组调整电路由开关电路与电阻元件串联构成，所述控制电阻通过控制开关电路的开合调整控制电阻的功率。

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