CN101552704A - 对具有供电功能的网络设备进行测试的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对具有供电功能的网络设备进行测试的方法和装置，以解决无法对这种网络设备的性能指标的定量测试的问题。通过实施例阐述了如下方法：接收具有供电功能的网络设备传输的信号，根据所述网络设备采用的供电信号接入方式，从接收的信号中分离出供电信号，测量分离出的供电信号的电压和/或电流；另外针对所述网络设备发出的受电设备探测信号和功率分级探测信号，给出各种应答信号。根据实施例的技术方案，由于对PSE设备输出的信号中分离出供电信号并进行电压、电流的测量，以及对所述网络设备的探测能够给出多种应答信号，因此相比现有的测试方式方案而言，能够更准确、全面地测试PSE设备的POE功能。
Description
技术领域
本发明涉及网络设备测试领域，特别地涉及一种对具有供电功能的网络设备进行测试的方法和装置。
背景技术
在过去的若干年，以太网业已成为局域网组网最常见的方法，得到了广泛应用。而传统以太网设备接口仅提供数据信号传送功能，相关网络设备除需要数据连接外，还需本地供电，给综合布线带来了一定不便。
而IEEE802.3标准组业已为此开发制定了以太网标准的延伸形式，IEEE802.3af标准，以及正在讨论中的IEEE802.3af的升级标准IEEE802.3at。这两个POE(Power over Ethernet)标准定义了通过以太网电缆进行远程供电的具体方式方法，及相关技术指标。POE系统消除了需要额外的插口和接线，以向以太网络设备供电，降低了通信设备的布线复杂度和成本。
如POE相关标准定义的，供电设备PSE(Power Source Equipment)和受电设备PD(Powerd Device)为非数据实体，允许网络设备使用与数据通路相同的网线供电和获取电能。PSE设备作为以太网供电设备，主要有如下所述几个方面的PD管理任务：有效检测出有效的PD设备，允许对有效的PD设备进行供电；确认PD设备所需的功率等级，确定PD设备所需功率范围；供电期间确认PD在线；供电期间确认是否过流现象，并进行相应供电保护等。
由上可见POE供电设备在提供远程供电服务的同时，有一套自有的协议方法对供电进行管理。而PSE网络设备就需要从数据通信和对外供电管理两方面进行全面测试。目前一般直接采用以太网受电设备，如Ephone和WLAN AP等实际PD设备，对PSE设备进行测试。而使用实际PD设备进行测试时，只能根据PSE设备向用于测试的实际PD设备供电的状态，定性地得出PSE设备是否工作正常的测试结果，无法对PSE设备的性能指标作定量测试。并且使用实际PD设备进行测试时，一般只能根据所采用的PD设备自身的应用特点，实现PSE设备部分的运行状态，无法模拟PD设备所有可能的运行状态，因此测试的全面性不够。
发明内容
本申请的主要目的是提供一种对具有供电功能的网络设备进行测试的方法和装置，以解决无法对这种网络设备的性能指标的定量测试的问题。本申请的另一目的是模拟多种运行状态，以解决对这种网络设备的测试的全面性不够的问题。
为解决上述问题，本发明提供如下的技术方案：
一种对具有供电功能的网络设备进行测试的方法，包括：
接收具有供电功能的网络设备传输的信号；
根据所述网络设备采用的供电信号接入方式，从接收的信号中分离出供电信号；
测量分离出的供电信号的电压和/或电流。
一种对具有供电功能的网络设备进行测试的装置，包括：
接收模块，用于接收具有供电功能的网络设备传输的信号；
分离模块，用于根据所述网络设备采用的供电信号接入方式，从接收的信号中分离出供电信号；
输出模块，用于将分离模块得到的供电信号输出给电压和/或电流测量装置。
根据本申请实施例的技术方案，由于对PSE设备输出的信号中分离出供电信号，并针对该供电信号进行电压、电流的测量，因此相比现有的测试方式方案而言，能够更准确地测试PSE设备的POE功能。
附图说明
图1为本申请实施例中的测试装置功能框图；
图2A为本申请实施例中PD设备接口的Alternative A示意图；
图2B为本申请实施例中PD设备接口的Alternative B示意图；
图2C为本申请实施例中PD设备接口的带中继的Alternative B示意图；
图3为本申请实施例中差模共模信号分离信号电路示意图；
图4为本申请实施例中极性保护电路示意图；
图5为本申请实施例中过流过压保护电路示意图；
图6为本申请实施例中测试过程流程图；
图7为本申请实施例中电压电流检测示意图；
图8为本申请实施例中PD检测信号设置电路示意图；
图9A为本申请实施例中PD检测电容值区间示意图；
图9B为本申请实施例中PD检测电阻值区间示意图；
图10为本申请实施例中功率分级反馈信号控制示意图；
图11A为本申请实施例中的一种功率分级电路实现示意图；
图11B为本申请实施例中的另一种功率分级电路实现示意图；
图12为本申请实施例中老化负载电路可控电阻网络示意图；
图13为本申请实施例中老化负载电路可控电流控制电路示意图；
图14为本申请实施例中短时短路及AC Disconnect控制电路示意图；
图15为本申请实施例中的测试装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请实施例作具体说明。附图用于帮助理解实施例的技术方案，本申请在各种实现中不限于附图所示的形式。
实施例中以涉及IEEE802.3af和IEEE802.3at的具有供电功能的网络设备为例进行说明，在实现中本申请技术方案也可以用于测试一般的具有供电功能的网络设备，即，这种网络设备能够向远端设备发送数据并提供电能。
图1为测试装置的模块示意图，图中的模块可以根据实际应用环境，全部或部分地用于实际测试装置中，应用时可以根据图中箭头所示的顺序或其他顺序启动各个模块。
由于POE供电设备端口输出的信号是以太网数据信号和供电信号的合成信号，因此在接收到具有供电功能的网络设备传输的信号之后，需要将以太网数据信号和供电信号进行分离，然后对分离出的供电信号的电压和/或电流进行测量。这里对数据信号和供电信号进行分离时，具体根据具有供电功能的网络设备采用的供电信号接入方式进行。根据IEEE802.3af和IEEE802.3at，连接到PD受电设备以太网供电接口模式有2种，即Alternative A和Alternative B。具体的连接方式请参照图2A、图2B和图2C。
可以看出，使用Alternative A在一对双绞线上同时传输以太网数据信号和供电信号。其中以太网数据信号为差模信号，而电力信号为共模信号。则对于Alternative A可以但不限于使用变压器，将差模形式的以太网数据信号，和共模形式的供电信号分离。具体请参照图3。其中差模信号通过初级线圈和次级线圈耦合，由次级线圈的两个抽头输出；共模则由初级线圈的中间抽头输出。
对于Alternative B，以太网数据信号和电力信号在不同的双绞线上传输，可以非常容易地使用不同的传输通道直接分离。
通过上述以太网数据信号和电力信号分离，以太网数据信号即可通过其他接口或直接连接到专门的以太网数据测试设备上，如Smartbit，进行以太网数据相关测试。
而因为IEEE802.3标准并没有明确规定确定传输进来的电力信号的极性，而是根据MDI/MDI-X不同，给出了不同的极性配置。请参照表1。
在电力信号和以太网数据信号分离后，可以根据需要进行极性保护，这样能够给后续的测量提供确定极性的供电信号。可以将分离出的供电信号输入极性保护电路。通过选择合适结构的极性保护电路，将输入的供电信号的极性转换为预设的极性。极性保护电路可以使用但不限于二极管整流桥电路，具体请参照图4。因此可以测量极性保护电路输出的具有确定极性的电压和/或电流。
表1
| Conductor | Alternative A(MDI-X) | Alternative B(MDI) | Alternative B(All) |
| 1 | Vport负极性 | Vport正极性 | |
| 2 | Vport负极性 | Vport正极性 | |
| 3 | Vport正极性 | Vport负极性 | |
| 4 | Vport正极性 | ||
| 5 | Vport正极性 | ||
| 6 | Vport正极性 | Vport负极性 | |
| 7 | Vport负极性 | ||
| 8 | Vport负极性 |
因为在测试PSE设备时，暂时不能确认被测PSE设备完好，或是否存在其他干扰信号，因此所测试的供电信号可能存在过流、过压情况。故较佳地，还可以对电力信号的输入进行过流过压保护。具体可以采用图5所示的这种过流过压保护方式或其他方式。其中保险丝可以防止PSE设备在测试过程中提供的电流过大，导致测试设备烧毁现象；TVS管则可以在输入电压过高的情况下及时导通，将过高的电压能量泄放掉，进行过压保护；而压敏电阻与TVS管类似进行过压保护，在电压过高时，将改变所属自身电阻值，泄放掉高压能量，而且允许的泄放电流比TVS管大。
通过上述的信号分离和保护电路后，即可开始PSE设备的其他相关功能测试项目。可以使用一个流程实例进行描述，具体请参照图6。
在供电信号确定极性后，即可测试采集供电信号两极间电压，以及供电信号上所承载的电流。采集电压电流电路可以而不限于使用A/D转换电路，将电压电流值转变成数字信号量，输出给控制计算电路进行分析计算。图7给出了一个电压量和电流量采集电路的实例。
电压量采集电路，直接在供电信号正负极间串联大电阻R1和R2，通过R1和R2对输入的供电信号进行分压到合适的电压范围，然后使用ADC电路进行采样，采样值输出到控制计算电路。分压电阻R1和R2的阻值应足够大，防止出现整个测试装置电路的输入电阻范围太小，无法达到AC Disconnect规定的高阻状态。
电流量采集电路则通过串接在供电信号负极的小阻值电阻R3(或分流器)将电流信号转换成电压量，通过放大电路将该小信号电压放大后，输入到ADC电路进行采样。一般情况下，电流量采集电路中的使用电流检测电阻R3电阻不能太大，以防电能损耗过大，及电压出现太大偏移。
采集供电信号的电压电流，可以确切地、定量地测试了解PSE供电功能的各方面指标，包括但不限于PSE供电设备输出的实时电压、实时电流及相应状态的持续时间和间隔时间。
在PSE发出PD有效设备探测信号时，根据预设方案反馈一个PD设备是否有效信号。相关检测阻值容值区间请具体请参照图9A和图9B。在图9A和图9B中根据标准标示了PD设备的电阻值区间、电容值区间与PSE判定PD设备是否有效之间的关系。在实际运行中，PSE根据PD设备的有效或无效，相应对PD设备供电或拒绝供电。该反馈信号包括但不限于如图8所示电路架构。该电路通过设置不同的检测电阻，以使PSE测到的电阻值处于有效或无效PD设备的电阻值区间内或区间端点。另外也可以搭建包含有电容的电路，通过改变检测容值使其位于图9A和图9B所示的各个区间以及区间端点。通过以上设置反馈信号，从而可以得出PSE设备探测到相应预设电阻值或电容值后，所进行的相关动作处理，从而得出PSE设备是否满足以太网标准对PD检测操作的要求。
确认接入有效PD设备后，PSE设备可以进一步发出功率等级探测信号，输出15.5～20.5V的供电电压。该阶段可以模拟各个功率等级回馈信号区间的回馈信号，从而观测PSE设备是否能如期地进行相应的功率控制。相关功率等级回馈信号具体参照表2。
表2
| 回馈信号范围(单位：mA) | 功率等级 |
| [0，5] | 0 |
| (5，8) | 0或1 |
| [8，13] | 1 |
| (13，16) | 0，1或2 |
| [16，21] | 2 |
| (21，25) | 0，2或3 |
| [25，31] | 3 |
| (31，35) | 0，3或4 |
| [35，45] | 4 |
| (45，51) | 0或4 |
可以但不限于搭建一个电流控制电路，使在PSE设备发出功率等级探测信号的15.5～20.5V期间，使流过PSE设备功率分级探测接口的电流为预定功率分级电流。如图10所示。当然更进一步地，可以采用图11A所示的电路进行控制流过的电流，该方式可以线性地调整功率分级电流，实现更详细灵活的测试；对于利用某些现有标准PD器件，比如MAX5940B，则可以利用器件本身特点，采用但不限于图11B所示电路，控制功率分级电流，使功率分级电流达到预期值，以期完成后续测试。
在完成功率等级检测后，PSE设备将根据自身的供电策略决定是否供电。如若确定供电，则PSE供电端口将持续升高电压到44～57V，此时即可控制老化负载电路吸收供电信号传输的电能，使老化负载的功率处于预设范围。老化负载的值可以改变或为定值，具体设备可以是现有的电子负载，包括电能反馈式电子负载；也可以是如图12所示的可控分级电阻网络，或者如图13所示是电流控制电路等。
PSE供电设备进入正式供电后，可以完成以下测试操作：
可以控制老化负载，使PSE输出的电流小于10mA，并保持一定的时间，以观测PSE的反应是否符合以太网供电标准：小于10mA电流超过400ms时，即进入DC disconnect状态，PSE应该将供电断开，反之则继续保持供电。
可以控制老化负载，使老化负载吸收的功率超过原先设置的等级功率的最大功率限制，即PSE输出电流超过了IEEE802.3标准规定的15400/Vport，或IEEE802.3at标准规定的3600/Vport，时间超过50ms，用以观测PSE供电设备是否进行功率限制，并对过流现象进行相应操作。另外可以控制老化负载对PSE进行最大功率老化测试，动态功率负载老化测试。
可以但不限于通过如图14所示开关电路，短时将供电信号两极间进行短路，观测PSE供电设备是否在75ms内关断供电，对受电PD的短路情况进行保护。
可以但不限于通过图8所示开关电路，将PSE供电设备供电信号作为图中的供电信号输入，然后调节图中开关电路的阻抗值，以此检测PSE供电设备的负载在特定的阻抗值下的相应处理方式，例如使图中开关电路的两极间阻抗满足进入AC Disconnect状态所需的阻值容值要求，检测PSE供电设备对于ACDisconnect的处理方式。
根据本实施例中的方法，基于同一发明构思，可以得出一种对具有供电功能的网络设备进行测试的装置，下面对这种装置进行说明。如图15所示，本实施例中的测试具有供电功能的网络设备的测试装置150包括接收模块151、分离模块152和连接模块153，其中接收模块151用于接收具有供电功能的网络设备传输的信号；分离模块152用于根据所述网络设备采用的供电信号接入方式，从接收的信号中分离出供电信号并输出；连接模块153用于接收分离模块得到的供电信号并与电压和/或电流测量装置相连接。
分离模块152的一种结构是包括分离单元、极性保护单元和输出单元。其中分离单元，用于根据所述网络设备采用的供电信号接入方式，从接收的信号中分离出供电信号。极性保护单元用于将分离单元分离出的供电信号的极性转换为预设的极性。输出单元用于输出经过保护单元转换极性的供电信号。
根据需要进行的测试项目，图15所示的测试装置150可以包括各种相应的功能元件或模块。测试装置150可以进一步包括电阻值可调的电阻性装置和/或电容值可调的电容性装置以及连接部件，该连接部件用于将电阻性装置和/或电容性装置连接至具有供电功能的网络设备，以实现PD有效性探测响应。
为了测试网络设备的功率分级探测接口，测试装置150可以进一步包括电流响应模块，用于向所述网络设备发送预设强度的功率分级电流。
为了对网络设备进行最大功率老化测试或动态功率负载老化测试，测试装置150可以进一步包括阻抗值可调的负载以及与分离模块152的输出端相连接的连接部件，或者进一步包括收功率可调的负载装置以及与分离模块152的输出端相连接的连接部件。
根据本申请实施例的技术方案，由于对PSE设备输出的信号中分离出供电信号，并针对该供电信号进行电压、电流的测量，以及宽泛地可控地模拟覆盖了PD设备可能出现的各种情况，与采用实际PD设备的测试方案相比，本申请实施例的测试方案中各个测试项目相应的应答信号能够可根据需要进行调整，由此能够模拟各种可能情况以进行更为全面的测试，因此相比现有的测试方式方案而言，能够更准确、全面地测试PSE设备的POE功能。
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 (12)
1、一种对具有供电功能的网络设备进行测试的方法，其特征在于，包括：
接收具有供电功能的网络设备传输的信号；
根据所述网络设备采用的供电信号接入方式，从接收的信号中分离出供电信号；
测量分离出的供电信号的电压和/或电流。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量分离出的供电信号的电压和/或电流之前进一步包括：
将分离出的所述供电信号输入极性保护电路，所述极性保护电路用于将输入信号的极性转换为预设的极性；
所述测量分离出的供电信号的电压和/或电流包括：
测量所述极性保护电路输出的电压和/或电流。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从接收的信号中分离出供电信号之后进一步包括：
将电容性装置和/或电阻性装置连接至所述网络设备，其中电容性装置的电容值位于有效受电设备的电容区间、无效受电设备的电容区间或该两种电容区间之间，和/或
电阻性装置的电阻值位于有效受电设备的电阻区间、无效受电设备的电阻区间或该两种电阻区间之间，
检查所述网络设备的受电设备有效性探测结果。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从接收的信号中分离出供电信号之后进一步包括：
向所述网络设备发送预设强度的功率分级电流；
检查所述网络设备的功率分级探测结果。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从接收的信号中分离出供电信号之后进一步包括：
将分离出的供电信号加在预选的负载上，并将该负载的阻抗值调节至预设的范围；
检查所述网络设备的供电状态。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从接收的信号中分离出供电信号之后进一步包括：
将分离出的供电信号加在预选的负载上，使负载吸收的功率在预设的时间长度内处于预设范围；
检查所述网络设备的供电状态。
7、一种对具有供电功能的网络设备进行测试的装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收具有供电功能的网络设备传输的信号；
分离模块，用于根据所述网络设备采用的供电信号接入方式，从接收的信号中分离出供电信号；
连接模块，用于接收所述供电信号并与电压和/或电流测量装置相连接。
8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述分离模块包括：
分离单元，用于根据所述网络设备采用的供电信号接入方式，从接收的信号中分离出供电信号；
极性保护单元，用于将分离单元分离出的供电信号的极性转换为预设的极性；
输出单元，用于输出经过保护单元转换极性的供电信号。
9、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，进一步包括：
电阻值可调的电阻性装置和/或电容值可调的电容性装置；
连接部件，用于将所述电阻性装置和/或电容性装置连接至所述网络设备。
10、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，进一步包括电流响应模块，用于向所述网络设备发送预设强度的功率分级电流。
11、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，进一步包括阻抗值可调的负载，以及与所述分离模块的输出端相连接的连接部件。
12、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，进一步包括吸收功率可调的负载装置，以及与所述分离模块的输出端相连接的连接部件。
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