CN101958797A - 以太网供电系统和工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种以太网供电系统和工作方法，属于通信电子领域。以太网系统包括：至少两个POE模块，用于将电源功率分配给各个POE芯片；至少两个以太网供电模块中，第一以太网供电模块中有一个以太网供电芯片为主芯片；除第一以太网供电模块之外的其余以太网供电模块中每一个以太网供电模块中有一个以太网供电芯片为主/从切换芯片；POE芯片，用于将POE模块分配的电源功率配置到各个POE端口上；第一开关，用于实现至少两个以太网供电模块的连通与断开；第二开关，用于将主/从切换芯片设置为主芯片或者设置为从芯片。本发明不仅可以对POE系统的多个POE模块进行全局管理，也可以进行独立管理，提高了用户的使用体验。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电路技术，尤其涉及一种以太网供电系统和工作方法，属于通信电子领域。
背景技术
以太网供电(Power Over Ethernet，以下简称POE)技术是指通过交换机给用户设备传输数据信号的同时，还为这些用户设备供电的技术。交换机中的POE模块就是用来给用户设备供电。
现有技术设计的POE模块的端口数量固定，例如，设计的POE模块为X口模块，当交换机的端口≤X时，该交换机可以直接应用该X口的POE模块；当交换机的端口＞X时，可以应用两个或两个以上的X口的POE模块。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺点：
将两个或两个以上的X口的POE模块应用于大于X口的交换机时，每个X口的POE模块需要通过软件单独分配指定的功率，超过分配的指定功率后该X口的POE模块就不再对用户设备供电，这将导致同时使用多个POE模块时硬件不能进行全局的功率管理，从而造成使用上的不便；
将X口的POE模块应用于小于X口的交换机时，会造成硬件资源的严重浪费，不具备良好的通用性。
例如，目前交换机的端口数量一般为24口和48口，因此现有技术中设计有单独的24口POE模块，或48口POE模块。在48口的交换机上可以应用两个24口POE模块，这两个POE模块属于分立结构，各自管理前后24个端口。但是，这种方式在硬件上不能灵活分配系统的总功率，假设POE电源功率为360W，每个POE模块平均分配180W功率，而用电设备为30W设备，那么该48口交换机的前后24个口都分别只有6个口能对外供电。在此情况下，如果有12个30W的用户设备，只能在该48口交换机的前24口插6个，后24口再插6个，如果一个POE模块上插得用户设备超过6个，则该POE模块对超出的用户设备不供电，因此，这种供电方式使得用户不能随意选择交换机的端口使用，从而造成用户使用上的不便。
如果根据端口数量设计了48口POE模块，虽然48口POE模块可以使用户可以将用户设备插在任意的端口上，无须考虑前后24口的功率限制，但是将48口模块用于24口交换机时，会造成硬件资源的严重浪费，不具备良好的通用性。
发明内容
本发明提供了一种以太网供电系统和工作方法，属于通信电子领域。本发明不仅可以对POE系统的多个POE模块进行全局管理，也可以进行独立管理，大大提高了用户的使用体验。
本发明提供了一种POE系统，所述系统包括：
至少两个以太网供电模块，用于将电源功率分配给各个以太网供电芯片；
所述至少两个以太网供电模块中，第一以太网供电模块中有一个以太网供电芯片为主芯片；除第一以太网供电模块之外的其余以太网供电模块中每一个以太网供电模块中有一个以太网供电芯片为主/从切换芯片；
所述以太网供电芯片，用于将以太网供电模块分配的电源功率配置到各个以太网供电端口上；
第一开关，设置在所述至少两个以太网供电模块共有的连线上，通过所述第一开关的闭合与打开分别实现所述至少两个以太网供电模块的连通与断开；
第二开关，与所述主/从切换芯片相连，用于通过所述第二开关的切换将所述主/从切换芯片设置为主芯片或者设置为从芯片。
本发明提供了一种POE系统的工作方法，当需要对至少两个以太网供电模块统一管理时，闭合第一开关，使所述至少两个以太网供电模块连通；
并通过所述第二开关的切换将所述主/从切换芯片设置为从芯片；
当需要对所述至少两个以太网供电模块独立管理时，打开所述第一开关，使所述至少两个以太网供电模块独立工作；
并通过所述第二开关的切换将所述主/从切换芯片设置为主芯片。
本发明通过在至少两个POE模块之间设置第一开关，并将除第一POE模块之外的其余POE模块中每一个POE模块的一个POE芯片设置为主/从切换芯片，通过第一开关的闭合或打开分别实现至少两个POE模块的连通或断开，并利用与主/从切换芯片相连的第二开关，根据需要将该主/从切换芯片设置为主芯片，或者设置为从芯片，不仅可以对POE系统的多个POE模块进行全局管理，也可以进行独立管理，大大提高了用户的使用体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明POE系统结构示意图；
图2为将2个24口的POE模块作为整体使用的示意图；
图3为2个24口的POE模块独立使用的示意图；
图4为本发明使用的开关为MOS管时的POE系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
图1为本发明POE系统结构示意图，如图1所示，该电路包括：至少两个POE模块10、每个POE模块上至少包括一个POE芯片101、第一开关11和第二开关12；
至少两个POE模块10，用于将电源功率分配给POE芯片101；
至少两个POE模块中，第一POE模块中有一个POE芯片为主芯片；除第一POE模块之外的其余POE模块中每一个POE模块中有一个POE芯片为主/从切换芯片；
具体的，当至少两个POE模块10中第一POE模块上只有一个POE芯片时，将第一POE模块上的POE芯片101设置为主芯片；当第一POE模块上至少有两个POE芯片时，将其中第一POE芯片设置为主芯片，其余POE芯片均设置为从芯片；
当除了第一POE模块之外的其余POE模块中，每一个POE模块上均只有一个POE芯片时，将每个POE芯片均设置为主/从切换芯片，主/从切换芯片的意思是可以根据实际需要将该主/从切换芯片设置为主芯片或者设置为从芯片；除第一POE模块之外的其余POE模块中每一个POE模块上至少有两个POE芯片时，将其中一个POE芯片设置为主/从切换芯片，其余POE芯片均设置为从芯片。
本发明以每一个POE模块中至少有两个POE芯片为例进行说明。
至少两个POE模块10之间可以通过串行外围设备接口(SerialPeripheral Interface，以下简称SPI)总线相连，也可以通过内置集成电路(Inter-Integrated Circuit，以下简称I2C)总线相连。SPI总线包括串行数据输入(Serial Digital Input，以下简称SDI)线，串行数据输出(SerialDigital Output，以下简称SDO)线，片选(Chip Select，以下简称CS)线和串行时钟(Serial Clock，以下简称SCLK)线这四根线。本发明以至少两个POE模块10之间通过SPI总线相连为例进行说明，但不限于SPI总线，凡是用到SPI总线之处均可以用I2C总线来替代，相应的，凡是用到I2C总线之处也均可以用SPI总线来替代，而且本发明不限制于SPI总线或I2C总线，实际应用中，可以根据具体情况选取其它的总线方式来连接POE模块或POE模块上的POE芯片。
当一个POE模块上至少包括两个POE芯片时，每个POE模块上的POE芯片之间也通过SPI总线相连或I2C总线相连。
POE芯片，用于将POE模块分配的电源功率配置到各个POE端口上；
第一开关11，用于设置在至少两个以太网供电模块10共有的连线上，通过第一开关11的闭合实现至少两个以太网供电模块10的连通，或者通过第一开关11的打开实现至少两个以太网供电模块10的断开；
设至少两个POE模块10之间通过SPI总线相连，因此可以在SPI总线上设置第一开关。通过第一开关11的闭合与打开来分别实现至少两个POE模块10的连通与断开。
SPI总线的任何一条线断开的话，SPI总线就是断开的，因此在SPI总线的任一条线上设置开关均可，例如在SPI总线的SCLK线上设置一个开关，当第一开关打开时，至少两个POE模块10之间是断开的，即各个POE模块是独立使用的；当第一开关闭合时，该至少两个POE模块10是连通的，即该至少两个POE模块10作为一个整体使用。
第二开关12，用于通过第二开关12的切换将上述主/从切换芯片设置为主芯片或者设置为从芯片。
具体的，主/从切换芯片通过第二开关12的切换与不同阻值的电阻连通；当主/从切换芯片与阻值小于预设阈值的电阻连通时，该主/从切换芯片就作为主芯片；当该主/从切换芯片与阻值大于预设阈值的电阻连通时，该主/从切换芯片就作为从芯片。
实际应用中，可以将主/从切换芯片直接与第二开关12相连，第二开关12与两个不同阻值的电阻相连，通过第二开关12的切换实现主/从切换芯片与阻值较大的电阻连通还是与阻值较小的电阻连通。当第二开关12切换到阻值小于预设阈值的电阻时，主/从切换芯片被设置为主芯片；当第二开关12切换到阻值大于预设阈值的电阻时，主/从切换芯片被设置为从芯片；
也可以将主/从切换芯片直接与两个不同阻值的电阻相连，该两个不同阻值的电阻与第二开关12相连，通过第二开关12的切换实现主/从切换芯片与阻值较大的电阻连通还是与阻值较小的电阻连通。
电阻阻值的大小可以从区分主从POE芯片的数据手册中来选择，例如当POE芯片的配置管脚接200欧电阻时，该POE芯片就为主芯片，当POE芯片的配置管脚接2K欧电阻时，该POE芯片就为从芯片。
实际应用中，中央处理单元(Central Processing Unit，以下简称CPU)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，以下简称CPLD)或者单片机等设备对POE模块进行管理时，都通过I2C总线先访问POE模块的主芯片，由该主芯片再通过SPI总线管理从芯片，从而实现整个POE系统的功率分配和供电管理。
将上述POE模块及POE模块的POE芯片设置好之后，可以通过第一开关11和第二开关12来实现POE模块间关系的灵活配置。以下是详细的配置过程：
当需要对至少两个POE模块10统一管理时，闭合第一开关11，使该至少两个POE模块10连通；
并通过第二开关12的切换将上述所有主/从切换芯片设置为从芯片。
具体的，将第二开关切换到阻值小于预设阈值的电阻上，使主/从切换芯片作为主芯片。
本发明以POE系统包括两个POE模块为例进行说明，设每个POE模块包括2个12口的POE芯片即每个POE模块的端口数为24，则该POE系统的两个POE模块的配置关系如表1所示。
表1
当用户需要统一管理48口的交换机的各个端口时，也就是说将2个POE模块作为一个整体来使用时，闭合SPI总线上的第一开关11，并将第二个POE模块的主/从切换芯片设置为从芯片。图2为将2个24口的POE模块作为整体使用的示意图，如图2所示，第一个POE模块的一个POE芯片为主芯片，另一个POE芯片为从芯片；将第二个POE模块的主/从切换芯片设置为从芯片后，第二个POE模块的两个POE芯片均为从芯片，此时，这两个POE模块组成的48口POE系统中有一个主芯片，三个从芯片，主芯片通过SPI总线管理三个从芯片。将该48口POE系统与48口的交换机相连，来实现对用户设备的供电。
或者，当需要对至少两个POE模块独立管理时，打开第一开关，使至少两个POE模块独立工作；
并通过所述第二开关的切换将上述所有主/从切换芯片设置为主芯片。
具体的，将第二开关切换到阻值大于预设阈值的电阻上，使主/从切换芯片作为从芯片。
打开第一开关后，至少两个POE模块之间就是断开的。独立工作的POE模块需要有主芯片，因此通过第二开关12将除第一POE模块之外的其余POE模块中每一个POE模块的主/从切换芯片设置为主芯片。
继续上述的例子，当用户需要分别管理48口的交换机的各个端口时，也就是说分别管理前后24个端口，此时可以将2个POE模块设置为独立关系，即2个POE模块独立使用。图3为2个24口的POE模块独立使用的示意图，如图3所示，第一个POE模块的一个POE芯片为主芯片，另一个POE芯片为从芯片；通过第二开关12将第二个POE模块的主/从切换芯片设置为主芯片。此时，这两个POE模块各自有一个主芯片，一个从芯片，每个POE模块的主芯片通过SPI总线管理自身的从芯片，用户也就可以分别管理前后24个端口，以控制前后24个端口的使用情况。
在实际应用中，当某些端口不供电或者用户通过I2C命令无法访问主芯片时，该主芯片可能发生了故障。当主芯片发生故障后，该主芯片也就无法控制其余从芯片，因此会导致该POE模块、或者多个POE模块组成的POE系统无法正常工作。本发明仍旧可以通过控制开关来解决此问题。
当需要对至少两个POE模块统一管理时，若第一POE模块的主芯片发生了故障，该方法还包括：
将除第一个POE模块之外的任一个POE模块的主/从切换芯片设置为主芯片，由该主芯片来控制其余从芯片。
继续上述的例子，当第一个POE模块的主芯片发生故障后，将第二个POE模块的主/从切换芯片设置为主芯片，由该第二个POE模块的主芯片来控制第一个POE模块的从芯片和第二个POE模块的从芯片。
或者，当需要对至少两个POE模块10独立管理时，该方法还包括：
将第一开关闭合，使至少两个POE模块连通。
若第二块POE模块中的主芯片故障，可采用相同的方式进行配置。
当需要对至少两个POE模块独立管理时，也就是说需要POE系统中各个POE模块独立工作，此时若某个POE模块的主芯片发生了故障，则该POE模块的从芯片也就无法工作了，造成了资源浪费。本发明可以通过闭合第一开关，将多个POE模块进行统一管理，减少了由于主芯片发生故障的POE模块的从芯片也无法使用而造成的资源浪费。
需要说明的是，本发明中的开关可以是金属氧化物半导体(Metal-Oxide-Semiconductor，以下简称MOS)管，继电器、单向可控硅(Semiconductor Controlled Rectifier，以下简称SCR)等。当本发明使用的开关为MOS管时，MOS管的G(Gate，以下简称G)极可以连接CPU或复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，以下简称CPLD)。可以通过输入软件命令控制CPU/CPLD的输出来实现MOS管的打开和闭合。当CPU/CPLD输出高电平时，MOS管的源(Source，以下简称S)极与漏(Drain，以下简称D)极导通，相当于开关闭合；当CPU/CPLD输出低电平时，D极和S极不导通，相当于开关打开。图4为本发明使用的开关为MOS管时的POE系统结构示意图，如图4所示，MOS管1打开时，两个POE模块独立工作，同时将MOS管2闭合，使得第二个POE模块的主/从切换芯片与阻值较小的电阻连通，即此时该第二个POE模块的主/从切换芯片为主芯片，两个POE模块均有一个主芯片，由主芯片管理从芯片，各个POE模块进行独立进行工作；
MOS管1闭合时，两个POE模块连通，同时将MOS管2打开，MOS管3闭合，使得第二个POE模块的主/从切换芯片与阻值较大的电阻连通，即此时该第二个POE模块的主/从切换芯片为从芯片，两个POE模块连通为一体，第一个POE模块上有一个主芯片，第二个POE模块上均为从芯片，由第一个POE模块上的主芯片来管理其余从芯片，进行统一管理。
本发明通过在至少两个POE模块之间设置第一开关，并将除第一POE模块之外的其余POE模块中每一个POE模块的一个POE芯片设置为主/从切换芯片，通过第一开关来实现至少两个POE模块的连通与否，并利用与主/从切换芯片相连的第二开关，根据需要将该主/从切换芯片设置为主芯片，或者设置为从芯片。当闭合第一开关，且将主/从切换芯片设置为从芯片时，本发明的POE系统作为一个整体使用，由一个主芯片管理其余从芯片，可以实现功率的全局分配；并且当POE系统作为一个整体使用时，若主芯片发生了故障，可以将某一个主/从切换芯片设置为主芯片，由该重新设置的主芯片来管理其余从芯片，保证POE系统仍旧可以正常工作；当打开第一开关，且将主/从切换芯片设置为主芯片时，本发明的POE系统中各个POE模块独立工作，便于用户对每个POE模块进行管理；并且当POE系统中各个POE模块独立工作时，若某个POE模块的的主芯片发生了故障，则可以通过闭合第一开关，实现多个POE模块的统一管理，减少了由于主芯片发生故障的POE模块的从芯片也无法使用而造成的资源浪费；并且，由于只需设计一种固定端口数量的POE模块，不仅对POE系统的多个POE模块可以进行全局管理，也可以进行独立管理，大大提高了用户的使用体验。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种以太网供电系统，其特征在于，所述系统包括：
至少两个以太网供电模块，用于将电源功率分配给各个以太网供电芯片；
所述至少两个以太网供电模块中，第一以太网供电模块中有一个以太网供电芯片为主芯片；除第一以太网供电模块之外的其余以太网供电模块中每一个以太网供电模块中有一个以太网供电芯片为主/从切换芯片；
所述以太网供电芯片，用于将以太网供电模块分配的电源功率配置到各个以太网供电端口上；
第一开关，设置在所述至少两个以太网供电模块共有的连线上，通过所述第一开关的闭合与打开分别实现所述至少两个以太网供电模块的连通与断开；
第二开关，用于通过所述第二开关的切换将所述主/从切换芯片设置为主芯片或者设置为从芯片。
2.根据权利要求1所述的以太网供电系统，其特征在于，所述至少两个以太网供电模块之间通过串行外围设备接口总线或内置集成电路总线连接，所述第一开关设置在所述串行外围设备接口总线或所述内置集成电路总线上。
3.根据权利要求1所述的以太网供电系统，其特征在于，所述主/从切换芯片通过第二开关的切换与不同阻值的电阻连通；当所述主/从切换芯片与阻值小于预设阈值的电阻连通时，所述主/从切换芯片为主芯片；当所述主/从切换芯片与阻值大于预设阈值的电阻连通时，所述主/从切换芯片为从芯片。
4.一种如权利要求1所述的以太网供电系统的工作方法，其特征在于，当需要对所述至少两个以太网供电模块统一管理时，闭合所述第一开关，使所述至少两个以太网供电模块连通；
并通过所述第二开关的切换将所述主/从切换芯片设置为从芯片；
当需要对所述至少两个以太网供电模块独立管理时，打开所述第一开关，使所述至少两个以太网供电模块独立工作；
并通过所述第二开关的切换将所述主/从切换芯片设置为主芯片。
5.根据权利要求4所述的以太网供电系统的工作方法，其特征在于，通过所述第二开关的切换将所述主/从切换芯片设置为从芯片，包括：
将所述第二开关切换到阻值小于预设阈值的电阻上，使所述主/从切换芯片作为主芯片；
通过所述第二开关的切换将所述主/从切换芯片设置为主芯片，包括：
将所述第二开关切换到阻值大于预设阈值的电阻上，使所述主/从切换芯片作为从芯片。
6.根据权利要求4或5所述的以太网供电系统的工作方法，其特征在于，当需要对所述至少两个以太网供电模块统一管理时，若所述第一以太网供电模块的主芯片发生了故障，所述方法还包括：
将除第一个以太网供电模块之外的任一个以太网供电模块的主/从切换芯片设置为主芯片。
7.根据权利要求4或5所述的以太网供电系统的工作方法，其特征在于，当需要对所述至少两个以太网供电模块独立管理时，若所述第一以太网供电模块的主芯片发生了故障，所述方法还包括：
将所述第一开关闭合，使所述至少两个以太网供电模块连通。
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Owner name: BEIJING Z-GOOD TECHNOLOGY SERVICE CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: FUJIAN XINGWANGRUIJIE NETWORK CO., LTD. Effective date: 20141222 |
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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 350002 FUZHOU, FUJIAN PROVINCE TO: 100085 HAIDIAN, BEIJING |
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Effective date of registration: 20141222 Address after: 100085 Beijing city Haidian District No. 33 Xiaoying Road 1 1F06 room Patentee after: BEIJING ZHIGU TECHNOLOGY SERVICES CO., LTD. Address before: Cangshan District of Fuzhou City, Fujian province 350002 Jinshan Road No. 618 Garden State Industrial Park building 19# Patentee before: Fujian Xingwangruijie Network Co., Ltd. |
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Application publication date: 20110126 Assignee: Fujian Xingwangruijie Network Co., Ltd. Assignor: BEIJING ZHIGU TECHNOLOGY SERVICES CO., LTD. Contract record no.: 2015990000029 Denomination of invention: Ethernet power supply system and operating method Granted publication date: 20130102 License type: Common License Record date: 20150116 |
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| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model |