CN103220156A - 一种用于无源光网络的多端口poe供电装置及供电方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于无源光网络的多端口POE供电装置及供电方法，涉及POE领域，包括：光模块，用于将接收的光信号转变为电信号；无源光网络模块，用于提取电信号中数据并封装成IP包；多个以太网接口，用于为外接电源负载连接并供电；交换芯片，用于接收所述IP包；多个变压器，接收交换芯片分配下来的IP包，并对电信号变压后发送至多个以太网接口；CPU，用于控制所述无源光网络模块和交换芯片；POE模块，用于控制所述变压器；本发明具有多路以太网接口，能够为功率为15w和30w的外部电源负载供电，满足FTTB和FTTC的实施。

Description

一种用于无源光网络的多端口POE供电装置及供电方法
技术领域
本发明涉及POE(Power Over Ethernet，以太网上传输电源)领域，具体来讲是一种用于无源光网络的多端口POE供电装置及供电方法。
背景技术
PON(Passive Optical Network，无源光网络)技术，是一种新兴的透明的宽带接入技术。PON网络起始于前端的线路终端(OLT)，终止于光节点的光网络单元(ONU)。中间使用普通光分路器进行光能量分路。POE(Power Over Ethernet，以太网上传输电源)技术，是利用以太网线在传输数据线上提供直流电源的技术。
如图1所示，为现有的PON供电装置，包括光模块、PON模块、POE模块和以太网接口几个部分，光模块光将接收的光信号进行光电转化后，通过POE模块控制以太网接口。PON供电装置通过以太网接口连接外部电源负载(图未示)，并为外部电源负载供电。但是现有的PON供电装置只集成了单路端口，即只有一个以太网接口，不能够进行多端口任务。并且，该PON供电装置只能够为功率为15w的外部电源负载供电，不可变更，但是目前已有功率为30w的外部电源负载，这种情况便无法与现有的PON供电装置匹配。因此，现有的PON供电装置，无法满足FTTB(Fiber To The Building，光纤到楼)和FTTC(Fiber To The Curb，光纤到路边)的实施。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于无源光网络的多端口POE供电装置及供电方法，具有多路以太网接口，能够为功率为15w和30w的外部电源负载供电，满足FTTB和FTTC的实施。
为达到以上目的，本发明提供一种用于无源光网络的多端口POE供电装置，包括：光模块，用于将接收的光信号转变为电信号；无源光网络模块，用于提取电信号中数据并封装成IP包；多个以太网接口，用于为外接电源负载连接并供电；交换芯片，用于接收所述IP包；多个变压器，接收交换芯片分配下来的IP包，并对电信号变压后发送至多个以太网接口；CPU，用于控制所述无源光网络模块和交换芯片；POE模块，用于控制所述变压器。
在上述技术方案的基础上，所述POE模块数量与所述变压器模块数量比为1:2。
在上述技术方案的基础上，所述变压器数量与所述以太网接口数量比为1:4。
在上述技术方案的基础上，所述CPU包括控制器、flash存储器、DDR3和晶体振荡器，晶体振荡器分别为CPU包括控制器、flash存储器和DDR3提供震荡，flash存储器存储数据信息，控制器由flash存储器取出数据信息发送至DDR3。
在上述技术方案的基础上，所述POE模块数量为1个，所述变压器数量为2个，所述以太网接口为8个。
在上述技术方案的基础上，所述POE模块数量为2个，所述变压器数量为4个，所述以太网接口为16个，每个POE模块控制2个变压器，每个变压器连接4个以太网接口。
在上述技术方案的基础上，所述POE模块数量为3个，总共控制的变压器数量为6个，连接的以太网接口共为24个，每个POE模块控制2个变压器，每个变压器连接4个以太网接口。
在上述技术方案的基础上，还连接一个对所有模块进行供电的电源，所述以太网接口为RJ45接口。
本发明还提供一种用于无源光网络的多端口POE供电装置的供电方法，包括如下步骤：S1.光模块接收局端的光信号，并转变为电信号发送至PON模块；S2.PON模块提取电信号中数据并封装成IP包，发送至交换芯片；S3.所述交换芯片受CPU控制，将IP包分别发给每个变压器；S4.POE模块控制变压器，将电源信号叠加到信号线上，并通过变压器发送至对应的以太网接口。
在上述技术方案的基础上，所述以太网接口连接外接电源负载，通过变压器、交换器反馈至CPU，CPU根据接收到的信号，为不同外接负载提供匹配功率。
本发明的有益效果在于：
1.通过POE模块的数量，能够控制以太网端口的个数，最大达到24路以太网端口，能够同时连接多个外接电源负载，满足FTTB和FTTC的实施。
2.由于CPU能够通过交换芯片反馈的信息识别以太网接口接入外接电源负载的是功率，并可以自动辨别是15w还是30w，保证快速识别，外接电源负载，为其提供稳定的直流电源。
3.所述CPU还可以根据所要接入的外接电源负载的功率，进行手动控制。
附图说明
图1为背景技术中现有PON供电装置的结构示意图；
图2为本发明用于无源光网络的多端口POE供电装置的供电方法流程图；
图3为本发明用于无源光网络的多端口POE供电装置的第一实施例示意图；
图4为本发明用于无源光网络的多端口POE供电装置的第二实施例示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明所述一种用于无源光网络的多端口POE供电装置，包括光模块，用于将接收的光信号转变为电信号；无源光网络模块，用于提取电信号中数据并封装成IP包；多个以太网接口，用于为外接电源负载连接并供电；交换芯片，用于接收所述IP包；多个变压器，接收交换芯片分配下来的IP包，并对电信号变压后发送至多个以太网接口；CPU，用于控制所述无源光网络模块和交换芯片；POE模块，用于控制所述变压器。其中，所述POE模块数量与所述变压器模块数量比为1:2，变压器数量与所述以太网接口数量比为1:4。所述CPU包括控制器、flash存储器、DDR3和晶体振荡器，晶体振荡器分别为CPU包括控制器、flash存储器和DDR3提供震荡，flash存储器存储数据信息，也可以存储控制器发来的数据信息，控制器由flash存储器取出数据信息发送至DDR3。所述用于无源光网络的多端口POE供电装置还连接一个对所有模块进行供电的电源，所述以太网接口为RJ45接口。在具体应用时，可以选择以太网接口为8路、16路或14路。
如图2所示，基于上述用于无源光网络的多端口POE供电装置的供电方法，包括如下步骤：
S1.光模块接收局端的光信号，并转变为电信号发送至PON模块；
S2.PON模块按照标准协议提取电信号中数据并封装成IP包，发送至交换芯片；
S3.所述交换芯片受CPU控制，将IP包分别发给每个变压器；
S4.POE模块控制变压器，将电源信号叠加到信号线上，并通过变压器发送至对应的以太网接口。当以太网接口连接外接电源负载，通过变压器、交换器反馈至CPU，CPU根据接收到的信号，为不同外接负载提供匹配功率。所述CPU可以进行自动匹配控制，也可以提前通过手动控制，匹配的外接负载功率为15w和/或30w。
上述供电方式为下行，信号上行的时候，顺序为上述步骤的逆过程。
下面通过附图和具体实施例详细说明本发明。
第一实施例：
如图3所示，本发明第一实施例的POE模块数量为1个，所述变压器数量为2个，所述以太网接口为8个。光模块将由局端接收的光信号转为电信号发送至PON模块内，PON模块在CPU的控制下，将所接收信号封装成IP包发送至交换芯片，交换芯片通过CPU的控制，将IP包分别发送至2个变压器内，这2个变压器受到同1个POE模块的控制，POE模块通过控制电源，把电源信号叠加到信号线上，为接入的外接负载供电。
本实施例中，光模块上行和下行为1.25Gbps速率，用于以太网数据上联，采用2*10SFF封装，发送波长使用1310nm，接受波长使用1490nm，接受灵敏度要求达到-30dbm，光接口使用SC连接器。数据上行是突发模式，而数据下行是广播模式，最大传输距离可达20公里。光模块与PON模块连接采用SERDES接口，可以通过I2C读取光功率、供电电压、电流，温度。PON模块采用芯片型号为TK3715，集成了EPON SERDES接收来自OLT的下行数据流，根据分配的时隙发送上行突发数据。封装为128-pin LQFP（Low-profileQuad Flat Package），主要完成以太网包的串并转换功能，同交换芯片之间的连接使用GMII接口。
CPU采用BCM53003，需外挂一个数据存储器（flash存储器），CPU频率可以运行到600MHZ,内部有32KB指令存储和32KB数据存储，包含MII口和I2C口，MII口控制交换芯片（BCM5324）,I2C口控制POE芯片。交换芯片采用BCM53242，集成了24个百兆PHY，还有1个MII口和2个GMII口。POE模块提供外接电源负载的检查、分级、限流以及直流和交流负载断开检测，支持大功率模式，每个端口可提供最大30W功率，通过I2C接口随时读取每个端口的电流，由软件配置和编程，分级过流检测功能，使系统能够检测外接电源负载的吸电流是否超过允许的电流值，提供现场诊断功能。
第二实施例：
如图4所示，为本发明第二实施例，大致结构与第一实施例相同，第一实施例中各部分的型号也适用于本实施例中，区别点在于，所述POE模块数量为2个，所述变压器数量为4个，所述以太网接口为16个，每个POE模块控制2个变压器，每个变压器连接4个以太网接口。光模块将由局端接收的光信号转为电信号发送至PON模块内，PON模块在CPU的控制下，将所接收信号封装成IP包发送至交换芯片，交换芯片通过CPU的控制，将IP包分别发送至4个变压器内，每2个变压器受到同1个POE模块的控制，每个POE模块通过控制电源，把电源信号叠加到信号线上，为接入的外接负载供电。
第三实施例：
本实施例与上述两个实施例大致相同，第一实施例中各部分的型号也适用于本实施例中，区别在于，所述POE模块数量为3个，总共控制的变压器数量为6个，连接的以太网接口共为24个，即每个POE模块控制2个变压器，每个变压器连接4个以太网接口。光模块将由局端接收的光信号转为电信号发送至PON模块内，PON模块在CPU的控制下，将所接收信号封装成IP包发送至交换芯片，交换芯片通过CPU的控制，将IP包分别发送至6个变压器内，每2个变压器受到同1个POE模块的控制，共有3个POE模块，每个POE模块通过控制电源，把电源信号叠加到信号线上，为接入的外接负载供电。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种用于无源光网络的多端口POE供电装置，其特征在于，包括：
光模块，用于将接收的光信号转变为电信号；
无源光网络模块，用于提取电信号中数据并封装成IP包；
多个以太网接口，用于为外接电源负载连接并供电；
交换芯片，用于接收所述IP包；
多个变压器，接收交换芯片分配下来的IP包，并对电信号变压后发送至多个以太网接口；
CPU，用于控制所述无源光网络模块和交换芯片；
POE模块，用于控制所述变压器。
2.如权利要求1所述的用于无源光网络的多端口POE供电装置，其特征在于：所述POE模块数量与所述变压器模块数量比为1:2。
3.如权利要求2所述的用于无源光网络的多端口POE供电装置，其特征在于：所述变压器数量与所述以太网接口数量比为1:4。
4.如权利要求1所述的用于无源光网络的多端口POE供电装置，其特征在于：所述CPU包括控制器、flash存储器、DDR3和晶体振荡器，晶体振荡器分别为CPU包括控制器、flash存储器和DDR3提供震荡，flash存储器存储数据信息，控制器由flash存储器取出数据信息发送至DDR3。
5.如权利要求1所述的用于无源光网络的多端口POE供电装置，其特征在于：所述POE模块数量为1个，所述变压器数量为2个，所述以太网接口为8个。
6.如权利要求1所述的用于无源光网络的多端口POE供电装置，其特征在于：所述POE模块数量为2个，所述变压器数量为4个，所述以太网接口为16个，每个POE模块控制2个变压器，每个变压器连接4个以太网接口。
7.如权利要求1所述的用于无源光网络的多端口POE供电装置，其特征在于：所述POE模块数量为3个，总共控制的变压器数量为6个，连接的以太网接口共为24个，每个POE模块控制2个变压器，每个变压器连接4个以太网接口。
8.如权利要求1至7中任一所述的用于无源光网络的多端口POE供电装置，其特征在于：还连接一个对所有模块进行供电的电源，所述以太网接口为RJ45接口。
9.一种基于权利要求1中用于无源光网络的多端口POE供电装置的供电方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.光模块接收局端的光信号，并转变为电信号发送至PON模块；
S2.PON模块提取电信号中数据并封装成IP包，发送至交换芯片；
S3.所述交换芯片受CPU控制，将IP包分别发给每个变压器；
S4.POE模块控制变压器，将电源信号叠加到信号线上，并通过变压器发送至对应的以太网接口。
10.一种基于权利要求9所述用于无源光网络的多端口POE供电装置的供电方法，其特征在于：所述以太网接口连接外接电源负载，通过变压器、交换器反馈至CPU，CPU根据接收到的信号，为不同外接负载提供匹配功率。
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