CN105490820B - 一种poe供电方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种POE供电方法和装置。电网波动发生异常时，确定业务模块的第一欠压输入点和POE供电设备PSE模块的第二欠压输入点，当第一欠压输入点低于第二欠压输入点时，检测PSE模块是否发生欠压，并在监测到PSE模块发生欠压时，关闭PSE模块的供电端口，从而避免发生业务模块工作正常，但PSE模块供电不正常的情况，有效的提高网络设备POE供电的可靠性。

Description

一种POE供电方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种以太网(Power Over Ethernet，POE)供电方法和装置。

背景技术

通讯领域支持电气和电子工程师协会(Institute of Electrical andElectronics Engineers，IEEE)802.3af/at POE供电标准的交换机，通过网线给越来越多终端设备进行POE供电。

随着应用的发展，一方面实时性要求高的终端设备(比如高清摄像头)和无线网络(无线接入点(Access Point，AP)设备)的大规模部署，都需要采用POE交换机进行POE供电，这对POE端口的供电稳定性要求极高。另一方面POE交换机的市电输入端，随着电网接入的各种用途的大功率用电设备，市电电网遭受着越发恶劣的波动干扰。实际应用中有条件的机房为了避免这种电网波动干扰对设备的影响，会采用不间断电源(UninterruptiblePower System/Uninterruptible Power Supply，UPS)给POE交换机供电，能有效防止电网不稳定导致的POE设备工作异常，最大程度上维持业务系统的稳定性，但造价昂贵，且在小机房中无法部署(如弱电井)，不具备普适性。

发明内容

本发明实施例提供一种POE供电方法和装置，旨在提高网络设备POE供电的可靠性。

本发明实施例采用以下技术方案：

第一方面，提供了一种以太网POE供电方法，包括：

电网波动发生异常时，确定业务模块的第一欠压输入点和POE供电设备PSE模块的第二欠压输入点；

当所述第一欠压输入点低于所述第二欠压输入点时，检测所述PSE模块是否发生欠压；

当检测到所述PSE模块发生欠压时，关闭所述PSE模块的供电端口。

其中，关闭所述PSE模块的供电端口之后，所述方法还包括：

对所述PSE模块的供电端口进行重配置，使得电网波动恢复后所述PSE模块的供电端口能够自动恢复。

其中，对所述PSE模块的供电端口进行重配置，具体包括：

当所述PSE模块完成复位后，对所述PSE模块的供电端口进行重配置。

其中，对所述PSE模块的供电端口进行重配置，具体包括：

通过总线I2C调用预先存储的PSE配置表，对所述PSE模块的供电端口进行重配置。

其中，所述方法还包括：

生成并记录电网波动异常的提示消息。

第二方面，提供了一种POE供电装置，包括：

欠压输入点确定单元，用于电网波动发生异常时，确定业务模块的第一欠压输入点和POE供电设备PSE模块的第二欠压输入点；

检测单元，用于当所述欠压输入点确定单元确定出的所述第一欠压输入点低于所述第二欠压输入点时，检测所述PSE模块是否发生欠压；

供电端口关闭单元，用于当所述检测单元检测到所述PSE模块发生欠压时，关闭所述PSE模块的供电端口。

其中，所述装置还包括：

重配置单元，用于所述供电端口关闭单元关闭所述PSE模块的供电端口之后，对所述PSE模块的供电端口进行重配置，使得电网波动恢复后所述PSE模块的供电端口能够自动恢复。

其中，所述重配置单元，具体用于：

当所述PSE模块完成复位后，对所述PSE模块的供电端口进行重配置。

其中，所述重配置单元，具体用于：

通过总线I2C调用预先存储的PSE配置表，对所述PSE模块的供电端口进行重配置。

其中，所述装置还包括：

提示消息生成单元，用于生成并记录电网波动异常的提示消息。

本发明实施例的有益效果如下：

本发明实施例中，电网波动发生异常时，确定业务模块的第一欠压输入点和POE供电设备PSE模块的第二欠压输入点，当第一欠压输入点低于第二欠压输入点时，检测PSE模块是否发生欠压，并在监测到PSE模块发生欠压时，关闭PSE模块的供电端口，从而避免发生业务模块工作正常，但PSE模块供电不正常的情况，有效的提高网络设备POE供电的可靠性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中的PSE端端口框图；

图2为现有技术中的UPS供电系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种POE供电方法的实现流程图；

图4为本发明实施例提供的一种POE供电方法的具体实现流程图；

图5为本发明实施例提供的一种POE供电装置的结构示意图。

具体实施方式

一般的POE供电系统包含：POE电能提供端，即POE供电设备(Power SourcingEquipment，PSE)端(通常是POE交换机的某个POE供电端口)和受电设备端(PoweredDevice，PD)两个部分。PSE端通过端口的网线给PD设备端供电。设计上网口的业务数据、POE电能，通过POE隔离变压器进行耦合，耦合后的信号(业务+电能信号)通过网线进行传输，实现POE供电。PSE端的设计如图1所示。

其中，POE设备的供电系统要求业务部分的供电与POE部分的供电进行隔离(业务口为低压电源域，POE口为高压电源域)。但两个部分的供电源端，共用一个开关电源模块。POE供电系统的稳定性，很大程度取决于开关电源模块的稳定性。而开关电源模块的指标遵循的是市电电网技术标准的设计(如电压暂降指标，要求最大负载功耗下，可以满足输入电网20ms的电压暂降)，但由于实际交流电网的环境的复杂性，如大功率设备导致的电网骚扰，或雷击大能量导致的电网大幅度的异常波动，或其它不稳定因数，最终导致实际的电网波瞬时超出电网波动标准，导致某个时刻偶发的暂降超出了标准，如30ms。在这种环境下POE交换机，开关电源48V输出会存在对应的波动，极大可能导致业务模块与POE模块配合不一致的问题，失效场景如下表1所示。

表1：

对于场景1：故障时整网业务中断，但电网波动恢复正常后，设备会发生重启后，全网业务在POE配置不丢的情况下，重启后全网系统能恢复。在POE配置丢失的情况下，重启后POE设备业务网仍无法恢复(主要影响为故障时间段内，全网业务中断。另外当丢配置时设备自动重启后业务仍不能使用)。

对于场景2：由于业务模块工作正常，对于这种电网偶发的隐性问题，系统端无法准确的判断出故障点，系统不知道是交换机端口供电坏了，还是摄像头坏了，加大了运维故障处理难度。最终更换交换机，更换POE设备后，问题并没有解决，隐患还在发生，显著增加运维成本。(主要影响为电网波动恢复后，由于PSE进入了保护态，同时丢失了端口配置，端口无法自行恢复供电，所有POE设备业务网中断，无法恢复)。

故障后整网的业务恢复及时性，完全依赖于运维人员发现故障及问题排查的及时性。实际中，人工运维响应完全无法满足实时性要求高的业务故障场景，电网偶发的波动对整网的稳定性是个致命的打击。

目前一种解决方案是POE交换机从市电输入改为采用UPS输入，如图2所示，为UPS供电系统的结构示意图，UPS供电系统可彻底解决市电偶发波动问题，但架设UPS的成本代价大。同时由于POE设备终端功能各异，部署的场景差异性太大，不是所有的场景都能部署UPS，所以这并不是一个通用的解决办法。

为了解决上述存在的问题，本发明实施例提供了一种POE供电方案。该技术方案中，电网波动发生异常时，确定业务模块的第一欠压输入点和POE供电设备PSE模块的第二欠压输入点，当第一欠压输入点低于第二欠压输入点时，检测PSE模块是否发生欠压，并在监测到PSE模块发生欠压时，关闭PSE模块的供电端口，从而避免发生业务模块工作正常，但PSE模块供电不正常的情况，有效的提高网络设备POE供电的可靠性。

其中，业务模块的第一欠压输入点即为业务模块发生欠压保护的电压临界点；PSE模块的第二欠压输入点即为PSE模块发生欠压保护的电压临界点。以PSE模块的第二欠压输入点为例，如果当前的输入电压高于第二欠压输入点，则PSE模块不会发生欠压保护，如果当前的输入电压低于第二欠压输入点，则PSE模块发生欠压保护。

以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例的特征可以互相结合。

本发明实施例提供了一种POE供电方法，如图3所示，为该方法的实现流程图，具体包括下述步骤：

步骤31，电网波动发生异常时，确定业务模块的第一欠压输入点和PSE模块的第二欠压输入点。

具体的，可以根据业务模块的3.3V主电源输入欠压特性，确定出业务模块的第一欠压输入点，以及根据PSE模块的电源输入欠压特性，计算出PSE模块的第二欠压输入点。

步骤32，当第一欠压输入点低于第二欠压输入点时，检测PSE模块是否发生欠压。

其中，当第一欠压输入点低于第二欠压输入点时，可以由业务模块来检测PSE模块是否发生欠压。

步骤33，当检测到PSE模块发生欠压时，关闭PSE模块的供电端口。

进一步的，在关闭PSE模块的供电端口之后，还可以对PSE模块的供电端口进行重配置，使得电网波动恢复后PSE模块的供电端口能够自动恢复。

具体的，在关闭PSE模块的供电端口之后，PSE模块会进入异常保护态，同时触发系统中断，而PSE模块会进入复位等待，当PSE模块完成复位后，便开始对PSE模块的供电端口进行重配置。

其中，可以通过总线(Inter-Integrated Circuit，I2C)调用预先存储的PSE配置表，对PSE模块的供电端口进行重配置。

另外，在PSE模块供电恢复之后，会生成电网波动异常的提示消息，并记录在系统中，同时记录下发生电网波动异常的时刻。

本发明实施例中，电网波动发生异常时，确定业务模块的第一欠压输入点和POE供电设备PSE模块的第二欠压输入点，当第一欠压输入点低于第二欠压输入点时，检测PSE模块是否发生欠压，并在监测到PSE模块发生欠压时，关闭PSE模块的供电端口，从而避免发生业务模块工作正常，但PSE模块供电不正常的情况，有效的提高网络设备POE供电的可靠性。

为了更好的理解本发明实施例，以下结合具体的实施对本发明实施例的具体实施过程进行说明。

当市电偶发超标准的电网波动时，高可靠性的POE供电系统可以按照如图4所示的流程进行执行：

1、当开关电源市电输入超过20ms电网波动时，开关电源输出48V发生波动。

本发明实施例中可以在开关电源输出端增加50ms输入储能模块。之所以在在开关电源输出端增加50ms输入储能模块，是为了在市电突发下降时，通过储能电容，使开关电源的电压下降速率适当变缓慢一些，而且增加50ms输入储能模块的成本还比较低。

2、根据业务模板的3.3V主电源输入欠压特性，确定出业务模块的第一欠压输入点——ULV_主板。

3、根据PSE模块的电源输入欠压特性，计算出PSE模块的第二欠压输入点——ULV_PSE。

4、为了确保硬件上的供电可靠性设计，需要满足ULV_主板＞ULV_PSE，确保在PSE模块发生输入欠压条件前，主板模块已经发生欠压保护，可以有效避免发生业务模块工作正常，但PSE模块供电不正常的情况。

5、当硬件设计无法满足要求时(ULV_主板<ULV_POE)，依赖于硬件的芯片特性。或者硬件条件受限，实现代价太大。则通过PSE输入欠压检测功能模块对PSE模块进行实时检测。

具体的，可以搭建PSE输入欠压检测电路，并设定适合本设计的欠压检测点。其中，PSE输入欠压检测电路可以通过专用电压检测芯片实现，也可以通过其它方式实现，优选的，可以通过分压电阻实现，成本最低。

6、当检测到PSE模块输入电压欠压时，PSE模块的供电端口自动关闭，进入异常保护态，同时触发系统中断，这样可以第一时间发现欠压故障。

7、CPU响应欠压中断，进入复位等待。其中，电网偶发波动后，会马上恢复正常，芯片会有一个自复位时间。

8、PSE模块完成复位后对PSE模块的供电端口进行重配置，比如通过总线I2C调用预先存储的PSE配置表，对PSE模块的供电端口进行重配置。

9、配置生效后重新使能PSE模块的供电端口对外供电

10、系统log提示电网波动异常，并记录到系统FLASH中，记录下某个时刻发生过电网波动异常。

本发明实施例中，电网波动发生异常时，确定业务模块的第一欠压输入点和POE供电设备PSE模块的第二欠压输入点，当第一欠压输入点低于第二欠压输入点时，检测PSE模块是否发生欠压，并在监测到PSE模块发生欠压时，关闭PSE模块的供电端口，从而避免发生业务模块工作正常，但PSE模块供电不正常的情况，有效的提高网络设备POE供电的可靠性。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种POE供电装置，由于上述装置解决问题的原理与POE供电方法相似，因此上述装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

如图5所示，为本发明实施例提供的一种POE供电装置的结构示意图，包括：

欠压输入点确定单元51，用于电网波动发生异常时，确定业务模块的第一欠压输入点和POE供电设备PSE模块的第二欠压输入点；

检测单元52，用于当所述欠压输入点确定单元51确定出的所述第一欠压输入点低于所述第二欠压输入点时，检测所述PSE模块是否发生欠压；

供电端口关闭单元53，用于当所述检测单元52检测到所述PSE模块发生欠压时，关闭所述PSE模块的供电端口。

其中，所述装置还包括：

重配置单元54，用于所述供电端口关闭单元53关闭所述PSE模块的供电端口之后，对所述PSE模块的供电端口进行重配置，使得电网波动恢复后所述PSE模块的供电端口能够自动恢复。

其中，所述重配置单元54，具体用于：

当所述PSE模块完成复位后，对所述PSE模块的供电端口进行重配置。

其中，所述重配置单元54，具体用于：

通过总线I2C调用预先存储的PSE配置表，对所述PSE模块的供电端口进行重配置。

其中，所述装置还包括：

提示消息生成单元55，用于生成并记录电网波动异常的提示消息。

为了描述的方便，以上各部分按照功能划分为各模块(或单元)分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块(或单元)的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

具体实施时，上述POE供电装置可以设置在POE供电系统中。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

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POE供电方法，其特征在于，包括：

电网波动发生异常时，确定业务模块的第一欠压输入点和POE供电设备PSE模块的第二欠压输入点；

当所述第一欠压输入点低于所述第二欠压输入点时，检测所述PSE模块是否发生欠压；

当检测到所述PSE模块发生欠压时，关闭所述PSE模块的供电端口；关闭所述PSE模块的供电端口之后，所述方法还包括：

对所述PSE模块的供电端口进行重配置，使得电网波动恢复后所述PSE模块的供电端口能够自动恢复。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述PSE模块的供电端口进行重配置，具体包括：

当所述PSE模块完成复位后，对所述PSE模块的供电端口进行重配置。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述PSE模块的供电端口进行重配置，具体包括：

通过总线I2C调用预先存储的PSE配置表，对所述PSE模块的供电端口进行重配置。

4.如权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

生成并记录电网波动异常的提示消息。

5.一种POE供电装置，其特征在于，包括：

欠压输入点确定单元，用于电网波动发生异常时，确定业务模块的第一欠压输入点和POE供电设备PSE模块的第二欠压输入点；

检测单元，用于当所述欠压输入点确定单元确定出的所述第一欠压输入点低于所述第二欠压输入点时，检测所述PSE模块是否发生欠压；

供电端口关闭单元，用于当所述检测单元检测到所述PSE模块发生欠压时，关闭所述PSE模块的供电端口；所述装置还包括：

重配置单元，用于所述供电端口关闭单元关闭所述PSE模块的供电端口之后，对所述PSE模块的供电端口进行重配置，使得电网波动恢复后所述PSE模块的供电端口能够自动恢复。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述重配置单元，具体用于：

当所述PSE模块完成复位后，对所述PSE模块的供电端口进行重配置。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述重配置单元，具体用于：

通过总线I2C调用预先存储的PSE配置表，对所述PSE模块的供电端口进行重配置。

8.如权利要求5-7任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

提示消息生成单元，用于生成并记录电网波动异常的提示消息。