CN109698755A - 供电控制方法、供电设备及受电设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种供电控制方法、PSE及PD。PSE接收PD发送的协商报文，判断所述协商报文中是否包含有特定字段，若包含，则确定供电端口接入的PD为有效PD，若未向该有效PD供电，则说明接入了从其他地方取电的PD，然后通过所述PD所接入的供电端口对所述PD供电，这样可以在PD无法由PSE检测到的情况下，实现PD从其他方式供电到PSE供电的直接切换。

Description

供电控制方法、供电设备及受电设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种供电控制方法、供电设备及受电设备。

背景技术

PoE(Power over Ethernet，以太网供电)是一种在以太网中通过网线来传输数据和电力的技术。PoE系统包含PSE(Power Sourcing Equipment，供电设备)和PD(PoweredDevice，受电设备)。通常的PoE供电过程如下：PSE向供电端口发出物理检测(detection)电压(或电流)，该物理检测电压通常为2～10V；PD接收该物理检测电压作为PD芯片的输入电压，PD芯片检测到输入电压符合规定的大小(2～10V)，将PD提供给供电端口的负载阻抗切换为特征阻抗(通常为19k～26.5kohm)；PSE通过检测供电端口的阻抗来判断供电端口是否接入有效PD，若检测到供电端口的阻抗等于特征阻抗，确定接入的是有效PD；若确定接入的是有效PD，PSE可以对PD进行物理层分级(Physical Layer classification)，在物理层分级完毕后为PD上电，或者PSE也可以直接为PD上电。上电后，PSE和PD可以通过LLDP(LinkLayer Discovery Protocol，链路层发现协议)协商功率。

在一些PoE系统中，会采用非隔离电源方案(将PSE的供电电极其中之一作为PD的接地端，多个PD共地)来降低成本。例如图1所示，直接将PSE的供电电极其中之一，例如-48V负极，作为PD的GND(接地端)，多个PD共地时，通过GND直接形成供电回路。当第一PD(PD1)接入PSE的供电端口1时，供电端口1可以检测到PD1接入并向PD1供电。若在供电端口2再接入第二PD(PD2)，并且PD2和PD1通过外壳接地线(亦称为馈线)相连，则PD1上的电压会通过外壳接地线传递到PD2，对PD2而言，电流流向为PSE正极→PD2正极→PD2负极→外壳接地线→供电端口1(实际是经过供电端口1的MOS管开关)→PSE负极，由此PD2可以通过外壳接地线取电。图1中，以PSE的-48V负极作为共地端仅为示例，也可以以PSE的另一供电电极作为共地端，不同供电电极作为共地端的工作原理是相同的。

由于PD2通过外壳接地线取电，PD2的PD芯片检测到的输入电压为48V，不等于PSE物理检测电压，因此该PD芯片不会将PD2提供给供电端口2的负载阻抗切换为特征阻抗，使得PSE无法检测到PD2，因而也不会给PD2供电。由于PSE只向PD1供电，因此PSE的输出功率等级由PSE和PD1协商决定。假设协商后PSE的输出功率等级为3(Class 3)，相应地供电端口1的输出功率门限为15.5W。若PD1和PD2的实际功率都是13W，那么由于PD1和PD2都由供电端口1提供功率，供电端口1的总输出功率将为26W，大于15.5W，所以供电端口1会触发过载(overload)掉电，使得PD1和PD2同时掉电，导致PD1和PD2下挂的业务中断。

发明内容

本申请提供一种供电控制方法、供电设备及受电设备，可以在PD从馈线取电后，无法由PSE检测到的情况下，使用PSE供电。

第一方面，提供了一种供电控制方法，所述方法包括：以太网供电设备PSE接收受电设备PD发送的协商报文；若所述协商报文中包含有预设的特定字段，确定所述PD为有效PD；若确定所述PD为有效PD，且所述PSE未向所述PD供电，通过所述PD所接入的供电端口向所述PD供电。

在第一方面中，PD从外壳接地线取电时，PSE无法检测到PD，不会为PD供电，PD若检测到未从PSE取电，则向PSE发送协商报文，所述协商报文包含有预设的特定字段，所述特定字段用于向PSE指示所述PD为有效PD，并指示PSE向所述PD供电；PSE接收到PD发送的协商报文后，解析所述协商报文，判断其中是否包含有所述特定字段，若有，则确定所述PD为有效PD，然后根据PSE日志记录等数据判断是否已向所述PD供电，若未向所述PD供电，则通过所述PD所接入的供电端口向所述PD供电。采用第一方面的实现方式，在PD从其他地方取电而PSE无法检测到该PD的情况下，PD通过向PSE发送包含有特定字段的协商报文，PSE在接收到所述协商报文后便可为PD供电，完成PD从其他方式供电到PSE供电的切换，从而防止PD由于外壳接地线过载而掉电，保证PD供电的及时性和连续性，保证业务的正常运行。

所述方法还包括：若所述协商报文中没有包含所述预设的特定字段，确定所述PD不是有效PD。这种情况下，所述PSE还可以向所述PD发送告警信息，使PD可以重新发送协商报文，防止协商报文出错而不能及时为PD供电。

在一种可能的实现方式中，所述协商报文为链路层发现协议LLDP报文，所述特定字段为功率申请字段。在另一种可能的实现方式中，所述协商报文为动态主机配置协议DHCP报文，所述特定字段为请求以太网供电选项。PSE在向PD供电后，PD和PSE之间可以继续通过发送和接收报文来协商功率，由于LLDP报文可以用于协商功率，因此所述协商报文宜选为LLDP报文。

在一种可能的实现方式中，所述的方法还可以包括：检测所述供电端口的电流；若所述电流大于供电端口过流门限，或者所述电流小于最小电流，停止向所述PD供电，以保护PSE和PD。

第二方面，提供了另一种供电控制方法，所述方法包括：若PD确定未从PSE取电，向PSE发送协商报文，所述协商报文中包含有预设的特定字段，所述预设的特定字段用于向所述PSE指示所述PD为有效PD，并指示所述PSE向所述PD供电。

在第二方面中，PD从外壳接地线取电(或从其他地方取电而PD芯片不工作)时，由于PSE检测不到PD，PSE不会向PD供电，这时PD中PD芯片的MOS管开关是断开的，而PSE向PD供电时，MOS管开关导通。PD芯片中设置有状态参数(称之为PSE取电状态参数)与MOS管开关对应，若MOS管开关断开，则PSE取电状态参数的值为假，若MOS管开关导通，则PSE取电状态参数的值为真。PD上电后，PD根据PD芯片的MOS管开关是否断开，来确定是否从PSE取电，具体地，PD的处理器检测PD芯片的状态，根据PD芯片的状态判断PD是否从PSE取电，进一步具体地，PD的处理器根据PD芯片的PSE取电状态参数判断PD是否从PSE取电，若PSE取电状态参数为假，则确定PD芯片的MOS管开关断开，PSE未向PD供电，也就是PD未从PSE取电；若PSE取电状态参数为真，则确定PD的MOS管开关导通，PSE已向PD供电，也就是PD已从PSE取电。若PD确定未从PSE取电，向PSE发送包含有特定字段的协商报文，所述特定字段用于向所述PSE指示所述PD为有效PD，并指示所述PSE向所述PD供电；PSE在接收到所述协商报文后，通过解析所述协商报文得到特定字段后，确定PD为有效PD，再判断是否已向PD供电，若未向PD供电，则通过PD所接入的供电端口对PD供电。若PD确定已从PSE取电，则不向PSE发送协商报文。采用第二方面的实现方式，可以在PSE无法检测到PD的情况下，实现PD从其他方式供电到PSE供电的自动切换。

第三方面，提供了一种PSE，所述PSE包括处理器、至少一个PSE芯片和至少一个供电端口，所述处理器与PSE芯片相连，所述PSE芯片与所述供电端口相连，PSE通过供电端口与PD相连。所述处理器用于：接收PD发送的协商报文；若所述协商报文中包含有预设的特定字段，确定所述PD为有效PD；若确定所述PD为有效PD，且所述PSE芯片未向所述PD供电，控制所述PSE芯片通过所述PD所接入的供电端口向所述PD供电。

在第三方面中，PSE的处理器接收PD发送的协商报文，解析所述协商报文，若确定其中包含有所述特定字段，则确定PD为有效PD，并根据日志记录等数据判断PSE芯片是否已向PD供电，若未向PD供电，则控制PSE芯片通过所述PD所接入的供电端口向所述PD供电。若处理器确定协商报文中没有预设的特定字段，则确定PD非有效PD，所述处理器可以向PD发送告警信息，使PD可以重新发送协商报文，防止协商报文出错而不能及时为PD供电。采用第三方面的实现方式，由于PD以其他方式(例如，馈线)取电，PSE无法使用传统的物理检测方式来确定供电端口连接的PD是否为有效PD，PSE根据PD发送的协商报文确定为PD供电，实现PD从其他方式供电到PSE供电的自动切换。

在一种可能的实现方式中，所述协商报文为链路层发现协议LLDP报文，所述特定字段为功率申请字段。在另一种可能的实现方式中，所述协商报文为动态主机配置协议DHCP报文，所述特定字段为请求以太网供电选项。PSE在向PD供电后，PD和PSE之间可以继续通过发送和接收报文来协商功率，由于LLDP报文可以用于协商功率，因此所述协商报文宜选为LLDP报文。

在一种可能的实现方式中，所述PSE芯片还可以用于检测所述供电端口的电流，并将检测的结果发送给处理器。处理器判断所述电流是否满足断电条件，当所述电流大于供电端口过流门限，或者所述电流小于最小电流时，控制所述PSE芯片停止向所述PD供电，以保护PSE和PD。

第四方面，提供了一种PD，所述PD包括处理器、PD芯片和受电端口，所述处理器与所述PD芯片连接，所述PD芯片与所述受电端口连接。所述处理器用于：若根据所述PD芯片的状态确定未从PSE取电，向PSE发送协商报文，所述协商报文中包含有预设的特定字段，所述预设的特定字段用于向所述PSE指示所述PD为有效PD，并指示所述PSE向所述PD供电。

在第四方面中，PD的处理器检测PD芯片的状态，根据PD芯片的状态判断PD是否从PSE取电，具体地，PD的处理器根据PD芯片的PSE取电状态参数判断PD是否从PSE取电，若PSE取电状态参数为假，则确定PD芯片的MOS管开关断开，PSE未向PD供电，也就是PD未从PSE取电；若PSE取电状态参数为真，则确定PD的MOS管开关导通，PSE已向PD供电，也就是PD已从PSE取电。处理器若确定未从PSE取电，便向PSE发送包含有预设的特定字段的协商报文。在PSE接收到协商报文并向PD供电后，PD的PD芯片通过受电端口接收PSE的供电。采用第四方面的实现方式，PD在从外壳接地线等其他地方取电而不能被PSE检测到的情况下，通过向PSE发送包含特定字段的协商报文，指示PSE进行供电，完成从其他方式取电到PSE取电的切换。

第五方面，提供了一种PoE系统，所述PoE系统包括如第三方面所述的PSE和如第四方面所述的PD，所述PSE的供电端口与所述PD的受电端口相连接。

在第五方面中，PD上电后，若PD确定未从PSE取电，则向PSE发送协商报文，所述协商报文中包含有预设的特定字段，所述预设的特定字段用于向所述PSE指示所述PD为有效PD，并指示所述PSE向所述PD供电。PSE则接收PD发送的协商报文，解析所述协商报文，判断其中是否包含有预设的特定字段，若所述协商报文中包含有预设的特定字段，则确定所述PD为有效PD；若确定所述PD为有效PD，根据日志记录等数据判断是否已向PD供电，若PSE未向所述PD供电，则通过所述PD所接入的供电端口向所述PD供电。采用第五方面的实现方式，PoE系统中的PD可以在从外壳接地线取电(或者从其他地方取电而PD芯片不工作)，而PSE检测不到该PD的情况下，向PSE发送协商报文实现从其他方式取电切换至PSE取电，从而防止PD掉电，保证PD供电的连续性和业务的正常运行。

第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储了用于供电控制的程序代码。所述程序代码包括用于执行上述第一方面描述的供电控制方法的指令。

第七方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储了用于供电控制的程序代码。所述程序代码包括用于执行上述第二方面描述的供电控制方法的指令。

附图说明

图1为现有技术中PoE系统非隔离电源方案的示例图；

图2为本申请实施例提供的一种PoE系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种PSE的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种PD的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种供电控制方法的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种供电控制方法的流程示意图。

具体实施方式

参见图2，为本申请实施例提供的PoE系统，所述系统包括PSE和PD，所述PSE的供电端口和所述PD的受电端口相连接。

其中，PD在上电后，例如从非隔离电源方案中的外壳接地线取电进行上电后，若PD确定不存在PSE供电，也就是未从PSE取电，则可以向PSE发送协商报文。所述协商报文可以为LLDP报文或者其他协议的报文，并在所述报文中包含预设的特定字段，所述特定字段用于向PSE指示所述PD为有效PD，例如，协商报文为LLDP报文，特定字段为802.3at中规定的功率申请字段。所述协商报文也可以为DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)等报文，可以在DHCP报文中自定义特定字段，以所述特定字段来表征PD为有效PD，例如以DHCP中的请求PoE供电选项(Option 244，名称为“Request PoE Power”)为特定字段。

其中，由于PD从外壳接地线取电时，PSE无法检测到PD，也不会给PD供电，因此PD芯片的MOS管开关是断开的；PSE给PD供电时，PD芯片的MOS管开关导通。在PD芯片中设置有状态参数与其MOS管开关对应，MOS管开关断开，则该状态参数的值为假，MOS管开关导通，则该状态参数的值为真，因此，该状态参数指示了PD是否从PSE取电，将该状态参数称为PSE取电状态参数。因此，若PD芯片的MOS管开关断开，则PD确定未从PSE取电。具体地，所述PD确定未从PSE取电为：PD的处理器根据PD芯片的状态来判断是否从PSE取电，具体地，PD的处理器可以判断PD芯片的PSE取电状态参数的值是否为假，若为假，则确定PD不存在PSE供电，也就是PD未从PSE取电，否则，确定PD存在PSE供电，也就是已从PSE取电。

PSE接收到PD发送的协商报文后，解析所述协商报文，判断其中是否存在预设的特定字段，若存在，则确定所述PD为有效PD。然后判断是否已向所述PD供电，若未供电，则说明所述PD是从外壳接地线等其他地方取电，则开启供电端口供电，通过所述PD接入的供电端口向所述PD供电。并可以在日志中记录所述供电端口接入有效PD，且已通过所述供电端口向该PD供电。若所述协商报文中不存在所述特定字段，则PSE确定所述PD非有效PD，不向所述PD供电，PSE还可以向PD发送告警信息，使PD可以重发所述协商报文，以防止协商报文出错而不能及时为PD供电。

其中，PSE可以通过日志记录等数据判断是否已向供电端口接入的PD供电。需要说明的是，PSE在向PD供电后，PD和PSE之间可以继续通过发送和接收报文来协商功率。由于LLDP报文可以用于协商功率，因此所述协商报文宜选为LLDP报文，DHCP或UDP报文等仅能提供表征PD为有效PD的特定字段，不能用于协商功率。

PSE在通过供电端口向PD供电后，进入供电维持阶段，可以开启断开检测和过流检测，当所述供电端口的电流超过供电端口过流门限或者无法维持最小电流时，所述供电端口断开供电，以保护PSE和PD。

本申请实施例所提供的PoE系统中，PD根据PD芯片的状态确定未从PSE取电后，向PSE发送包含特定字段的协商报文，所述特定字段用于表征所述PD为有效PD；PSE在接收到所述协商报文后，解析所述协商报文，若解析得到所述特定字段，则确定所述PD为有效PD，然后检测是否已向所述PD供电，若尚未向所述PD供电，则通过供电端口向所述PD供电。由此本申请实施例所提供的PoE系统可以在PSE无法检测到PD的情况下，灵活地完成PD从其他方式供电到PSE供电的切换，从而可以防止PoE系统过载掉电，保证业务的正常运行。

具体地，参见图3，为本申请实施例提供的PoE系统中PSE的结构示意图，所述PSE包括处理器U301、至少一个PSE芯片U302(图中为PSE芯片1至PSE芯片n)，以及至少一个供电端口U303(图中为供电端口1至供电端口n)，其中，所述处理器与所述PSE芯片相连，所述PSE芯片与所述供电端口相连，n为PSE芯片和供电端口的个数，PSE芯片1与供电端口1相连，以此类推，PSE芯片n与供电端口n相连。PSE通过供电端口与PD相连，多个供电端口可以与多个PD相连。

所述处理器用于：接收PD发送的协商报文，接收到所述协商报文后，解析所述协商报文，判断其中是否存在预设的特定字段；若存在所述特定字段，则判断PSE芯片是否已向所述PD供电，若所述PSE芯片未向所述PD供电，则控制所述PSE芯片通过所述PD所接入的供电端口向所述PD供电。

其中，所述协商报文可以为LLDP报文，这样便于所述PSE在向PD供电后，和PD之间继续通过收发协商报文来协商功率。所述协商报文也可以为其他协议报文，例如DHCP报文。

所述PSE芯片还可以用于检测所述供电端口的电流，并将检测的结果发送给处理器。处理器判断所述电流是否满足断电条件，当所述电流大于供电端口过流门限，或者所述电流小于最小电流时，控制所述PSE芯片停止向所述PD供电。

本申请实施例提供的PSE，直接根据PD发送的协商报文来判断PD是否为有效PD，不需使用物理检测方式来检测供电端口是否接入有效PD，在确定PD为有效PD后，若尚未向该PD供电，则向该PD供电，从而可以在PD从其他地方取电而PSE无法检测到PD的情况下，完成PD供电方式的切换。

具体地，参见图4，为本申请实施例提供的PoE系统中PD的结构示意图，所述PD包括处理器U401、PD芯片U402和受电端口U403，所述处理器与所述PD芯片相连，所述PD芯片与所述受电端口相连。

其中，所述处理器用于检测PD芯片的状态，根据PD芯片的状态判断是否未从PSE取电，例如判断PD芯片的PSE取电状态参数的值是否为假，若为假，则确定PD不存在PSE供电，也就是PD未从PSE取电，否则，确定PD存在PSE供电，也就是已从PSE取电。

若所述处理器确定未从PSE取电，则向PSE发送协商报文。所述协商报文中包含有特定字段，所述特定字段用于向PSE指示所述PD为有效PD，并指示所述PSE向所述PD供电。所述协商报文可以为LLDP报文，所述特定字段可以为LLDP功率申请字段；或者所述协商报文为DHCP等报文，所述特定字段可以自定义，例如以DHCP中的请求PoE供电选项为特定字段。由所述PSE接收到所述协商报文后，根据所述特定字段确定PD为有效PD，然后向所述PD供电，所述PD芯片用于从PSE取电。所述受电端口与PSE的供电端口相连接，所述PD芯片通过所述受电端口从PSE取电。本申请实施例提供的PD可以在PSE无法检测到的情况下，从其他方式供电自动切换到PSE供电。

基于本申请实施例所提供的PoE系统，本申请实施例还提供一种供电控制方法，所述方法应用于PSE，参见图5，所述方法包括：

步骤S501，PSE接收PD发送的协商报文；

步骤S502，若所述协商报文中包含有预设的特定字段，确定所述PD为有效PD；

步骤S503，若确定所述PD为有效PD，且未向所述PD供电，通过所述PD所接入的供电端口向所述PD供电。

本申请实施例所提供的PD上电控制方法，PSE不需要通过传统的物理检测方式来检测有效PD，而是通过PD发送的协商报文来确定PD为有效PD，也就是接收PD发送的协商报文，判断所述协商报文中是否包含有特定字段，若包含，则确定供电端口接入的PD为有效PD，若未向该有效PD供电，则确定接入了从其他地方取电的PD，然后通过该PD所接入的供电端口对该PD供电。这样可以在PD从其他地方取电使得PSE无法检测到该PD的情况下，实现PD从其他方式供电到PSE供电的自动切换，从而保证PD供电的及时性和连续性，保证业务安全正常地运行。

基于本申请实施例所提供的PoE系统，本申请实施例还提供另一种供电控制方法，所述方法应用于PD，参见图6，所述方法包括：

步骤S601，PD检测PD芯片的状态，根据PD芯片的状态判断是否未从PSE取电；

步骤S602，若确定未从PSE取电，向PSE发送协商报文，所述协商报文中包含有预设的特定字段。

所述特定字段用于表征所述PD为有效PD。若PD确定已从PSE取电，则不向PSE发送协商报文，流程结束。PSE在接收到包含有特定字段的协商报文后，解析获得所述特定字段，确定所述PD为有效PD，然后向所述PD供电。由此可以在PSE无法检测到PD的情况下，实现PD从其他方式供电到PSE供电的自动切换。

在另一种应用场景中，PD优先由适配器供电，在适配器供电时PD芯片不工作，这种情况下，PSE也无法检测到PD。本申请实施例提供的技术方案也适用于这种应用场景，PD可以向PSE发送包含有特定字段的协商报文，所述特定字段用于指示PSE所述PD为有效PD，PSE在接收到协商报文后向PD供电，从而实现PSE和其他供电装置同时为PD供电，这样PSE和其他供电装置可以互为PD的备用电源，防止PD断电。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其对于方法实施例而言，由于其基本相似于设备实施例，所以描述得较简单，相关之处参见设备实施例中的说明即可。

Claims (11)

1.一种供电控制方法，其特征在于，包括：

以太网供电设备PSE接收受电设备PD发送的协商报文；

若所述协商报文中包含有预设的特定字段，确定所述PD为有效PD；

若确定所述PD为有效PD，且所述PSE未向所述PD供电，通过所述PD所接入的供电端口向所述PD供电。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若所述协商报文中没有包含所述预设的特定字段，确定所述PD不是有效PD。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述协商报文为链路层发现协议LLDP报文，所述特定字段为功率申请字段。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述协商报文为动态主机配置协议DHCP报文，所述特定字段为请求以太网供电选项。

5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

检测所述供电端口的电流；

若所述电流大于供电端口过流门限，或者所述电流小于最小电流，停止向所述PD供电。

6.一种供电控制方法，其特征在于，包括：

若PD确定未从PSE取电，向PSE发送协商报文，所述协商报文中包含有预设的特定字段，所述预设的特定字段用于向所述PSE指示所述PD为有效PD，并指示所述PSE向所述PD供电。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于,还包括：

所述PD确定PD芯片的MOS管开关是否断开，以确定是否从PSE取电。

8.一种PSE，包括处理器、PSE芯片和供电端口，其特征在于，所述处理器用于：

接收PD发送的协商报文；

若所述协商报文中包含有预设的特定字段，确定所述PD为有效PD；

若确定所述PD为有效PD，且所述PSE芯片未向所述PD供电，控制所述PSE芯片通过所述PD所接入的供电端口向所述PD供电。

9.如权利要求8所述的PSE，其特征在于，所述协商报文为链路层发现协议LLDP报文，所述特定字段为功率申请字段。

10.一种PD，包括处理器、PD芯片和受电端口，其特征在于，

所述处理器用于：若根据所述PD芯片的状态确定未从PSE取电，向PSE发送协商报文，所述协商报文中包含有预设的特定字段，所述预设的特定字段用于向所述PSE指示所述PD为有效PD，并指示所述PSE向所述PD供电；

所述PD芯片用于从所述PSE取电。

11.如权利要求10所述的PD，其特征在于，所述处理器用于确定所述PD芯片的PSE取电状态参数是否为假，以确定所述PD芯片是否未从PSE取电。