CN110460449A - 中继器及供电方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种中继器及供电方法，涉及POE供电技术领域，该供电方法包括：接收多路输入以太网信号；通过对多路输入以太网信号进行整合，得到待输出以太网信号，其中，待输出以太网信号的路数小于输入以太网信号的路数，单路待输出以太网信号的供电功率大于单路输入以太网信号的供电功率。在本发明实施例的供电方法中，将多路输入以太网信号进行整合，得到待输出以太网信号，单路待输出以太网信号的供电功率大于单路输入以太网信号的供电功率，可以增加单路输出信号的供电功率，从而增加供电设备的使用范围。

Description

中继器及供电方法

技术领域

本发明涉及POE供电技术领域，特别是涉及中继器及供电方法。

背景技术

POE(Power Over Ethernet，有源以太网)是指在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP(Internet Protocol，网络协议)的终端，例如IP电话机、无线局域网接入点、网络摄像机等，传输数据信号的同时，提供直流供电的技术。POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。一个完整的POE系统包括PSE(Power Sourcing Equipment，供电设备)和PD(PoweredDevice，受电设备)两部分。

在实际POE供电环境中，POE供电设备的供电功率受限于POE供电标准，例如基于IEEE802.3af/at标准的POE供电设备，需要遵守IEEE802.3af/at标准，其输出功率无法满足大功率PD的工作需求，例如，无法满足额定功率大于30W的POE球机的工作需求等。POE供电设备的供电功率的限制，限制了POE供电设备的使用范围。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种中继器及供电方法，以实现增加单路输出信号的供电功率，增加POE供电设备的使用范围。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种中继器，所述中继器包括：

多个输入网口、受电设备控制器模块、供电设备控制器模块及输出网口；

所述受电设备控制器模块包括多个受电设备PD控制器，所述供电设备控制器模块包括供电设备PSE控制器，所述输入网口的电压输出端与所述PD控制器连接，所述输出网口的以太网数据输入端与所述输入网口的以太网数据输出端连接；

所述PD控制器与所述PSE控制器连接；

所述PSE控制器与所述输出网口的电压输入端连接；

其中，多个所述输入网口分别将接收的输入以太网信号拆分为以太网数据信号及电压信号，至少一路所述以太网数据信号经由所述输入网口的以太网数据输出端输出到所述输出网口的以太网数据输入端，多路所述电压信号分别经由多个所述输入网口的电压输出端传输至所述PD控制器，多个所述PD控制器将电压信号整合输入到所述PSE控制器，所述PSE控制器将功率调整后的电压信号输出到所述输出网口的电压信号输入端，所述输出网口接收所述以太网数据信号及功率调整后的电压信号，得到待输出以太网信号，所述待输出以太网信号的路数小于所述输入以太网信号的路数，单路所述待输出以太网信号的供电功率大于单路所述输入以太网信号的供电功率。

可选的，所述输入网口为输入网络插座，所述输出网口为输出网络插座；

其中，所述输入网络插座的输入端用于连接供电设备的以太网端口，以接收所述输入以太网信号，所述输出网络插座的输出端用于连接用电设备的以太网接头，以输出所述待输出以太网信号。

可选的，所述中继器还包括：

输入网络变压器模块及输出网络变压器模块；

所述输入网络变压器模块包括输入网络变压器，所述输出网络变压器模块包括输出网络变压器；

所述输入网口的以太网数据输出端通过所述输入网络变压器及所述输出网络变压器，与所述输出网口的以太网信号输入端连接；

其中，所述输入网口的以太网数据输出端与所述输入网络变压器连接，所述输入网络变压器的以太网数据输出端与所述输出网络变压器连接，所述输出网络变压器的以太网数据输出端与所述输出网口的以太网数据输入端连接；至少一路以太网数据信号经由所述输入网口的以太网数据输出端传输到所述输入网络变压器，所述输入网络变压器将该以太网数据信号由所述输入网络变压器的以太网数据输出端输出到所述输出网络变压器，所述输出网络变压器将该以太网数据信号由所述输出网络变压器的以太网数据输出端输出到所述输出网口的以太网数据输入端。

可选的，所述中继器还包括：整流桥模块；

所述输入网口的电压输出端通过所述整流桥模块与所述PD控制器连接。

可选的，所述输入网络变压器模块包括多个输入网络变压器；

所述输入网口的电压输出端通过所述输入网络变压器与所述PD控制器连接，所述PSE控制器与所述输出网络变压器连接，所述输出网络变压器的电压输出端与所述输出网口的电压输入端连接；

其中，多个所述输入网络变压器分别将所述输入网口发送的以太网数据信号及电压信号进行分离，至少一路所述以太网数据信号经由所述输入网络变压器的以太网数据输出端输出到所述输出网络变压器，多路所述电压信号分别经由多个所述输入网络变压器的电压输出端传输至所述PD控制器，多个所述PD控制器将电压信号整合输入到所述PSE控制器，所述PSE控制器将功率调整后的电压信号输出到所述输出网络变压器，所述输出网络变压器将所述以太网数据信号及功率调整后的电压信号输出到所述输出网口，所述输出网口接收所述以太网数据信号及功率调整后的电压信号，得到待输出以太网信号。

可选的，所述中继器还包括：整流桥模块；

所述输入网络变压器的电压信号输出端通过所述整流桥模块与所述PD控制器连接。

可选的，所述中继器还包括：反激电源模块及网络交换芯片模块；

所述反激电源模块与所述PD控制器连接，所述反激电源模块与所述网络交换芯片模块连接；

所述输入网络变压器的以太网数据输出端与所述输出网络变压器通过所述网络交换芯片模块连接；

其中，将所述PD控制器输出的电压信号作为所述反激电源模块的电源，所述反激电源模块为所述网络交换芯片模块提供工作电压。

可选的，所述中继器还包括：单片机模块；

所述单片机模块与所述反激电源模块连接，所述单片机模块与所述PSE控制器连接；

其中，所述反激电源模块为所述单片机模块提供工作电压。

可选的，所述单片机模块与所述网络交换芯片模块连接。

可选的，所述中继器还包括：指示灯模块，所述指示灯模块包括：电源指示灯、网络指示灯、受电设备输入指示灯及供电设备输出指示灯中的一种或多种，其中，所述电源指示灯与所述反激电源模块连接；所述网络指示灯与所述网络交换芯片模块连接；所述受电设备输入指示灯与所述受电设备控制器连接；所述供电设备输出指示灯与所述供电设备控制器模块连接。

可选的，所述网络交换芯片模块，包括：网络交换芯片及拨码开关，所述网络交换芯片与所述拨码开关连接，其中，所述拨码开关不同的档位对应所述网络交换芯片不同的传输模式。

第二方面，本发明实施例提供了一种供电方法，所述方法包括：

接收多路输入以太网信号；

通过对多路所述输入以太网信号进行整合，得到待输出以太网信号，其中，所述待输出以太网信号的路数小于所述输入以太网信号的路数，单路所述待输出以太网信号的供电功率大于单路所述输入以太网信号的供电功率。

可选的，所述通过对多路所述输入以太网信号进行整合，得到待输出以太网信号，包括：

分别将各所述输入以太网信号中的以太网数据信号及电压信号进行分离；

通过对多路分离出的电压信号进行整合，得到待输出电压信号，其中，单路所述待输出电压信号的供电功率大于任一所述分离出的电压信号的供电功率；

将以太网数据信号与所述待输出电压信号进行整合，得到待输出以太网信号。

可选的，所述通过对多路分离出的电压信号进行整合，得到待输出电压信号，包括：

对多路分离出的电压信号进行整合，得到整合电压信号；

确定受电设备的额定功率；

将所述整合电压信号的供电功率调整为所述额定功率，得到待输出电压信号。

本发明实施例提供的中继器及供电方法，接收多路输入以太网信号；通过对多路输入以太网信号进行整合，得到待输出以太网信号，其中，待输出以太网信号的路数小于输入以太网信号的路数，单路待输出以太网信号的供电功率大于单路输入以太网信号的供电功率。将多路输入以太网信号进行整合，得到的待输出以太网信号的路数少于输入以太网信号的路数，能够增加单路待输出以太网信号的供电功率，以使单路待输出以太网信号的供电功率大于单路输入以太网信号的供电功率，可以增加单路输出信号的供电功率，从而增加供电设备的使用范围。当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上的所有优点。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例的中继器的第一种示意图；

图2为本发明实施例的中继器的第二种示意图；

图3a为本发明实施例的中继器的RJ45插座与输入网络变压器连接的第一种示意图；

图3b为本发明实施例的中继器的RJ45插座与输入网络变压器连接的第二种示意图；

图4为本发明实施例的中继器的整流桥与受电设备控制器连接的一种示意图；

图5a为本发明实施例的中继器的一种反激电源模块的第一部分的示意图；

图5b为本发明实施例的中继器的一种反激电源模块的第二部分的示意图；

图6为本发明实施例的中继器的网络交换芯片模块的一种示意图；

图7a为本发明实施例的中继器的电可擦可编程只读存储器的一种示意图；

图7b为本发明实施例的中继器的拨码开关的一种示意图；

图8为本发明实施例的中继器的供电设备控制器模块的一种示意图；

图9为本发明实施例的中继器的单片机模块的一种示意图；

图10a为本发明实施例的中继器的一种受电设备输入指示灯点灯方案的第一部分的示意图；

图10b为本发明实施例的中继器的一种受电设备输入指示灯点灯方案的第二部分的示意图；

图10c为本发明实施例的中继器的一种受电设备输入指示灯点灯方案的第三部分的示意图；

图10d为本发明实施例的中继器的网络指示灯点灯方案的一种示意图；

图10e为本发明实施例的中继器的供电设备输出指示灯点灯方案的一种示意图；

图11为本发明实施例的中继器的应用场景的一种示意图；

图12为本发明实施例的供电方法的一种流程示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

需要说明的是，本发明实施例中各器件的型号、参数及连接方式等仅为举例，并不是为了限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

相关POE供电技术中，会存在POE供电设备单口输出信号的供电功率，无法满足PD额定功率的情况，有鉴于此，本发明实施例提供了一种中继器，上述中继器包括：

多个输入网口101、受电设备控制器模块102、供电设备控制器模块103及输出网口104；

上述受电设备控制器模块102包括多个受电设备PD控制器，上述供电设备控制器模块103包括供电设备PSE控制器，上述输入网口101的电压输出端与上述PD控制器连接，上述输出网口104的以太网数据输入端与上述输入网口101的以太网数据输出端连接；

上述PD控制器与上述PSE控制器连接；

上述PSE控制器与上述输出网口的电压输入端连接；

其中，多个上述输入网口101分别将接收的输入以太网信号拆分为以太网数据信号及电压信号，至少一路上述以太网数据信号经由上述输入网口101的以太网数据输出端输出到上述输出网口104的以太网数据输入端，多路上述电压信号分别经由多个上述输入网口101的电压输出端传输至上述PD控制器，多个上述PD控制器将电压信号整合输入到上述PSE控制器，上述PSE控制器将功率调整后的电压信号输出到上述输出网口104的电压信号输入端，上述输出网口104接收上述以太网数据信号及功率调整后的电压信号，得到待输出以太网信号，上述待输出以太网信号的路数小于上述输入以太网信号的路数，单路上述待输出以太网信号的供电功率大于单路上述输入以太网信号的供电功率。

输入网口101用于接收供电设备发送的输入以太网信号，每个输入网口101接收一路输入以太网信号。输入网口101将接收的输入以太网信号拆分为以太网数据信号及电压信号，其中，输入以太网信号是指本发明实施例的中继器接收的以太网信号。

输出网口104用于将接收的以外网数据信号及电压信号整合为待输出以太网信号，以输出给后端的大功率PD，其中，待输出以太网信号是指本发明实施例的中继器输出的功率增加后的以太网信号。

可选的，上述输入网口101为输入网络插座，上述输出网口104为输出网络插座；

其中，上述输入网络插座的输入端用于连接供电设备的以太网端口，以接收上述输入以太网信号，上述输出网络插座的输出端用于连接用电设备的以太网接头，以输出上述待输出以太网信号。

输入网络插座可以通过网线连接供电设备的以太网端口，输入网络插座及输出网络插座为任意的以太网接口插座，例如，单口RJ45插座等。可选的，输入网络插座的1-2、3-6数据线对和输出网络插座的1-2、3-6数据线对电级联，输入网络插座的4-5、7-8线对和PD控制器电级联。输出插座的4-5、7-8线对和PSE控制器模块输出的电压电级联，其中4-5和PSE控制器电压输出端的正极电压级联，7-8和PSE控制器电压输出端的负极电压级联。

在本发明实施例中，输入网口为输入网络插座，输出网口104为输出网络插座，网络插座可以直接连接以太网接头，方便以太网信号的输入及输出。

受电设备控制器模块102中的PD控制器包括PD控制器芯片及外围电路。PD控制器芯片及外围电路，用于PD识别、分级及上电控制，其中，PD识别，是在POE供电的检测阶段完成的。PSE根据PD控制器中的特征电阻和电容识别PD设备。PD分级是在POE供电的分级阶段完成，根据PD控制器中的分级电阻完成对PD的分级。可选的，分级电阻在本发明实施例中设定为Class4的PD。分级的主要作用是判断PD是在哪个功率档位上，然后进行相应的功率配置。多个受电设备控制器的后级输出整合为一路POE电源，作为供电设备控制器模块103的电源。本发明实施例中的PD控制芯片可以为任意满足POE协议的PD控制器芯片。

供电设备控制器模块103包括PSE控制器，PSE控制器包括PSE芯片，用于对PD的识别，控制及管理等。PSE芯片将由多个受电设备控制器的后级整合输出的一路POE电源，作为供电电源，实现单口大功率输出。可选的，由于单口大功率需要使用到8芯供电方式，即12-36数据线对和45-78空闲线对同时供电的方式，需要使用到PSE芯片的两个端口，所以该PSE芯片需要支持IEEE802.3bt标准或者非标准的大输出功率协议。本发明实施例中的PSE芯片可以为任意满足IEEE802.3bt协议或者非标大功率协议标准的PSE芯片。

可选的，上述PSE控制器还可以包括：MCU(Micro Control Unit，微控制单元)。PSE芯片可以使用该芯片配套的MCU管理，MCU和PSE芯片之间采用SPI(Serial PeripheralInterface，串行外设接口)通信。由于POE的地与板内地之间的隔离，SPI通信需要选用一颗SPI隔离芯片。

本发明实施例的中继器，能够将多路输入以太网信号进行整合，得到待输出以太网信号，待输出以太网信号的路数小于输入以太网信号的路数，单路待输出以太网信号的供电功率大于单路输入以太网信号的供电功率，可以增加单路输出信号的供电功率，从而增加供电设备的使用范围。

可选的，本发明实施例中的中继器还包括：

输入网络变压器模块及输出网络变压器模块；

上述输入网络变压器模块包括输入网络变压器，上述输出网络变压器模块包括输出网络变压器；

上述输入网口101的以太网数据输出端通过上述输入网络变压器及上述输出网络变压器，与上述输出网口104的以太网信号输入端连接；

其中，上述输入网口101的以太网数据输出端与上述输入网络变压器连接，上述输入网络变压器的以太网数据输出端与上述输出网络变压器连接，上述输出网络变压器的以太网数据输出端与上述输出网口104的以太网数据输入端连接；至少一路以太网数据信号经由上述输入网口101的以太网数据输出端传输到上述输入网络变压器，上述输入网络变压器将该以太网数据信号由上述输入网络变压器的以太网数据输出端输出到上述输出网络变压器，上述输出网络变压器将该以太网数据信号由上述输出网络变压器的以太网数据输出端输出到上述输出网口104的以太网数据输入端。

网络变压器可以增强以太网数据信号，增加以太网数据信号的传输距离，减少外界对以太网数据信号的干扰，同时还能够适用于不同电平的以太网数据信号。在本发明实施例中，中继器中还包括输入网络变压器模块及输入网络变压器模块，可以增加以太网数据信号的传输质量。

可选的，上述中继器还包括：整流桥模块；

上述输入网口101的电压输出端通过上述整流桥模块与上述PD控制器连接。

整流桥模块用于对输入网口101输出的电压信号进行整流。这是因为需要满足PD端的多种供电方式，例如，POE标准供电的两种方式，即数据线供电或空闲线供电，或非标准的数据线和空闲线同时供电的方式，保证PD端可以满足PSE端不同的供电方式。整流桥模块可以为整流桥集成器件或二极管组成的整流电路等，需要保证整流桥的单颗二极管可以满足标准IEEE802.3at电流输入。可选的，整流桥模块用于对输入网络101的1-2，3-6线对和4-5，7-8线对电压信号的整流。

在本发明实施例中，通过整流桥模块对输入网络变压器输出的电压信号进行整流，能够适应多种POE供电模式，增加了使用范围。

可选的，上述输入网络变压器模块包括多个输入网络变压器；

上述输入网口101的电压输出端通过上述输入网络变压器与上述PD控制器连接，上述PSE控制器与上述输出网络变压器连接，上述输出网络变压器的电压输出端与上述输出网口104的电压输入端连接；

其中，多个上述输入网络变压器分别将上述输入网口101发送的以太网数据信号及电压信号进行分离，至少一路上述以太网数据信号经由上述输入网络变压器的以太网数据输出端输出到上述输出网络变压器，多路上述电压信号分别经由多个上述输入网络变压器的电压输出端传输至上述PD控制器，多个上述PD控制器将电压信号整合输入到上述PSE控制器，上述PSE控制器将功率调整后的电压信号输出到上述输出网络变压器，上述输出网络变压器将上述以太网数据信号及功率调整后的电压信号输出到上述输出网口104，上述输出网口104接收上述以太网数据信号及功率调整后的电压信号，得到待输出以太网信号。

输入网络变压器模块中的输入网络变压器用于接收由输入网口101发送的以太网信号，包括以太网数据信号及电压信号，并将该以太网信号中的以太网数据信号及电压信号分离，分离出的电压信号从输入网络变压器的电压信号输出端输出到受电设备控制器中。至少一路输入以太网数据信号从输入网络变压器的以太网数据输出端输出到输出网络变压器。可选的，一个输出网络变压器仅与一个输入网络变压器的以太网数据输出端连接，即一个输出网络变压器仅输入一路以太网数据信号。本发明实施例的中继器主要是为了增加单路信号的输出功率，为了防止多路以太网数据信号相互干扰，仅选取一路以太网数据信号输出到输出网络变压器模块。可选的，输入网络变压器需要满足初级线圈符合IEEE802.3at电流的要求，当然输入网络变压器还可以支持

可选的，输入网络变压器与受电设备控制器的数量相同，各输入网络变压器与各受电设备控制器间一对一连接。举例来说，输入网络变压器1接收由输入网口发送的第1路以太网信号，将第1路以太网信号分离为以太网数据信号及电压信号；输入网络变压器1把分离出的以太网数据信号传输给输出网络变压器，从输入网络变压器1的初级中心抽头提取电压信号传输给受电设备控制器1。输入网络变压器2接收由输入网口发送的第2路以太网信号，将第2路以太网信号分离为以太网数据信号及电压信号；从输入网络变压器2的初级中心抽头提取电压信号传输给受电设备控制器2，输入网络变压器2不需要对以太网数据信号进行处理。若需要进一步增加待输出以太网信号的供电功率，可以设置更多数量的输入网络变压器及受电设备控制器，以引入更多路的输入以太网信号。

可选的，上述输入网络变压器的电压信号输出端与上述受电设备控制器通过上述整流桥模块连接。

整流桥模块用于对输入网络变压器输出的电压信号进行整流。这是因为对于PD需要兼容POE标准供电的两种方式，即数据线供电或空闲线供电，也可以兼容一些非标准的数据线和空闲线同时供电的方式，保证PD端可以满足PSE端不同的供电方式。整流桥模块可以为整流桥集成器件或二极管组成的整流电路等，需要保证整流桥的单颗二极管可以满足标准IEEE802.3at电流输入。可选的，整流桥模块用于对插座的1-2，3-6线对和4-5，7-8线对电压信号的整流。

在本发明实施例中，通过整流桥模块对输入网络变压器输出的电压信号进行整流，能够适应多种POE供电模式，增加了使用范围。

受电设备控制器模块102中的受电设备控制器包括PD控制器芯片及外围电路。PD控制器芯片及外围电路，用于PD识别、分级及上电控制，其中，PD识别，是在POE供电的检测阶段完成的。PSE根据受电设备控制器电路中的特征电阻和电容识别PD设别。PD分级是在POE供电的分级阶段完成，根据受电设备控制器电路中的分级电阻完成对PD的分级。可选的，分级电阻在本发明实施例中设定为Class4的PD，分级的主要作用是判断PD是在哪个功率档位上，然后进行相应的功率配置。多个受电设备控制器的后级输出整合为一路POE电源，作为供电设备控制器模块103的电源。本发明实施例中的PD控制芯片可以采用任意满足POE协议的PD控制器芯片。

供电设备控制器模块103，包括PSE控制器，PSE控制器包括PSE芯片，用于对PD的识别，控制及管理等。PSE芯片将由多个受电设备控制器的后级整合输出的一路POE电源，作为供电电源，实现单口大功率输出。可选的，由于单口大功率需要使用到8芯供电方式，即12-36数据线对和45-78空闲线对同时供电的方式，需要使用到PSE芯片的两个端口，所以该PSE芯片需要支持IEEE802.3bt标准或者非标准的大输出功率协议。

可选的，本发明实施例中的PSE控制器还包括MCU(Micro Control Unit，微控制单元)，MCU用于控制PSE芯片，MCU和PSE芯片之间采用SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)通信。由于POE地与板内地之间的隔离，SPI通信需要添加一个SPI隔离芯片。

输出网络变压器模块，包括输出网络变压器，输出网络变压器用于将以太网数据信号和PSE芯片输出的电压信号整合、级联并输出。输出网络变压器初级线圈需要能够承受PSE芯片输出的电压信号的电流。例如，当输入2路基于IEEE802.3at协议的以太网信号时，整合功率小于60W，输出通过数据线和空闲线同时供电传输分担电流，输出网络变压器要满足初级线圈符合IEEE802.3at电流的要求；当输入3路基于IEEE802.3at协议的以太网信号时，整合功率小于90W，输入网络变压器要满足初级线圈符合IEEE802.3at电流的要求，输出网络变压器要满足初级线圈符合IEEE802.3bt电流的要求。

本发明实施例的中继器，能够将多路输入以太网信号进行整合，得到待输出以太网信号，待输出以太网信号的路数小于输入以太网信号的路数，单路待输出以太网信号的供电功率大于单路输入以太网信号的供电功率，可以增加单路输出信号的供电功率，从而增加供电设备的使用范围。

可选的，上述中继器还包括：反激电源模块及网络交换芯片模块；

上述反激电源模块与上述受电设备控制器连接，上述反激电源模块与上述网络交换芯片模块连接；

上述输入网络变压器的以太网数据输出端与上述输出网络变压器模块通过上述网络交换芯片模块连接；

其中，将上述受电设备控制器输出的电压信号作为上述反激电源模块的电源，上述反激电源模块为上述网络交换芯片提供工作电压。

反激电源模块接收多个受电设备控制器的后级合成输出合成的POE电源，将POE电源转换为反激电源模块的供电电压。反激电源模块为网络交换芯片模块提供工作电压。可选的，反激电源模块可以采用变压器隔离设计，通过隔离变压器将POE电源电压和板内低电压隔离，以及POE负极地和板内地隔离。

网络交换芯片模块包括网络交换芯片，用于将接收的以太网数据信号做中转输出。可选的，网络交换芯片可以实现100M到10M的数据传输模式的切换，以满足不同的传输需求。网络交换芯片的信号输入端和输入网络变压器电级联，网络交换芯片的信号输出端和输出网络变压器电级联。网络交换芯片可以为任意支持10M/100M传输模式的网络交换芯片。

可选的，上述中继器还包括：单片机模块；

上述单片机模块与上述反激电源模块连接，上述单片机模块与上述供电设备控制器模块连接；

其中，上述反激电源模块为上述单片机模块提供工作电压。

单片机模块包括单片机，反激电源模块为单片机提供工作电压。单片机用于对PSE芯片进行管理。

可选的，上述单片机模块与上述网络交换芯片模块连接。

单片机用于对网络交换芯片进行管理。

可选的，单片机可以通过UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口和I2C(Inter-Integrated Circuit)接口，与供电设备控制器模块103中的MCU通信，以管理MCU。单片机通过SMI(Serial ManagementInterface，串行管理接口)接口和网络交换芯片通信，以管理网络交换芯片。

在本发明实施例中，中继器包括单片机模块，可以通过单片机模块实现多PSE芯片及网络交换芯片的管理，能够满足多种功率输出需求，增加POE供电设备的使用范围。

可选的，上述中继器还包括：指示灯模块，上述指示灯模块包括：电源指示灯、网络指示灯、受电设备输入指示灯及供电设备输出指示灯中的一种或多种，其中，上述电源指示灯与上述反激电源模块连接；上述网络指示灯与上述网络交换芯片模块连接；上述受电设备输入指示灯与上述受电设备控制器连接；上述供电设备输出指示灯与上述供电设备控制器模块连接。

电源指示灯使用反激电源模块提供的电压点灯；网络指示灯通过网络交换芯片点灯；受电设备输入指示灯通过多个受电设备控制器的后级整合输出的一路POE电源电压点灯或者通过受电设备控制器点灯；供电设备输出指示灯通过多个受电设备控制器的后级整合输出的一路POE电源电压点灯或者通过单片机控制点灯。

在本发明实施例中，可以根据指示灯模块确定中继器是否正常工作。

可选的，上述网络交换芯片模块，包括：网络交换芯片及拨码开关，上述网络交换芯片与上述拨码开关连接，其中，上述拨码开关不同的档位对应上述网络交换芯片不同的传输模式。

拨码开关控制网络交换芯片切换不同的传输模式，例如，控制网络交换芯片在100M和10M传输模式之间的切换。可选的，拨码开关切换控制EEPROM(ElectricallyErasable Programmable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器)上电，网络交换芯片重启，并从EEPROM写入配置芯片，使得输出端口配置成10M网络数据，从而达到远距离传输的性能。

在本发明实施例中，通过拨码开关实现网络交换芯片在不同的传输模式间的转换，能够适用多种应用场景。

可选的，参见图2，图2为本发明实施例的中继器的另一种示意图，包括：

多个输入网口101、输入网络变压器模块105、整流桥模块106、受电设备控制器模块102、供电设备控制器模块103、输出网络变压器器模块110、输出网口104、网络交换芯片模块107、反激电源模块108及单片机模块109。

其中，输入网络变压器模块105包括多个输入网络变压器；受电设备控制器模块102包括多个PD控制器，供电设备控制器模块103包括PSE控制器，输出网络变压器模块110包括输出网络变压器，输入网口101可以为输入网络插座，输出网口104可以为输出网络插座，整流桥模块106包括多个整流桥，网络交换芯片模块107包括网络交换芯片、单片机模块109包括单片机。

多路输入以太网信号分别输入到多个输入网络插座中，输入网络插座将以太网信号传输到输入网络变压器中，每个输入网络变压器与一个输入网络插座连接。输入网络变压器将以太网信号拆分为以太网数据信号及电压信号，各输入网络变压器分别将各路电压信号传输到多个整流桥中，每个输入网络变压器连接一个整流桥。至少一个输入网络变压器的以太网数据输出端与网络传输芯片连接，其中，接入网络传输芯片的以太网数据信号的路数，与输出网络变压器的数量相同，即与输出以太网信号的路数相同。

可选的，本发明实施例中输入网络插座与输入变压器的连接方法可以如图3a及图3b所示。J1与J2均为RJ45插座。图3a所示电路中可提供以太网数据信号和电压信号。电压信号从数据线对连接的输入网络变压器的中心抽头或者从J1的空闲线上提取，以太网数据信号通过输入网络变压器次级转发给输出网络变压器模块。图3a所示电路中可提供电压信号，起到功率扩展的作用，电压信号从数据线对的网络变压器中心抽头或者从J2的空闲线上提取。RJ45插座自带的指示灯，通过网络交换芯片支持LINK/ACT(连接/活动指示灯)的状态。

以图3a为例，R代表电阻，C代表电容，BA代表放电管，TXP代表信号发射中差分电路的正极，TXN代表信号发射中差分电路的负极，RXP代表信号接收中差分电路的正极，RXN代表信号接收中差分电路的负极，POE78代表POE电压信号的7-8线对，POE45代表POE电压信号的4-5线对，POE12代表POE电压信号的1-2线对，POE36代表POE电压信号的3-6线对；BA1-BA4起到浪涌防护的作用，R6，C6，R7，C7，R8，C8，R9，C9为BOB-SMISTH电路，TVS1和TVS2为次级差模防护TVS(Transient Voltage Suppressor，瞬变电压抑制二极管)管，C2-C5为变压器次级中心抽头对地电容，起到降低对外辐射的作用。

每个整流桥连接一个PD控制器，整流桥将整流后的电压信号输出到PD控制器中。整流桥的作用是保证PD端可以兼容POE标准供电的两种方式，即数据线供电或空闲线供电，也可以兼容一些非标准的数据线和空闲线同时供电的方式，以使PD端可以满足PSE端不同的供电方式。可选的，整流桥与PD控制器的连接电路如图4所示，BD代表整流桥芯片，R14和CP1为PD端的检测电阻和检测电容，R18为PD端的分级电阻，U2和US为半导体管用于浪涌防护，表示接板内地，表示接POE地。

多个受电设备控制器的后级输出整合为一路POE电源，作为反激电源模块108的POE电源。反激电源模块108为网络交换芯片模块107及单片机模块109提供电源。

可选的，本发明实施例的反激电源模块108的示意图如图5a和图5b所示，其中，图5a为反激电源模块108的第一部分，图5b为反激电源模块108的第二部分。反激电源模块108的第一部分的连接点A与反激电源模块108的第二部分的连接点B连接，反激电源模块108的第一部分的连接点C与反激电源模块108的第二部分的连接点D连接。T3为隔离电源变压器，根据后级功耗的计算，反激电源模块108设计为支持3.3V，1A的功耗输出，UP1为PWM(PulseWidth Modulation，脉冲宽度调制)控制器，控制直流信号到PWM信号转换的控制；U5是可调精密稳压器，提供反馈参考电压；OP1为光耦反馈，用于把后级的电压变化反馈至PWM控制芯片上，芯片通过内部比较处理控制调整PWM波，从而控制后级稳压输出；R27，C24，DS1组成RCD(Residual Current Device，剩余电流装置)尖峰吸收电路，D代表二极管，T3代表隔离表压器。本发明实施例的反激电源模块108能够将POE电源电压转换为3.3V的电压。

可选的，本发明实施例的网络交换芯片模块107可以如图6所示，包括网络交换芯片、EEPROM、拨码开关及25M晶体工作时钟。网络交换芯片可以使用3.3V外部供电，网络交换芯片需要25M晶体工作时钟，实现1路以太网数据信号输入，1路以太网数据信号输出的网络交换功能，通过拨码控制网络交换芯片写入EEPROM的配置信息，以实现10M/100M数据传输模式的切换。

可选的，本发明实施例的EEPROM一种可能连接方式如图7a所示，拨码控制的一种可能的电路图如图7b所示。拨码开关处于左拨的状态时，无任何控制，网络交换芯片为默认配置；拨码开关右拨，2-3接通，给EEPROM上电，同时通过C61电容的充电过程使得Q1短暂导通后关断，使UV1复位芯片复位网络交换芯片，网络交换芯片重新复位后，读取EEPROM信息并写入寄存器，从而控制网络交换芯片100M-10M传输模式的切换。其中，Q1代表三极管，D8代表二极管。

多个受电设备控制器的后级输出整合为一路POE电源，作为供电设备控制器模块103的POE电源。可选的，供电设备控制器模块103包括PSE控制器，PSE控制器包括PSE芯片，SPI隔离芯片及MCU，如图8所示。

POE电源正极电压为PSE芯片的工作电压，MCU通过SPI隔离芯片与PSE芯片进行数据通信，PSE芯片的两个Port口，Port1和Port2分别连接后级的输出网络变压器的中心抽头和输出插座，例如RJ45插座，的7-8空闲线。

可选的，单片机模块109可以如图9所示，单片机模块109中的单片机通过UART或者I2C和供电设备控制器模块103中的MCU进行通信，通过SMI和网络交换芯片进行通信，通过GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)口控制PSE指示灯。

可选的，本发明实施例的中继器还包括：指示灯模块，该指示灯模块包括：电源指示灯、网络指示灯、受电设备输入指示灯及供电设备输出指示灯等。

电源指示灯与反激电源模块连接，通过反激电源模块提供的电压点灯。网络指示灯与网络交换芯片模块连接，通过网络交换芯片控制点灯；受电设备输入指示灯与受电设备控制器连接，通过受电控制器控制点灯或通过POE电源电压点灯；供电设备输出指示灯与供电设备控制器模块连接，通过POE电源电压点灯或通过供电设备控制器模块的MCU控制点灯。

可选的，受电设备输入指示灯可以有两种点灯方式，一种是受电设备控制器控制点灯，一种是通过POE电源电压及稳压二极管控制点灯，此处以包含2个受电设备控制器的中继器为例进行说明，如图10a-10c所示，图10a中的T2P1与图10c的T2P1连接，图10a中的VSSA与图10c的VSSA连接，图10b中的T2P2与图10c的T2P2连接，图10b中的VSSB与图10c的VSSB连接。D2及D3均为稳压二极管。

网络指示灯可以为RJ45插座自带的指示灯，其电路图可以如图10d所示，其中，FB1代表磁珠，其电阻为120ohm，额定电流为1.3A，C代表电容。

供电设备输出指示灯可以有两种点灯方式，一种是MCU控制点灯方式，一种是通过POE电源电压及稳压二极管控制点灯，如图10e所示。Q2代表金属-氧化层半导体场效晶体管，D19及D20均为稳压二极管，GREEN为LED灯。其中，PSE_LED用于连接MCU的一个GPIO脚管，PSE0-连接PSE供电的负极，PSE1-连接PSE供电的负极。

可选的，参见图11，图11为本发明实施例的中继器的一种可能的应用场景的示意图。中继器实现将两路基于IEEE802.3at标准的以太网信号，整合为IEEE802.3bt或POH协议的一路以太网信号进行输出，给大于30W小于60W的大功率球机供电。在本年发明实施例中，将两路能够实现将多路以太网信号整合为一路供电功率更大以太网信号，从而提高单路输出信号的供电功率，从而增加POE供电设备的使用范围。在本发明实施例的其他可能的实时方式中，可以根据受电设备的实际功率需求，将三路输入以太网信号整合为一路以太网信号进行输出，或将五路输入以太网信号整合为两路以太网信号进行输出等，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种供电方法，参见图12，该方法包括：

S1201，接收多路输入以太网信号。

本发明实施例中的供电方法可以通过供电系统实现，供电系统为任意能够实现本发明实施例的供电方法的系统。例如：供电系统可以为上述中继器、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或CPLD(Complex Programmable LogicDevice，复杂可编程逻辑器件)等。

S1202，通过对多路上述输入以太网信号进行整合，得到待输出以太网信号，其中，上述待输出以太网信号的路数小于上述输入以太网信号的路数，单路上述待输出以太网信号的供电功率大于单路上述输入以太网信号的供电功率。

供电系统将接收到的多路输入以太网信号进行整合，得到待输出以太网信号。待输出以太网信号的路数小于供电系统接收到的POE信号的路数，以使单路待输出以太网信号的供电功率大于单路输入以太网信号的供电功率，从而实现增大单口POE输出信号的供电功率。

在本发明实施例中，将多路输入以太网信号进行整合，得到待输出以太网信号，单路待输出以太网信号的供电功率大于单路输入以太网信号的供电功率，可以增加单路输出信号(即单路待输出以太网信号)的供电功率，从而增加供电设备的使用范围。

可选的，上述通过对多路上述输入以太网信号进行整合，得到待输出以太网信号：

步骤一，分别将各上述输入以太网信号中的以太网数据信号及电压信号进行分离。

步骤二，通过对多路分离出的电压信号进行整合，得到待输出电压信号，其中，单路上述待输出电压信号的供电功率大于任一上述分离出的电压信号的供电功率。

供电系统对多路电压信号进行整合，得到待输出电压信号。待输出电压信号的路数少于分离出的电压信号的路数。例如，将两路输出功率为15.4W的电压信号，整合为一路输出功率为30.8W的整合电压信号；或将三路输出功率为30W的电压信号，整合为两路输出功率为45W的整合电压信号等。

步骤三，将以太网数据信号与上述待输出电压信号进行整合，得到待输出以太网信号。

为每路待输出电压信号整合一路以太网数据信号，得到待输出以太网信号。一路待输出电压信号仅整合一路以太网数据信号，可以有效减少网络风暴。

在本发明实施例中，将多路电压信号进行整合，得到待输出电压信号，将以太网数据信号与待输出电压信号进行整合，得到待输出以太网信号，实现了电压信号与以太网数据信号的有效整合，相比于直接整合以太网信号能够减少以太网数据信号的干扰。

可选的，在上述通过对多路分离出的电压信号进行整合，得到待输出电压信号，包括：

步骤一，对多路分离出的电压信号进行整合，得到整合电压信号。

步骤二，确定受电设备的额定功率。

步骤三，将所述整合电压信号的供电功率调整为所述额定功率，得到待输出电压信号。

例如，将整合电压信号作为PSE设备的电源信号，通过PSE设备，获取受电设备的功率等级，进而确定受电设备的额定功率，并通过PSE设备将整合电压信号的供电功率调整为受电设备的额定功率，得到待输出电压信号。

在本发明实施例中，确定受电设备的额定功率，调整整合电压信号的供电功率调整为额定功率，得到待输出电压信号，能够实现供电功率为额定功率的信号输出，满足多种功率需求。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种中继器，其特征在于，所述中继器包括：

多个输入网口、受电设备控制器模块、供电设备控制器模块及输出网口；

所述受电设备控制器模块包括多个受电设备PD控制器，所述供电设备控制器模块包括供电设备PSE控制器，所述输入网口的电压输出端与所述PD控制器连接，所述输出网口的以太网数据输入端与所述输入网口的以太网数据输出端连接；

所述PD控制器与所述PSE控制器连接；

所述PSE控制器与所述输出网口的电压输入端连接；

其中，多个所述输入网口分别将接收的输入以太网信号拆分为以太网数据信号及电压信号，至少一路所述以太网数据信号经由所述输入网口的以太网数据输出端输出到所述输出网口的以太网数据输入端，多路所述电压信号分别经由多个所述输入网口的电压输出端传输至所述PD控制器，多个所述PD控制器将电压信号整合输入到所述PSE控制器，所述PSE控制器将功率调整后的电压信号输出到所述输出网口的电压信号输入端，所述输出网口接收所述以太网数据信号及功率调整后的电压信号，得到待输出以太网信号，所述待输出以太网信号的路数小于所述输入以太网信号的路数，单路所述待输出以太网信号的供电功率大于单路所述输入以太网信号的供电功率。

2.根据权利要求1所述的中继器，其特征在于，所述输入网口为输入网络插座，所述输出网口为输出网络插座；

其中，所述输入网络插座的输入端用于连接供电设备的以太网端口，以接收所述输入以太网信号，所述输出网络插座的输出端用于连接用电设备的以太网接头，以输出所述待输出以太网信号。

3.根据权利要求1所述的中继器，其特行在于，所述中继器还包括：

输入网络变压器模块及输出网络变压器模块；

所述输入网络变压器模块包括输入网络变压器，所述输出网络变压器模块包括输出网络变压器；

所述输入网口的以太网数据输出端通过所述输入网络变压器及所述输出网络变压器，与所述输出网口的以太网信号输入端连接；

其中，所述输入网口的以太网数据输出端与所述输入网络变压器连接，所述输入网络变压器的以太网数据输出端与所述输出网络变压器连接，所述输出网络变压器的以太网数据输出端与所述输出网口的以太网数据输入端连接；至少一路以太网数据信号经由所述输入网口的以太网数据输出端传输到所述输入网络变压器，所述输入网络变压器将该以太网数据信号由所述输入网络变压器的以太网数据输出端输出到所述输出网络变压器，所述输出网络变压器将该以太网数据信号由所述输出网络变压器的以太网数据输出端输出到所述输出网口的以太网数据输入端。

4.根据权利要求1或3所述的中继器，其特征在于，所述中继器还包括：整流桥模块；

所述输入网口的电压输出端通过所述整流桥模块与所述PD控制器连接。

5.根据权利要求3所述的中继器，其特征在于，所述输入网络变压器模块包括多个输入网络变压器；

所述输入网口的电压输出端通过所述输入网络变压器与所述PD控制器连接，所述PSE控制器与所述输出网络变压器连接，所述输出网络变压器的电压输出端与所述输出网口的电压输入端连接；

其中，多个所述输入网络变压器分别将所述输入网口发送的以太网数据信号及电压信号进行分离，至少一路所述以太网数据信号经由所述输入网络变压器的以太网数据输出端输出到所述输出网络变压器，多路所述电压信号分别经由多个所述输入网络变压器的电压输出端传输至所述PD控制器，多个所述PD控制器将电压信号整合输入到所述PSE控制器，所述PSE控制器将功率调整后的电压信号输出到所述输出网络变压器，所述输出网络变压器将所述以太网数据信号及功率调整后的电压信号输出到所述输出网口，所述输出网口接收所述以太网数据信号及功率调整后的电压信号，得到待输出以太网信号。

6.根据权利要求5所述的中继器，其特征在于，所述中继器还包括：整流桥模块；

所述输入网络变压器的电压信号输出端通过所述整流桥模块与所述PD控制器连接。

7.根据权利要求5所述的中继器，其特征在于，所述中继器还包括：反激电源模块及网络交换芯片模块；

所述反激电源模块与所述PD控制器连接，所述反激电源模块与所述网络交换芯片模块连接；

所述输入网络变压器的以太网数据输出端与所述输出网络变压器通过所述网络交换芯片模块连接；

其中，将所述PD控制器输出的电压信号作为所述反激电源模块的电源，所述反激电源模块为所述网络交换芯片模块提供工作电压。

8.根据权利要求7所述的中继器，其特征在于，所述中继器还包括：单片机模块；

所述单片机模块与所述反激电源模块连接，所述单片机模块与所述PSE控制器连接；

其中，所述反激电源模块为所述单片机模块提供工作电压。

9.根据权利要求8所述的中继器，其特征在于，所述单片机模块与所述网络交换芯片模块连接。

10.根据权利要求7所述的中继器，其特征在于，所述中继器还包括：指示灯模块，所述指示灯模块包括：电源指示灯、网络指示灯、受电设备输入指示灯及供电设备输出指示灯中的一种或多种，其中，所述电源指示灯与所述反激电源模块连接；所述网络指示灯与所述网络交换芯片模块连接；所述受电设备输入指示灯与所述受电设备控制器连接；所述供电设备输出指示灯与所述供电设备控制器模块连接。

11.根据权利要求7所述的中继器，其特征在于，所述网络交换芯片模块，包括：网络交换芯片及拨码开关，所述网络交换芯片与所述拨码开关连接，其中，所述拨码开关不同的档位对应所述网络交换芯片不同的传输模式。

12.一种供电方法，其特征在于，所述方法包括：

接收多路输入以太网信号；

通过对多路所述输入以太网信号进行整合，得到待输出以太网信号，其中，所述待输出以太网信号的路数小于所述输入以太网信号的路数，单路所述待输出以太网信号的供电功率大于单路所述输入以太网信号的供电功率。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述通过对多路所述输入以太网信号进行整合，得到待输出以太网信号，包括：

分别将各所述输入以太网信号中的以太网数据信号及电压信号进行分离；

通过对多路分离出的电压信号进行整合，得到待输出电压信号，其中，单路所述待输出电压信号的供电功率大于任一所述分离出的电压信号的供电功率；

将以太网数据信号与所述待输出电压信号进行整合，得到待输出以太网信号。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述通过对多路分离出的电压信号进行整合，得到待输出电压信号，包括：

对多路分离出的电压信号进行整合，得到整合电压信号；

确定受电设备的额定功率；

将所述整合电压信号的供电功率调整为所述额定功率，得到待输出电压信号。