CN118041843A - 一种可堆叠的poe交换机测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种可堆叠的POE交换机测试系统及方法，包括至少1个POE交换机测试装置，每个测试装置包括：逻辑控制模块，与接口电路和电阻阵列切换模块分别相连，用于控制电阻阵列切换模块切换CLASS类别和负载功率；电阻阵列切换模块，与逻辑控制模块和受电设备功能模拟芯片分别相连，用于提供CLASS类别和负载功率；受电设备功能模拟芯片，与电阻阵列切换模块和POE电源处理模块分别相连，用于模拟受电设备功能；POE电源处理模块，与接口电路和电阻阵列切换模块分别相连，用于保护POE交换机的供电；接口电路，与逻辑控制模块和POE电源处理模块分别相连，用于传输指令信号和反馈信号。通过上述方式，本申请能够通过堆叠的方式实现POE交换机测试系统的可用端口拓展。

Description

一种可堆叠的POE交换机测试系统及方法

技术领域

本申请涉及以太网供电技术领域，特别是涉及一种可堆叠的POE交换机测试系统及方法。

背景技术

以太网供电(Power Over Ethernet，简称为PoE)也称PoE供电，是一种可以在以太网中通过双绞线来传输直流供电电压到终端设备上的技术。PoE供电系统包括供电设备(Power Sourcing Equipment，简称PSE)和受电设备(Powered Device，简称PD)，供电设备如常见的PoE交换机，受电设备如常见的PoE摄像头。

由于一个PoE供电系统中，PD的数量一般比较庞大，进而提高了对于PoE交换机的端口数需求，常见有24端口、48端口，甚至96端口，同时PoE交换机还需要支持多种PD类别、功率等级，无疑增加了测试装置的工作量。

目前针对不同端口数的PoE交换机测试，往往需要开发不同的测试夹具，需要支持的端口数越多，相应的也会带来更长的开发周期。所以现在需要一种可以模块化的测试装置，通过简单的堆叠方式就可以实现PoE交换机测试装置的端口扩展，以满足多端口PoE的测试需求。

发明内容

本申请主要提供一种可堆叠的POE交换机测试系统及方法，以解决现有的POE测试夹具端口无法灵活扩展的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种可堆叠的POE交换机测试系统，包括至少1个POE交换机测试装置，每个所述测试装置包括：逻辑控制模块，与接口电路和电阻阵列切换模块分别相连，用于控制所述电阻阵列切换模块切换CLASS类别和负载功率；所述电阻阵列切换模块，与所述逻辑控制模块和受电设备功能模拟芯片分别相连，用于提供所述CLASS类别和所述负载功率；所述受电设备功能模拟芯片，与所述电阻阵列切换模块和POE电源处理模块分别相连，用于模拟受电设备功能；所述POE电源处理模块，与接口电路和所述电阻阵列切换模块分别相连，用于保护POE交换机的供电；所述接口电路，与所述逻辑控制模块和所述POE电源处理模块分别相连，用于传输指令信号和反馈信号。

CLASS类别是指同一类别或类的对象，设备可以根据不同的CLASS类别配置电阻列阵，从而向连接的PD提供不同的功率。

在一些实施例中，所述接口电路包括：控制输入接口，连接控制逻辑模块，用于向控制逻辑模块输入控制信号；控制输出接口，连接控制逻辑模块，用于输出控制逻辑模块产生的控制信号；POE接口，连接POE电源处理模块，用于传输所述POE交换机测试装置和POE交换机之间的信号和电。

在测试时，POE交换机通过POE接口向测试系统供电，测试系统通过模拟PD设备，对POE交换机的端口进行测试。

在一些实施例中，所述控制输出接口还与下一所述测试装置的控制输入接口相连。

输入接口与输出接口相连，可以让控制信号在堆叠的测试装置之间传输，使系统中的每个测试装置都能独立完成对应的测试。

在一些实施例中，所述电阻阵列切换模块包括：CLASS类别电阻阵列，与切换开关相连，用于模拟不同的所述CLASS类别；水泥负载电阻阵列，与切换开关相连，用于模拟不同的所述负载功率；切换开关，分别连接所述CLASS类别电阻阵列和所述水泥负载电阻阵列，用于切换不同的所述CLASS类别和所述负载功率。

通过在CLASS类别电阻阵列中配置不同的电阻值，POE设备可以识别连接PD设备的CLASS类别，并相应的提供适当的功率供应。为了使POE交换机能够根据不同的CLASS类别选择提供最大的负载功率值，需要在水泥负载电阻阵列中配置不同电阻值，来模拟不同负载功率大小。

在一些实施例中，切换开关有两个，两个所述切换开关分别连接控制逻辑模块与受电设备功能模拟芯片，用于接收所述控制逻辑模块输出的切换指令，切换不同的所述CLASS类别和所述负载功率。

在一些实施例中，所述逻辑控制模块与所述受电设备功能模拟芯片分别与所述电阻阵列切换模块中的两个切换开关相连。

在一些实施例中，所述POE交换机测试系统还包括MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)控制模块，与所述接口电路中的控制输入接口相连，用于输出控制信号。

堆叠的测试装置中，最顶层测试装置接收来自MCU控制模块的控制信号，完成测试工作，并逐级传递控制信号。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种可堆叠的POE交换机测试方法，包括：将预设数量的如权利要求1所述的POE交换机测试装置堆叠；连接MCU控制模块到堆叠后顶层测试装置的控制输入接口，悬空底层测试装置的控制输出接口，连接POE接口到待测的POE交换机；响应于接收到的测试启动指令，对所述POE交换机进行测试，输出测试结果。

通过上述步骤将测试系统连接到待测的POE交换机，并堆叠固定端口数的POE测试装置，扩展了测试系统整体的可用端口数；对POE交换机进行测试，得到测试结果。

在一些实施例中，所述POE交换机测试装置之间通过堆叠模块进行堆叠，所述测试装置的控制输出接口连接到下一层所述测试装置的控制输入接口。

通过上述步骤堆叠固定端口数的POE测试装置，扩展了测试系统整体的可用端口数，使测试系统能够对各种端口数的待测POE交换机进行测试。

在一些实施例中，所述响应于接收到的测试启动指令，对所述POE交换机进行测试包括：响应于所述测试启动指令，切换CLASS类别配置电阻阵列至相应的CLASS类别，切换水泥负载电阻阵列至所述CLASS类别对应的负载功率。

通过上述步骤切换不同的CLASS类别和负载功率，使测试装置能够在PD模拟芯片的基础上模拟不同受电设备，满足POE交换机在不同设备上应用的测试要求。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请公开了一种可堆叠的POE交换机测试系统及方法，通过将多级测试装置堆叠，逐级传递接收到的来自mcu控制模块的控制信号；逻辑控制模块控制切换开关为PD功能芯片提供不同CLASS类别的最大负载功率，完成对POE交换机的测试，实现了扩展POE交换机测试系统的可用端口，并使用一个测试系统测试不同端口数的POE交换机。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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，其中：

图1是本申请提供的一种可堆叠的POE交换机测试系统测试装置一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的一种可堆叠的POE交换机测试系统顶层测试装置一实施例的结构示意图；

图3是本申请提供的一种可堆叠的POE交换机测试系统中间层测试装置一实施例的结构示意图；

图4是本申请提供的一种可堆叠的POE交换机测试系统底层测试装置一实施例的结构示意图；

图5是本申请提供的一种可堆叠的POE交换机测试系统堆叠结构一实施例示意图；

图6是本申请提供的一种可堆叠的POE交换机测试方法一实施例流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

在进行POE交换机测试的时候，需要确保POE交换机与测试系统正确连接，且设备的电源需求在POE交换机支持的范围内。开始测试后，可以通过设备指示灯或显示设备观察测试系统能否成功获取电源。如果待测POE交换机的端口数更多，通常就需要对应的更多端口数的测试系统对POE交换机进行测试。

POE测试装置堆叠是指将多个POE交换机测试装置通过堆叠模块连接在一起，形成逻辑上的单一设备，这样做可以扩展用于测试的宽口数量。

参阅图1，图1是本申请提供的一种可堆叠的POE交换机测试系统测试装置一实施例的结构示意图，该可堆叠的POE交换机测试系统包括至少1个POE交换机测试装置，每个测试装置包括：

逻辑控制模块，与接口电路和电阻阵列切换模块分别相连，用于控制所述电阻阵列切换模块切换CLASS类别和负载功率；通过向电阻阵列切换模块发送切换信号，控制电阻阵列切换模块切换CLASS类别和负载功率，从而实现不同CLASS类别的PD设备模拟。同时，逻辑控制模块还对经过接口电路的信号进行加强，保证多装置堆叠时控制逻辑正确。

在进行信号加强时，首先确定信号加强的需求，即对信号加强尽心评估和规划。其次要根据系统需求和装置堆叠的复杂程度，选择合适的信号加强器对信号放大和处理。最后采用差分信号传输、屏蔽和隔离等技术提高信号传输的稳定性和可靠性。

电阻阵列切换模块，与逻辑控制模块和受电设备功能模拟芯片分别相连，用于提供CLASS类别和负载功率；

受电设备功能模拟芯片，与电阻阵列切换模块和POE电源处理模块分别相连，用于模拟受电设备功能；模拟受电设备功能就是通过模拟PD设备的通信协议、协商时序等数据模拟电路在此处接入了一个PD设备，从而监测在连接到该类型的PD设备的情况下，待测设备的功能是否正常。

POE电源处理模块，与接口电路和电阻阵列切换模块分别相连，用于保护POE交换机的供电；电源处理模块通过实现双绞线上POE供电电压的极性反转保护、防雷保护等方式，对POE交换机的供电进行保护。

接口电路，与逻辑控制模块和POE电源处理模块分别相连，用于传输指令信号和反馈信号。

参阅图2，图2是本申请提供的一种可堆叠的POE交换机测试系统顶层测试装置一实施例的结构示意图，该顶层测试装置中接口电路包括：

控制输入接口，连接控制逻辑模块，用于向控制逻辑模块输入控制信号；控制输入将控制信号输入控制逻辑模块，使控制逻辑模块通过控制信号生成切换信号，进而控制电阻阵列切换模块切换不同的CLASS类别和负载功率。

控制输出接口，连接控制逻辑模块，用于输出控制逻辑模块产生的控制信号；控制输出接口将经过控制逻辑模块加强的控制信号输出至下一级测试装置进行测试。

控制输出接口还与下一级测试装置的控制输入接口相连，将控制信号通过下一级测试装置的控制输入接口输入到控制逻辑模块进行测试。

POE接口，连接POE电源处理模块，用于传输POE交换机测试装置和POE交换机之间的信号和电。POE接口通过POE电源处理模块将连接到PD功能模拟芯片，对POE交换机进行测试。

电阻阵列切换模块包括：

CLASS类别电阻阵列，与切换开关相连，用于模拟不同的所述CLASS类别；根据IEEE802.3af和IEEE 802.3at标准，PoE设备可以根据不同的CLASS类别来配置电阻阵列，从而判断连接的PD的类别。

这些CLASS类别通常分为以下5个：

CLASS 0:0-12.95W

CLASS1:0-3.84W

CLASS2:3.84-6.49W

CLASS 3:6.49-12.95W

CLASS 4:12.95-25.5W

通过配置适当的电阻阵列，PoE交换机可以根据连接的PD的CLASS类别来提供相应的功率供应，以满足不同设备的需求。

具体地，不同CLASS类别对应的配置方式为：

CLASS 0:对应于不配置电阻阵列，因此将提供最低的功率(通常为12.95W)；

CLASS1:通过配置一个特定的电阻值，PoE设备可以识别连接的设备为CLASS1，从而提供最低的功率(通常为3.84W)；

CLASS2:通过配置另一个特定的电阻值，PoE设备可以识别连接的设备为CLASS2，从而提供适中的功率(通常为6.49W)；

CLASS 3:通过配置另一个特定的电阻值，PoE设备可以识别连接的设备为CLASS3，从而提供更高的功率(通常为12.95W)；

CLASS 4:通过配置另一个特定的电阻值，PoE设备可以识别连接的设备为CLASS4，从而提供最高的功率(通常为25.5W)。

水泥负载电阻阵列，与切换开关相连，用于模拟不同的所述负载功率；水泥负载电阻阵列是一种用于模拟不同负载功率大小的电子元件，为了使PoE交换机能够根据不同的CLASS类别选择提供最大的负载功率值，可以通过配置不同的电阻值来模拟不同的负载功率大小。

配置方法如下：

首先，确定PoE交换机支持的CLASS类别和相应的功率范围。根据IEEE标准，不同的CLASS类别对应不同的功率范围，如CLASS 0、CLASS1、CLASS2、CLASS 3和CLASS 4。然后，选择适当的电阻值来模拟不同的负载功率大小。根据CLASS类别的功率范围，可以计算出所需的电阻值。一般来说，电阻值越小，对应的负载功率就越大。可以根据CLASS类别的配置要求，选择合适的电阻阵列连接方式，确保PoE交换机能够正确识别所连接设备的CLASS类别。通过测试和验证，确保PoE交换机能够根据不同的CLASS类别选择提供最大的负载功率值。通过正确配置水泥负载电阻阵列，可以模拟不同的负载功率大小，使PoE交换机能够根据不同的CLASS类别选择提供最大的负载功率值。这样可以确保连接的设备可以获得所需的功率，而不会受到过度供电或供电不足的影响。

切换开关，分别连接CLASS类别电阻阵列和水泥负载电阻阵列，用于切换不同的CLASS类别和负载功率。切换开关在接收到控制信息后，通过选通内部配置的继电器，实现CLASS类别电阻阵列和水泥负载电阻阵列的切换。

切换开关可以有两个，两个切换开关分别连接控制逻辑模块与受电设备功能模拟芯片，用于接收控制逻辑模块输出的切换指令，切换不同的CLASS类别和负载功率。

可选地，逻辑控制模块与受电设备功能模拟芯片分别与电阻阵列切换模块中的两个切换开关相连。

POE交换机测试系统还包括MCU控制模块，与顶层所述测试装置的所述接口电路中的控制输入接口相连，用于输出控制信号。

MCU控制模块是一种集成了微控制单元的控制模块，通常用于控制和管理各种电子设备和系统，通常包括处理器、存储器、输入/输出接口、时钟和电源管理等组件，可以实现各种控制功能，如数据采集、信号处理、通信、电机控制、传感器控制等。

图3是本申请提供的一种可堆叠的POE交换机测试系统中间层测试装置一实施例的结构示意图，该中间层测试装置位于顶层测试装置与底层测试装置之间，控制输入接口连接到上一级测试装置的控制输出接口，控制输出接口连接到下一级测试装置的控制输入接口。

图4是本申请提供的一种可堆叠的POE交换机测试系统底层测试装置一实施例的结构示意图；该底层测试装置位于中间层测试装置之后，控制输入接口连接到上一级测试装置的控制输出接口，控制输出接口悬空。

图5是本申请提供的一种可堆叠的POE交换机测试系统堆叠结构一实施例示意图。该系统堆叠结构中共有n层测试装置堆叠，顶层测试装置连接MCU控制模块获取控制信号，并将获取的控制信号加强后，逐级传递至下一级测试模块；每一级测试装置的POE接口连接到待测的POE交换机上用与测试。

图6是本申请提供的一种可堆叠的POE交换机测试方法一实施例流程示意图，该可堆叠的POE交换机测试方法包括：

步骤10：将预设数量的的POE交换机测试装置堆叠。

通过堆叠模块将预设数量的POE交换机测试装置进行堆叠。

预设数量是根据待测的POE交换机的端口数，匹配同样端口数量的堆叠测试装置；例如，待测POE交换机端口有24个，每个测试装置的POE接口有4个，则一共需要堆叠6级测试装置，可得预设数量为6。如果待测POE交换机的端口数更多，通常就需要对应的更多端口数的测试系统对POE交换机进行测试。

通过堆叠的方式扩展了测试系统可用的POE接口，从而使系统能应用于不同接口数量的POE交换机。

步骤20：连接MCU控制模块到顶层测试装置的控制输入接口，悬空底层测试装置的控制输出接口，连接POE接口到待测的POE交换机。

连接MCU控制模块后，顶层测试装置就可以从MCU控制模块获取控制信号，从而切换PD设备的类别，并将该控制信号强化后传输至下一级测试装置。

至底层测试装置，由于没有可以接收控制信号的下一级测试装置，所以悬空最底层测试装置的控制输出接口。

将POE接口连接到待测的POE交换机上，确保POE交换机与测试系统正确连接，且设备的电源需求在POE交换机支持的范围内。

步骤30：响应于接收到的测试启动指令，对POE交换机进行测试，输出测试结果。

响应于用户输入的测试启动指令，测试系统开始对POE交换机进行测试，POE交换机读取当前连接的POE端口的状态，包括连接设备的功率值、设备分类等级等，读取到的状态通过端口传递给测试装置；另一方面，测试装置根据预设方法切换负载值和设备分类等级，并将负载值和设备分类等级与待测设备发送的负载值和设备分类等级进行对比，如果对比结果符合预设条件，则POE测试结果为正常，如果不符合则为异常，并将结果显示在终端的页面上。

预设条件可以为分类等级对比一致，负载值误差小于5％。

区别于现有技术的情况，本发明提供了一种可堆叠的POE交换机测试系统及方法，通过在POE测试装置中设置逻辑控制模块、电阻阵列模块、PD设备功能模拟芯片、POE电源处理模块和接口电路，模拟PD设备对POE设备进行测试，并可以根据待测POE设备的端口数选择合适数量的POE测试装置进行堆叠，实现了通过堆叠的方式实现POE交换机测试系统的可用端口拓展。

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

本申请提供的方法可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的方法以及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种可堆叠的POE交换机测试系统，其特征在于，包括至少1个POE交换机测试装置，每个所述测试装置包括：

逻辑控制模块，与接口电路和电阻阵列切换模块分别相连，用于控制所述电阻阵列切换模块切换CLASS类别和负载功率；

所述电阻阵列切换模块，与所述逻辑控制模块和受电设备功能模拟芯片分别相连，用于提供所述CLASS类别和所述负载功率；

所述受电设备功能模拟芯片，与所述电阻阵列切换模块和POE电源处理模块分别相连，用于模拟受电设备功能；

所述POE电源处理模块，与接口电路和所述电阻阵列切换模块分别相连，用于保护POE交换机的供电；

所述接口电路，与所述逻辑控制模块和所述POE电源处理模块分别相连，用于传输指令信号和反馈信号。

2.根据权利要求1所述的可堆叠的POE交换机测试系统，其特征在于，所述接口电路包括：

控制输入接口，连接所述控制逻辑模块，用于向所述控制逻辑模块输入控制信号；

控制输出接口，连接所述控制逻辑模块，用于输出所述控制逻辑模块产生的控制信号；

POE接口，连接所述POE电源处理模块，用于传输所述POE交换机测试装置和所述POE交换机之间的信号和电。

3.根据权利要求2所述的可堆叠的POE交换机测试系统，其特征在于，所述控制输出接口还与下一级所述测试装置的控制输入接口相连。

4.根据权利要求1所述的可堆叠的POE交换机测试系统，其特征在于，所述电阻阵列切换模块包括：

CLASS类别电阻阵列，与切换开关相连，用于模拟不同的所述CLASS类别；

水泥负载电阻阵列，与切换开关相连，用于模拟不同的所述负载功率；

切换开关，分别连接所述CLASS类别电阻阵列和所述水泥负载电阻阵列，用于切换不同的所述CLASS类别和所述负载功率。

5.根据权利要求3所述的可堆叠的POE交换机测试系统，其特征在于，所述切换开关有两个，两个所述切换开关分别连接控制逻辑模块与受电设备功能模拟芯片，用于接收所述控制逻辑模块输出的切换指令，切换不同的所述CLASS类别和所述负载功率。

6.根据权利要求1所述的可堆叠的POE交换机测试系统，其特征在于，所述逻辑控制模块与所述受电设备功能模拟芯片分别与所述电阻阵列切换模块中的两个切换开关相连。

7.根据权利要求1所述的可堆叠的POE交换机测试系统，其特征在于，所述POE交换机测试系统还包括MCU控制模块，与顶层所述测试装置的所述接口电路中的控制输入接口相连，用于输出控制信号。

8.一种可堆叠的POE交换机测试方法，其特征在于，包括：

将预设数量的如权利要求1所述的POE交换机测试装置堆叠；

连接MCU控制模块到顶层所述测试装置的控制输入接口，悬空底层所述测试装置的控制输出接口，连接POE接口到待测的POE交换机；

响应于接收到的测试启动指令，对所述POE交换机进行测试，输出测试结果。

9.根据权利要求8所述的可堆叠的POE交换机测试方法，其特征在于，所述POE交换机测试装置之间通过堆叠模块进行堆叠，所述测试装置的控制输出接口连接到下一级所述测试装置的控制输入接口。

10.根据权利要求8所述的可堆叠的POE交换机测试方法，其特征在于，所述响应于接收到的测试启动指令，对所述POE交换机进行测试包括：

响应于所述测试启动指令，切换CLASS类别配置电阻阵列至相应的CLASS类别，切换水泥负载电阻阵列至所述CLASS类别对应的负载功率。