CN219204521U - 一种交换机及支持远端设备通信和供电的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种交换机及支持远端设备通信和供电的系统，所述交换机包括：电源模块；主板，包括数据处理芯片和光电连接模块，所述光电连接模块包括多组光电口，一组光电口包括一个电口和一个光口，各电口与所述电源模块连接，各光口与所述数据处理芯片连接，且每组光电口中的电口和光口相邻排布；根据本实用新型提供的一种交换机及支持远端设备通信和供电的系统，可以实现光口与电口的一一对应，每组光电口中的电口和光口相邻排布，这样在连接远端设备时，光电混合缆中的光缆部分和电缆部分连接到交换机的一组光电口，该组光电口中的电口和光口相邻排布，方便插拔且不会出现断电错误，维护简单、便于管理且能够与市面上大多数的器件通用。

Description

一种交换机及支持远端设备通信和供电的系统

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种交换机及支持远端设备通信和供电的系统。

背景技术

传统交换机没有以太网供电(英文：Power over Ethernet，缩写为PoE)供电口，因为光纤为非金属不导电，作为通信介质时无法为远端设备供电。相关技术中，通过在交换机上设计24个插座(英文：Registered Jack 45，缩写为RJ45)形式的电口和24个小型可插拔(英文：Small Form-factor Pluggable，缩写为SFP)下行口也就是光口进行供电和信号传输；同时需要使用通用光电混合缆进行供电信号和光信号的传输，光电混合缆中电缆的一端使用对应的电缆插头也就是RJ45插头插到交换机的电口上，光纤的一端使用光纤插头插入交换机的光口，但是多根光电混合缆接入时因电口(供电口)和光口(SFP下行口)距离远，组合关系可以随便插，无法建立一一对应关系容易出错，造成维护困难。例如同一根光电混合缆中的电缆插到了电口1，但是光纤插到了光口8，当准备将光口8下联的设备也就是远端设备断电时，并不清楚要通过关闭哪个电口来断电；同时，其他相关技术还将电口和光口做到一体化设计实现交换机的供电，但是由于一体化的设计与通用的光纤插头、电缆插头、光模块、光口器件不兼容，同时设计成本高，通用性低。因此急需一种维护简单、便于管理且能够与市面上大多数的器件通用的支持协商供电的交换机。

发明内容

本实用新型提供了一种交换机及支持远端设备通信和供电的系统，可以实现光口与电口的一一对应，光口和电口成对出现且成对的电口和光口相邻排布，这样在连接远端设备时，光电混合缆中的光缆部分和电缆部分连接到交换机的一组光电口，该组光电口中的电口和光口相邻排布，方便插拔且不会出现断电错误，维护简单、便于管理且能够与市面上大多数的器件通用。

第一方面，本实用新型提供了一种交换机，包括：电源模块；主板，包括数据处理芯片和光电连接模块，所述光电连接模块包括多组光电口，一组光电口包括一个电口和一个光口，各电口与所述电源模块连接，各光口与所述数据处理芯片连接，且每组光电口中的电口和光口相邻排布。

在一个或多个可能的实施例中，所述光电连接模块包括至少一层，所述至少一层分布至少一组电光口；或者所述光电连接模块包括上下两层，各组光电口中的电口和光口分布位于不同层的上下对称的位置。

在一个或多个可能的实施例中，所述各组光电口中的电口均位于上层，所述各组光电口中的光口位于下层；所述上层的各电口集成在以太网供电板PoE板，所述下层的各光口集成在所述主板上。

在一个或多个可能的实施例中，所述各电口通过开关电路与所述电源模块连接，所述数据处理芯片为MAC芯片，还包括：微处理单元MCU，与所述MAC芯片进行信号交互，根据信号交互结果控制各电口连接的开关电路的断开和连接。

在一个或多个可能的实施例中，所述数据处理芯片与所述电源模块连接，用于获取电源模块的参数；还包括：AI智能管理模块，分别与所述数据处理芯片及所述电源模块连接，用于根据所述电源模块的参数监控所述电源模块的故障状态。

在一个或多个可能的实施例中，还包括：板上低压电源系统，所述板上低压电源系统的输入供电口与所述电源模块连接，输出供电口连接与所述数据处理芯片、所述光电连接模块、所述微处理单元MCU和所述AI智能管理模块，在所述AI智能管理模块的控制下分配电压到与所述板上低压电源系统的输出供电口连接的所述数据处理芯片、所述光电连接模块、所述微处理单元MCU和所述AI智能管理模块。

在一个或多个可能的实施例中，所述AI智能管理模块，与所述各光口连接，用于检测所述各光口是否插入光模块与远端设备连接，并提供插入所述光模块的光口的使能信号。

在一个或多个可能的实施例中，还包括：功能组件，与所述AI智能管理模块连接，在所述AI智能模块的控制下调整所述功能组件的工作状态。

在一个或多个可能的实施例中，所述功能组件包括如下任一或任多种：散热组件、存储器DDR、存储芯片FLASH和LED灯。

第二方面，本实用新型还提供了一种支持远端设备通信和供电的系统，包括：第一方面所述的交换机；光电混合缆，包括光纤和电缆，所述光纤的一端与光纤插头连接，所述光纤插头通过光模块插入所述交换机的光口，所述光纤的另一端与远端设备连接；所述电缆的一端通过电缆插头插入所述交换机的电口，所述电缆的另一端与所述远端设备连接；所述远端设备，包括电缆接口和光纤接口，所述电缆接口与所述电缆的另一端连接，所述光纤接口与所述光纤的另一端连接。

本实用新型提供了一种交换机及支持远端设备通信和供电的系统，可以实现光口与电口的一一对应，光口和电口成对出现且成对的电口和光口相邻排布，这样在连接远端设备时，光电混合缆中的光缆部分和电缆部分连接到交换机的两个相邻的口，方便插拔且不会出现断电错误，维护简单、便于管理且能够与市面上大多数的器件通用。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为根据本实用新型一个实施例提供的现有交换机的示意图；

图2为根据本实用新型一个实施例提供的交换机的整体示意图；

图3为根据本实用新型一个实施例提供的各对光口和电口的示意图；

图4为根据本实用新型一个实施例提供的交换机的整体示意图；

图5为根据本实用新型一个实施例提供的系统整体示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

传统全光交换机没有以太网供电(英文：Power over Ethernet，缩写为PoE)供电口，因为光纤为非金属不导电，作为通信介质时无法为远端设备供电。相关技术中，如图1所示，通过在交换机上的第一区域101设计24个插座(英文：Registered Jack 45，缩写为RJ45)形式的电口，在第二区域102上设计24个小型可插拔(英文：Small Form-factorPluggable，缩写为SFP)下行口也就是光口进行供电和信号传输；同时需要使用通用光电混合缆进行供电信号和光信号的传输，光电混合缆中电缆的一端使用对应的电缆插头也就是RJ45插头插到交换机的电口上，光纤的一端使用光纤插头插入交换机的光口，但是多根光电混合缆接入时因电口(供电口)和光口(SFP下行口)距离远，组合关系可以随便插，无法建立一一对应关系容易出错，造成维护困难。例如同一根光电混合缆中的电缆插到了电口1，但是光纤插到了光口8，当准备将光口8下联的设备也就是远端设备断电时，并不清楚要通过关闭哪个电口来断电；同时，其他相关技术还将电口和光口做到一体化设计实现交换机的供电，但是由于一体化的设计与通用的光纤插头、电缆插头、光模块、光口器件不兼容，同时设计成本高，通用性低。

基于上述问题，第一方面本实用新型提供了一种交换机，如图2所示，包括：电源模块201，上述电源模块201位于主板之外，包括电源和供电电路，上述电源通过上述供电电路向外供电；

主板，包括数据处理芯片202和光电连接模块203，所述光电连接模块203包括多组光电口，一组光电口包括一个电口和一个光口，各电口与所述电源模块201连接，上述电源模块201中的电源通过上述供电电路向各电口提供供电电压，各光口与所述数据处理芯片202连接，上述数据处理芯片202用于对数据进行处理，与各光口连接实现对各光口的数据传输及处理，且每组光电口中的电口和光口相邻排布，一组光电口中的一个电口和一个光口成对，对应同一个远端设备的一个光口和电口。

本实用新型提供的一种交换机，可以实现光口与电口的一一对应，光口和电口成对出现且成对的电口和光口相邻排布，这样在连接远端设备时，光电混合缆中的光缆部分和电缆部分连接到交换机的一组光电口，该组光电口中的电口和光口相邻排布，方便插拔且不会出现断电错误，维护简单、便于管理且能够与市面上大多数的器件通用。

在一个或多个可能的实施例中，上述主板包括数据处理芯片和光电连接模块，上述数据处理芯片与上述光电连接模块中的各光口连接，用于进行数据传输；上述电源模块与上述各电口连接，给上述各电口进行供电，用于在电缆插入上述各电口时，可以给远端设备进行供电；上述光电连接模块包括多组光电口，一组光电口包括一个电口和一个光口，一般来讲在传统交换机中，上述光口的个数可以但不限于为24个，上述电口与上述光口相邻排布，电口的数量也设置为与光口的数量对应的个数，并且上述电口与上述光口一一对应。

作为一种可能的实施方式，上述光电连接模块包括至少一层，各层分布至少一组光电口；例如，将偶数占位设置为电口，将奇数占位设置为光口，上述各光口与各电口也相邻排布，那么第一个位置设置的光口与第二个位置设置的电口为对应的一组光电口，上述第一个位置是指从左到右依次排列的第一个接口，上述第二个位置是指从左到右依次排列的第二个接口，根据接口的排列顺序可以将偶数占位设置为电口，将奇数占位设置为光口。

作为另一种可能的实施方式，上述光电连接模块包括上下两层，各组光电口中的电口和光口分布位于不同层的上下对称的位置。其中一种可能的情况是，各组光电口中的光口均位于上层，各组光电口中的电口位于下层。另一种可能的情况，由于电源模块是独立于主板之外的模块，与光口连接的数据处理芯片位于主板上，为了方便连接，本实施例中所述各组光电口中的电口均位于上层，所述各组光电口中的光口位于下层；所述上层的各电口集成在以太网供电板PoE板上，所述下层的各光口集成在所述主板上。光电连接模块中的电口位于上层分布在集成PoE板上，光电连接模块中的光口分布在主板上。如图3所示，上述光电连接模块301包括上下两层，上述各电口分布在上层位置，与上述个电口对应的光口分布在下层位置，例如，共包括24个电口与光口，电口3021对应的光口就为光口3031，电口3025对应的光口就为光口3035，各电口和各光口分别分布在上下两层并且相邻。

在一个或多个可能的实施例中，所述各电口通过开关电路与所述电源模块连接，所述数据处理芯片为MAC芯片，还包括：微处理单元MCU，与所述MAC芯片进行信号交互，根据信号交互结果控制各电口连接的开关电路的断开和连接，当上述微处理单元MCU接收到上述MAC芯片的断开或连接信号时，上述微处理单元MCU对上述开关电路进行对应的断开或连接的驱动控制，用于各电口连接的开关电路的断开或连接。上述各电口通过开关电路直接与上述电源模块连接，根据上述数据处理芯片与微处理单元MCU交互的结果由上述微处理单元MCU发送开关信号到上述开关电路，上述开关电路根据对应的开关信号控制各电口连接的开关电路的断开和连接，用于给连接电缆的电口进行供电或断开供电。

在一个或多个可能的实施例中，所述数据处理芯片与所述电源模块连接，用于获取电源模块的参数；还包括：AI智能管理模块，分别与所述数据处理芯片及所述电源模块连接，用于根据所述电源模块的参数监控所述电源模块的故障状态。上述数据处理芯片直接与所述电源模块连接，并向上述电源模块发送寄存器地址信号，电源模块收到上述寄存器地址信号后，将寄存器地址中的数据读取出来发送给数据处理芯片，上述数据处理芯片就可以获取电源模块的参数，例如获取电源的型号、额定的电压和电流等，并将获取到的参数发送给所述AI智能管理模块，上述AI智能管理模块用于根据所述电源模块的参数监控所述电源模块的故障状态，当监控到上述参数中的任多种参数与额定的参数不一致时，上述AI智能管理模块就会发出警报，用于提醒电源发生故障；上述AI智能管理模块还与板上时钟系统连接，并发送控制信号到上述板上时钟系统，上述板上时钟系统根据上述控制信号驱动上述MAC芯片。

在一个或多个可能的实施例中，还包括：板上低压电源系统，所述板上低压电源系统的输入供电口与所述电源模块连接，输出供电口连接与所述数据处理芯片、所述光电连接模块、所述微处理单元MCU和所述AI智能管理模块，在所述AI智能管理模块的控制下分配电压到与所述板上低压电源系统的输出供电口连接的所述数据处理芯片、所述光电连接模块、所述微处理单元MCU和所述AI智能管理模块。上述板上低压电源系统的输入供电口与所述电源模块直接连接，并将上述电源模块的输入电压变为低压分配到主板的其他模块，上述板上低压电源系统还与所述AI智能管理模块连接，由于不同的模块需要不同的电压，上述AI智能管理模块需要控制上述板上低压电源系统发送给各个模块的电压，上述各个模块包括所述数据处理芯片、所述光电连接模块、所述微处理单元MCU和所述AI智能管理模块等，上述主板上所有需要进行供电的模块均由上述板上低压电源系统进行供电，并由上述AI智能管理模块进行控制。

在一个或多个可能的实施例中，所述AI智能管理模块，与所述各光口连接，用于检测所述各光口是否插入光模块与远端设备连接，并提供插入所述光模块的光口的使能信号。例如，在上述24个光口中，光口1和光口5插入光模块连接光纤与远端设备进行通信，上述AI智能管理模块就可以检测到所述各光口的占位并控制对应各光口收发光的使能信号。

在一个或多个可能的实施例中，上述AI智能管理模块通过分析上述各光口收集的远端设备的信息，通过上述MAC芯片控制上述微处理单元MCU和上述PoE板，调整上述各电口的供电控制和功率平衡；上述AI智能管理模块与上述光电连接模块中的至少一对电口和光口连接后，通过收集远端设备的信息分析上述远端设备类型和功率水平，根据接入的设备类型、记录设备的实时耗电曲线，分析出设备的功耗水平，调整上述电口的输出功率平衡，从而动态分配每个电口的输出功率达到接入上述设备数的最大值。

在一个或多个可能的实施例中，还包括：功能组件，与所述AI智能管理模块连接，在所述AI智能管理模块的控制下调整所述功能组件的工作状态。上述功能组件包括如下任一或任多种：散热组件、存储器DDR、存储芯片FLASH和LED灯。例如上述AI智能管理模块连接上述散热组件，上述散热组件将温度信号传送给数据处理芯片，数据处理芯片将处理后的信号发送到上述AI智能管理模块，上述AI智能管理模块根据信号控制上述散热组件，调整散热组件中的风扇的转速，使散热达到最优，并将上述风扇的噪音调整到最低，延长器件和上述风扇的使用时间。

综上第一方面，如图4所示，本实用新型提供了一种交换机，包括：电源模块401，上述电源模块401直接与PoE板上各电口406连接，并对上述各电口406进行供电；上述电源模块401还与板上低压电源系统404的输入供电口连接，上述板上低压电源系统404用于将上述电源模块401的输入电压变为对应的低压发送到所述主板上的各个模块。上述主板包括MAC芯片403、至少一对电口和光口的光口407，各光口407与所述MAC芯片403连接，且各对电口406和光口407相邻排布，这样就可以做到维护简单、便于管理且能够与市面上大多数的器件通用并支持协商供电；在本实用新型的一种实施例中，将上述光口407放在主板上，将上述电口406放在上述PoE板上，各对电口406与光口407分别分布在上下两层并相邻；上述主板还包括AI智能管理模块402、微处理单元MCU405以及功能组件，上述功能组件包括散热组件和存储器DDR、存储芯片FLASH和LED灯中的任一或任多种；上述板上低压电源系统404与上述电源系统401相连，用于给上述主板上其他模块进行低压供电；所述数据处理芯片402还与所述电源模块401连接，用于获取电源模块401的参数，AI智能管理模块402分别与所述数据处理芯片402及所述电源模块401连接，用于根据所述电源模块401的参数监控所述电源模块401的故障状态，检测到发生故障进行报警；上述AI智能管理模块402还与板上时钟系统连接，并发送控制信号到上述板上时钟系统，上述板上时钟系统根据上述控制信号提供MAC芯片时钟信号；所述AI智能管理模块402与所述各光口407连接，用于检测所述各光口407是否插入光模块与远端设备连接，并提供插入所述光模块的光口的使能信号，分析上述各光口407收集的远端设备的信息，通过上述MAC芯片403控制上述微处理单元MCU405和上述PoE板，调整上述各电口406的供电控制和功率平衡；上述交换机还包括4个10G光口，上述4个10G光口通过光纤与上一级设备连接，用于传输光信号，不需要与电口配合使用。

本实用新型提供的一种交换机，可以实现光口与电口的一一对应，光口和电口成对出现且成对的电口和光口相邻排布，这样在连接远端设备时，光电混合缆中的光缆部分和电缆部分连接到交换机的两个相邻的口，方便插拔且不会出现断电错误，维护简单、便于管理且能够与市面上大多数的器件通用。

第二方面，基于同样的发明构思，本实用新型还提供了一种支持远端设备通信和供电的系统，如图5所示，包括上述实施例提供的交换机501，光电混合缆502，包括光纤和电缆；所述光纤的一端与光纤插头连接，上述光纤插头通过光模块插入所述交换机的光口，所述光纤的另一端与远端设备连接，用于光信号的传输；上述电缆的一端通过电缆插头插入上述交换机的电口，电缆的另一端与所述远端设备连接，用于给远端设备503供电；上述光纤插头可以为LC插头，上述LC插头插入上述交换机的光口，上述电缆插头可以为RJ45插头，上述RJ45插头插入上述交换机的电口；上述远端设备，包括电缆接口506和光纤接口505，所述电缆接口506与所述电缆的另一端连接，所述光纤接口505与所述光纤的另一端连接；上述电缆接口506可以为DC口或PoE口，上述电缆的另一端采用与上述DC口或PoE口对应的凤凰插头或RJ45插头插入上述远端设备503；上述光纤接口505就采用通用接口与上述光纤的另一端连接；同时上述交换机可以同时连接多个远端设备，并且连接的远端设备503可以为不同的设备，上述远端设备503可以为摄像头终端、无线接入点AP等。上述光电混合缆502还可以放入理线盒504进行整理，并将整理后的光电混合缆502与上述远端设备503连接，用于进行供电和信号传输，便于整理。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种交换机，其特征在于，包括：

电源模块；

主板，包括数据处理芯片和光电连接模块，所述光电连接模块包括多组光电口，一组光电口包括一个电口和一个光口，各电口与所述电源模块连接，各光口与所述数据处理芯片连接，且每组光电口中的电口和光口相邻排布。

2.根据权利要求1所述的交换机，其特征在于，所述光电连接模块包括至少一层，所述至少一层分布至少一组光电口；或者

所述光电连接模块包括上下两层，各组光电口中的电口和光口分布位于不同层的上下对称的位置。

3.根据权利要求2所述的交换机，其特征在于，

所述各组光电口中的电口均位于上层，所述各组光电口中的光口位于下层；

所述上层的各电口集成在以太网供电板PoE板，所述下层的各光口集成在所述主板上。

4.根据权利要求1～3任一所述的交换机，其特征在于，所述各电口通过开关电路与所述电源模块连接，所述数据处理芯片为MAC芯片，还包括：

微处理单元MCU，与所述MAC芯片进行信号交互，根据信号交互结果控制各电口连接的开关电路的断开和连接。

5.根据权利要求4所述的交换机，其特征在于，所述数据处理芯片与所述电源模块连接，用于获取电源模块的参数；还包括：

AI智能管理模块，分别与所述数据处理芯片及所述电源模块连接，用于根据所述电源模块的参数监控所述电源模块的故障状态。

6.根据权利要求5所述的交换机，其特征在于，还包括：

板上低压电源系统，所述板上低压电源系统的输入供电口与所述电源模块连接，输出供电口连接与所述数据处理芯片、所述光电连接模块、所述微处理单元MCU和所述AI智能管理模块，在所述AI智能管理模块的控制下分配电压到与所述板上低压电源系统的输出供电口连接的所述数据处理芯片、所述光电连接模块、所述微处理单元MCU和所述AI智能管理模块。

7.根据权利要求5所述的交换机，其特征在于，

所述AI智能管理模块，与所述各光口连接，用于检测所述各光口是否插入光模块与远端设备连接，并提供插入所述光模块的光口的使能信号。

8.根据权利要求5所述的交换机，其特征在于，还包括：

功能组件，与所述AI智能管理模块连接，在所述AI智能管理模块的控制下调整所述功能组件的工作状态。

9.根据权利要求8所述的交换机，其特征在于，所述功能组件包括如下任一或任多种：散热组件、存储器DDR、存储芯片FLASH和LED灯。

10.一种支持远端设备通信和供电的系统，其特征在于，包括：

权利要求1～9任一项所述的交换机；

光电混合缆，包括光纤和电缆，所述光纤的一端与光纤插头连接，所述光纤插头通过光模块插入所述交换机的光口，所述光纤的另一端与远端设备连接；所述电缆的一端通过电缆插头插入所述交换机的电口，所述电缆的另一端与所述远端设备连接；

所述远端设备，包括电缆接口和光纤接口，所述电缆接口与所述电缆的另一端连接，所述光纤接口与所述光纤的另一端连接。

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