WO2018223863A1 - 一种局端设备、反向供电系统和方法 - Google Patents

一种局端设备、反向供电系统和方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种局端设备、反向供电系统和方法。局端设备包括：均流模块(110)、储能模块(120)和供电检测模块(130)，PSE与均流模块(110)上的供电端口之间依次连接PD接口模块(112)和DC/DC模块(113)；均流模块(110)配置为将局端设备的电源功率均匀分配到每个PSE上；供电检测模块(130)配置为实时监测每个PD接口模块(112)和每个DC/DC模块(113)的工作状态，在监测到局端设备处于单端口供电状态或掉电状态时，向储能模块(120)输出工作指示信号；储能模块(120)配置为根据工作指示信号控制储能模块(120)的输出电压为局端设备供电。

Description

一种局端设备、反向供电系统和方法 技术领域
本公开涉及但不限于有线通信技术领域，尤指一种局端设备、反向供电系统和方法。
背景技术
通过网络终端(例如用户终端)向局端设备进行供电称之为反向供电。一个完整的反向供电系统包括一个或多个用户端供电设备(Power Sourcing Equipment，简称为：PSE)和一个局端受电设备(Powered Device，简称为：PD)(以下称为局端设备)。
概述
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本公开实施例提供了一种局端设备、反向供电系统和方法。
本公开实施例提供了一种局端设备，包括：均流模块、储能模块和供电检测模块；所述均流模块上设置有多个供电端口，每个用户终端的PSE通过铜线，分别和局端设备的对应PD模块连接，并通过直流转直流DC/DC模块给局端设备供电；
其中，所述均流模块配置为将所述局端设备的电源功率，均匀分配到用于进行反向供电的每个PSE上；
所述供电检测模块分别与储能模块、每个所述PD接口模块和每个所述DC/DC模块连接；所述供电检测模块配置为实时监测每个所述PD接口模块和每个所述DC/DC模块的工作状态，在监测到所述局端设备处于单端口供电状态或掉电状态时，向所述储能模块输出工作指示信号；
所述储能模块配置为根据所述工作指示信号控制所述储能模块的输出电压为所述局端设备供电。
本公开实施例提供了一种反向供电系统，包括：局端设备，以及与所述局端设备分别连接的至少一个用户端供电设备PSE；
其中，所述局端设备为如上述任一项所述的局端设备；
每个所述PSE配置为根据所述局端设备的均流模块分配的功率为所述局端设备供电。
本公开实施例提供了一种反向供电方法，包括：
供电检测模块实时监测与局端设备的每个供电端口连接的局端受电设备PD接口模块和直流转直流DC/DC模块的工作状态，在监测到所述局端设备处于单端口供电状态或掉电状态时，向储能模块输出工作指示信号；
所述储能模块根据所述工作指示信号控制所述储能模块的输出电压为所述局端设备供电。
本公开实施例还提出了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现以上描述的反向供电方法。
在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图概述
图1为一种反向供电系统的结构示意图；
图2为本公开实施例提供的一种局端设备的结构示意图；
图3为本公开实施例提供的另一种局端设备的结构示意图；
图4为本公开实施例提供的又一种局端设备的结构示意图；
图5为本公开实施例提供的再一种局端设备的结构示意图；
图6为本公开实施例提供的局端设备中一种供电检测模块的逻辑示意图；
图7为本公开实施例提供的局端设备中一种储能模块的结构示意图；
图8为本公开实施例提供的局端设备中另一种储能模块的结构示意图；
图9为本公开实施例提供的局端设备中一种DC/DC降压转换器的结构 示意图；
图10为本公开实施例提供的一种反向供电系统的结构示意图；
图11为本公开实施例提供的一种反向供电方法的流程图；
图12为本公开实施例提供的另一种反向供电方法的流程图。
详述
下文中将结合附图对本公开的实施例进行详细说明。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1为一种反向供电系统的结构示意图。反向供电系统通常应用于多端口反向供电的场景中，即图1中的N个PSE通过铜线一一对应的与局端设备的N个供电端口连接，该N个PSE对局端设备进行供电。单端口供电模式下，一个PSE供电通常无法满足局端设备的满负荷工作，此时局端设备关闭不工作PSE对应的端口放大器和共用模块，也就是在单端口供电模式下，局端设备进行降功耗处理。然而，局端设备降功耗处理的过程需要一定的时间，在多端口供电模式切换为单端口供电模式的瞬间，用于供电的单端口PSE可能由于过流或过载超过一定时间而关闭输出电压，会发生局端设备因供电不足而重新启动的现象，从而导致该单端口PSE无法进行正常业务。另外，由于PSE存在频繁开关电源和插拔铜线的可能性，从而造成从多端口供电模式切换为单端口供电模式时，局端设备频繁启动的情况。
在描述本公开实施例提供的局端设备、反向供电方法和系统之前，先简单介绍反向供电系统的工作原理，参考图1所示反向供电系统，该系统由N个PSE对局端设备进行供电，局端设备的供电端口连接的PD接口芯片通过相关标准协议，在握手成功的情况下，通过直流转直流(DC/DC)转换器产生局端设备所需的直流电源，均流模块将局端设备所需的功率均分到每个PSE上。如果其中某些PSE没有输出，则对应的PD接口芯片处于关闭状态，不参与功率均分。
随着PSE上线数的增加，局端设备所需的总功耗也相应增加，反向供电是在以太网供电(Power Over Ethernet，简称为：POE)的标准上发展起来的，提供反向电源的PSE作为功率受限电源(Limited power sources，简称为：LPS)，其输出功率通常有限制要求。
图1所示系统中储能模块的作用，是在所有PSE都不再供电的瞬间，维持局端设备能正常工作一段时间，便于局端设备向上层设备上报掉电告警等信息。正常情况下，均流模块输出的电源电压V1略大于储能模块的电源电压V2，此时储能模块输出的电源电压由于二极管VD2的反偏处于空载状态，局端设备所需的电源电压V3由V1来提供；在多端口供电模式切换到单端口供电模式情况下，一旦某个PSE过流或过载，会导致电源电压V1跌落到小于电源电压V2的情况，此时，二极管VD1反偏，VD2导通，局端设备所需的电源电压V3由储能模块输出的V2来提供。通过上述工作原理可知，储能模块在提供电源电压V2的输出时，PSE已处于过流或过载的状态，而局端设备降功耗处理所需时间，通常大于POE标准所要求的过流或过载保护时间，因此，会由于单端口PSE的过流或过载而关闭电压输出，而导致局端设备因供电不足而重启。即，当前的储能模块在多端口供电模式切换到单端口供电模式的情况下，无法起到保护局端设备不过流或过载，从而维持正常运行的作用。另外，由于PSE存在频繁开关电源和插拔铜线的可能性，从而造成从多端口供电模式切换为单端口供电模式时，局端设备频繁启动的情况。
因此，提供一种局端设备、反向供电系统和方法，以解决从多端口供电模式切换到单端口供电模式的情况下，局端设备由于瞬时供电不足而导致频繁重启的问题。
下面通过实施例对本公开的方案进行详细说明，本公开以下各实施例中的局端设备为反向供电系统中的局端受电设备，该局端设备通过与其连接且处于工作状态的PSE为其提供电源电压，从而保持正常运行状态。本公开提供以下几个实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图2为本公开实施例提供的一种局端设备的结构示意图。本公开实施例 提供的局端设备适用于在反向供电系统中通过反向供电获得电源电压的情况中，该局端设备通过硬件和软件结合的方式来实现。如图2所示，本公开实施例提供的局端设备100可以包括：均流模块110、储能模块120和供电检测模块130；该均流模块110上设置有多个供电端口，反向供电系统中的PSE与供电端口之间依次连接PD接口模块112和DC/DC模块113。
其中，均流模块110配置为将局端设备110的电源功率，均匀分配到用于进行反向供电的每个PSE上。
本公开实施例提供的局端设备，为反向供电系统中的局端受电设备，通过与其连接且处于工作状态的PSE为该局端设备提供电源电压。局端设备上设置有多个供电端口，每个供电端口对应一个PSE，在实际应用中，该多个供电端口可以设置于均流模块的输入端，且每组对应的PSE和供电端口之间依次连接有PD接口模块和DC/DC模块。
在本公开实施例中，局端设备所需的电源功率通常较大，均流模块可以根据与每个供电端口连接的PSE的工作状态，将该电源功率均匀分配到用于进行反向供电的每个PSE上，例如，均流模块有8个供电端口，一一对应地连接了8个PSE，且该8个PSE均处于正常工作状态，局端设备在满负荷工作状态下所需的电源电压为40W，此时，每个PSE只要提供约5W的输出电压。本公开实施例中的PD接口模块可以通过相关标准协议，在握手成功的情况下为局端设备提供输出电压，DC/DC模块配置为将PSE提供的输出电压转换为局端设备所需的总线电压，通过均流模块将电源功率均匀分配给局端设备，例如，PSE输出的电压为57V，通过PD接口模块输入到DC/DC模块，DC/DC模块输出12V的电源，通过均流模块将功率均匀分配给局端设备。
供电检测模块130分别与储能模块120、每个PD接口模块112和每个DC/DC模块113连接；该供电检测模块130配置为实时监测每个PD接口模块112和每个DC/DC模块113的工作状态，在监测到局端设备100处于单端口供电状态或掉电状态时，向储能模块120输出工作指示信号。
在本公开实施例中，每个PD接口模块和每个DC/DC模块分别连接到供电检测模块的输入端，储能模块连接到供电检测模块的输出端；由于局端 设备的每个供电端口对应一组PD接口模块和DC/DC模块，该供电检测模块可以监控每个供电端口对应的PD接口模块和DC/DC模块的工作状态，只要监测到其中一个PD接口模块或DC/DC模块的工作状态为异常状态时，就判断异常状态对应的供电端口异常；在多端口供电模式下，如果瞬时出现了只有一个供电端口在正常供电，或者出现了所有供电端口均不供电(即局端设备处于掉电状态)，此时，供电检测模块向储能模块输出工作指示信号，以控制储能模块和通知局端设备的CPU进行相应的处理，以避免由于单端口PSE的过流或过载而导致局端设备重新启动的问题。
储能模块120配置为根据工作指示信号控制该储能模块120的输出电压V2为局端设备100供电。
在本公开实施例中，储能模块在接收到供电检测模块输出的工作指示信号时，获知局端设备的供电端口出现异常状态，例如为局端设备处于单端口供电状态或掉电状态，此时，要对局端设备的电源供电方式进行相应的处理，即可以通过储能模块的输出电压为局端设备供电。
本公开实施例不限制通过储能模块的输出电压为局端设备供电的实现方式，例如，可以通过储能模块的输出电压单独为局端设备供电，再例如，还可以通过储能模块的输出电压与单端口PSE的输出电压，按照一定比例同时为局端设备供电。根据相关POE的标准，此时单端口PSE只要维持一定的微小电流避免进入空闲状态即可。
现有的反向供电系统中，在多端口供电模式切换为单端口供电模式时，局端设备的储能模块并不能感知该局端设备已处于单端口供电模式，此时，多数供电端口已掉电，但是由于延迟原因V1还没有掉电，只有当V1掉电时才知道某些供电端口已掉电，这样，就会使得单端口PSE由于过流或过载而关闭输出电压时，局端设备会因供电不足而重新启动的现象，从而导致该单端口PSE无法进行正常业务。相比之下，本公开实施例提供的局端设备，一旦监测到供电端口的异常供电状态，供电检测模块立即向储能模块发出提示信号(即工作指示信号)，在发生异常状态时及时通知储能模块供电端口出现异常状态，有利于储能模块相应的处理，以保证局端设备的稳定供电。
本公开实施例提供的局端设备，通过在局端设备中设置与储能模块、每个PD接口模块和每个DC/DC模块分别连接的供电检测模块，可以实时监测每个PD接口模块和每个DC/DC模块的工作状态，在监测到局端设备处于单端口供电状态或掉电状态时，向储能模块输出工作指示信号，以控制储能模块的输出电压为局端设备供电，因此，可以保证局端设备在供电端口出现异常状态的情况下，及时通过储能模块为该局端设备提供稳定的电源电压；本公开实施例提供的局端设备，解决了现有反向供电系统在多端口供电模式切换为单端口供电模式时，由于单端口PSE的过流或过载而关闭输出电压，使得局端设备因供电不足而重新启动，从而导致该单端口PSE无法进行正常业务的问题。
由于现有反向供电系统中的PSE存在频繁开关电源和插拔铜线的可能性，从而造成从多端口供电模式切换为单端口供电模式时，局端设备频繁启动的情况。通过本公开实施例提供的局端设备，解决了局端设备因供电不足而重新启动的问题，同时可以解决局端设备频繁启动的问题。
图3为本公开实施例提供的另一种局端设备的结构示意图。在上述实施例的基础上，本公开实施例中的局端设备还可以包括：分别与储能模块120和供电检测模块130相连接的处理器(Central Processing Unit，简称为：CPU)140。
其中，供电检测模块130还配置为在监测到局端设备100处于单端口供电状态或掉电状态时，向CPU140输出工作指示信号；
CPU140配置为根据该工作指示信号对局端设备进行降功耗处理，并在降功耗处理完成后向储能模块120输出恢复信号；
储能模块120配置为根据恢复信号控制储能模块120的输出电压V2禁止为局端设备100供电。
在本公开实施例中，供电检测模块在通知储能模块局端设备的供电端口出现异常状态的同时，还可以向CPU通知该异常状态，使得CPU做出相应的处理。例如，在局端设备处于单端口供电状态时，该工作指示信号用于通知CPU进行降功耗处理，从而控制局端设备关闭异常状态的供电端口对应的工作模块，在CPU进行降功耗处理的过程中，储能模块的输出电压始终 参与为局端设备供电，以避免单端口供电模式下，单端口PSE由于过流或过载而关闭输出电压，导致局端设备因供电不足重启的现象。在在储能模块工作期间，局端设备有了足够的时间将未参与供电的工作模块的功耗降下来，降功耗任务完成后，CPU指示储能模块将其输出电压恢复到局端设备正常供电的情况下，即储能模块不再给局端设备供电，由PSE单独为局端设备供电，由于此时单端口PSE已不会出现过流或过载情况，即不会关闭输出电压，从而保证了局端设备的正常工作。再例如，在局端设备处于掉电状态时，该工作指示信号用于提前向局端设备上报掉电告警，于此同时，储能模块的输出电压为局端设备供电，而不必等到局端设备的电源电压低于某个设定值时再上报掉电告警，使得局端设备有更多的时间向上层设备上报掉电告警(Dying Gasp)和紧急保存相关信息。
本公开上述实施例中已说明通过储能模块的输出电压为局端设备供电，可以通过不同的方式的实现。
图4为本公开实施例提供的又一种局端设备的结构示意图。在上述实施例的基础上，本公开实施例中的均流模块的输出电压通过第一偏压装置150连接局端设备100的电源电压V3，储能模块的输出电压通过第二偏压装置160连接局端设备100的电源电压V2。图4所示实施例以在图3所示局端设备100的结构基础上为例予以示出。
本公开实施例中，储能模块120根据工作指示信号控制该储能模块120的输出电压V2为局端设备100供电的实现方式，可以包括：根据工作指示信号对储能模块120的输出电压V2进行升压处理，使得第二偏压装置160导通且第一偏压装置150断开，以通过储能模块120的输出电压V2为局端设备100供电。
在本公开实施例中，储能模块接收到工作指示信号后，获知局端设备处于单端口工作状态或掉电状态，此时，储能模块可以对其输出电压进行升压处理，使得储能模块的输出电压大于PSE经均流模块后的输出电压，即V2>V1，此时，第二偏压装置(例如为VD2)导通且第一偏压装置(例如为VD1)断开，由储能模块单独为局端设备供电。局端设备的CPU完成降功耗处理后，向储能模块输出恢复信号，使得储能模块的输出电压V2恢复 到正常工作模式下设定的电压值，此时，单端口PSE供电电源经均流模块后，输出电压V1大于储能模块的输出电压V2，由单端口PSE为局端电压供电。
在实际应用中，本公开实施例中的第一偏压装置150和第二偏压装置160，可以是肖特基二极管，也可以是由金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor，简称为：MOS)管整流芯片组成的，图4所示实施例以第一偏压装置150和第二偏压装置160为二极管为例予以示出。
图5为本公开实施例提供的再一种局端设备的结构示意图。在上述实施例的基础上，本公开实施例中的均流模块110的输出电压V1连接到局端设备100的电源电压V3，储能模块120的输出电压V2连接到均流模块110的输入端口。图5所示实施例同样以在图3所示局端设备的结构基础上为例予以示出。
本公开实施例中，储能模块120根据工作指示信号控制该储能模块120的输出电压V2为局端设备100供电的实现方式，可以包括：根据工作指示信号控制储能模块120的输出电压V2流入均流模块110，使得储能模块120的输出电压V2和用于供电的PSE的输出电压同时为局端设备100供电。
在本公开实施例中，储能模块接收到工作指示信号后，获知局端设备处于单端口工作状态或掉电状态，此时，储能模块可以控制其输出电压V2流入均流模块，使得储能模块的输出电压V2和单端口PSE的供电电压一起经均流模块后，输出电压V1为局端设备供电。局端设备的CPU完成降功耗处理后，向储能模块输出恢复信号，控制储能模块的输出电压V2禁止流入均流模块，即储能模块的输出电压V2不再参与均流，保证了局端设备在多端口供电模式切换为单端口供电模式时，仍能稳定的工作。
在本公开实施例中，与供电检测模块130连接的一组PD接口模块112和DC/DC模块113输出的组合信号称为端口状态信号D，供电检测模块130的端口状态信号D和供电端口的数量相同，每个端口状态信号D由对应供电端口连接的PD接口模块112和DC/DC模块113的输出信号形成。
本公开上述实施例中的工作指示信号包括第一工作指示信号和第二工作指示信号，该第一工作指示信号为高电平时，指示局端设备100处于单端 口供电状态，该第二工作指示信号为低电平时，指示局端设备100处于掉电状态。
本公开实施例在实际应用中，储能模块120根据工作指示信号控制该储能模块120的输出电压V2为局端设备100供电的实现方式，可以包括：在第一工作指示信号为高电平或第二工作指示信号为低电平时，控制该储能模块120的输出电压V2为局端设备供电。
如图6所示，为本公开实施例提供的局端设备中一种供电检测模块的逻辑示意图。其中，Dn～D1为端口状态信号，Y0为第一工作指示信号，Y1为第二工作指示信号。
其中，Y0可以表示为：
Figure PCTCN2018088714-appb-000001
Y1可以表示为：
Y 1＝Dn+Dn-1+…+Di+…+D3+D2+D1；           (2)
其中，Di表示第i个供电端口对应的端口状态信号，
Figure PCTCN2018088714-appb-000002
为Di的反向。
通过上述式(1)和式(2)所示的逻辑关系可以看出，一组PD接口模块和DC/DC模块输出的工作状态组合后形成端口状态信号(D1～Dn)，高电平表示供电端口工作正常，D1表示第一端口状态信号、D2表示第二端口状态信号，依此类推，Dn为高电平表示第n端口对应的PSE输出的状态信号正常，对应局端设备的PD接口模块和DC/DC模块也处于正常工作状态。由图6可知，当只有一个供电端口处于正常工作状态时，供电检测模块的输出信号Y0就会变为高电平，即Y0由“0”变“1”时，通知局端设备的CPU进行降功耗处理，并通知储能模块控制其输出电压为局端设备供电。当所有 供电端口处于异常工作状态时，供电检测模块的输出信号Y1就会变为低电平，即Y1由“1”变“0”时，通知局端设备的CPU向上层设备上报掉电告警和紧急保存相关信息。
在本公开实施例的一种实现方式中，储能模块120可以包括储能电容121和DC/DC升压转换器122，如图7所示，为本公开实施例提供的局端设备中一种储能模块的结构示意图，均流模块110的输出电压V1分别连接储能电容121和DC/DC升压转换器122，该DC/DC升压转换器122配置为输出储能模块120的输出电压V2，并且储能电容121接地。
在本公开实施例的另一种实现方式中，考虑到电容储能能量和储能电容121的电压的平方成正比，储能模块120可以包括DC/DC升压转换器122、储能电容121和DC/DC降压转换器123，如图8所示，为本公开实施例提供的局端设备中另一种储能模块的结构示意图，均流模块110的输出电压V1连接DC/DC升压转换器122，该DC/DC升压转换器122的输出端分别连接储能电容121和DC/DC降压转换器123，该DC/DC降压转换器123配置为输出储能模块120的输出电压V2，并且储能电容121接地。该储能模块120的结构可以使得储能电容121存取更多的能量，以延长储能模块120的工作时间。
本公开实施例不限制储能模块的结构仅为图7和图8所示的结构，只要是可以实现对储能模块的输出电压V2进行升压处理，以满足通过储能模块的输出电压为局端设备供电的结构，都可以作为本公开实施例中的储能模块。
图9为本公开实施例提供的局端设备中一种DC/DC降压转换器的结构示意图。本公开实施例中的DC/DC降压转换器123可以包括：与供电检测模块130的输出端依次连接的第三偏压装置170、第一电阻R1和第二电阻R2，以及与第三偏压装置170、和第一电阻R1并联的第三电阻R3，第三偏压装置的一端和第三电阻R3的一端接地；其中，该第三偏压装置170可以为MOS管或其它三极管，该DC/DC降压转换器123中的第三偏压装置170配置为通断第一电阻R1，当第三偏压装置170导通时，第一电阻R1和第三电阻R3并联，和第二电阻R2分压后产生的电压FB，作为DC/DC降压转 换器123的反馈控制电压。当第三偏压装置170截止时，第三电阻R3和第二电阻R2分压后产生的电压FB，作为DC/DC降压转换器123的反馈控制电压。另外，DC/DC降压转换器123中还可以包括常规电路，例如连接在供电检测模块的输出端与第三偏压装置170之间的第四电阻R4，以及并联的第五电阻R5和电容C，第五电阻R5和电容C的一端接地，该常规电路用于对电路中的毛刺进行滤波处理。
本公开实施例中的DC/DC降压转换器配置为在第一工作指示信号为低电平(Y0＝0)时，断开第三偏压装置，此时，将第三电阻R3和第二电阻R2的分压作为DC/DC降压转换器的反馈控制电压FB；另外，DC/DC降压转换器还配置为在第一工作指示信号为高电平(Y0＝1)时，导通第三偏压装置，此时，将并联的第一电阻R1和第三电阻R3，与第二电阻R2的分压作为DC/DC降压转换器的反馈控制电压FB，R1和R3并联后的阻值小于R3，因此，储能模块的输出电压V2升高，局端设备进行降功耗处理后，通过控制Y0为低电平，使第三偏压装置断开，储能模块的输出电压V2恢复到正常工作时的状态。本公开实施例中的储能模块，由于升压切换的响应时间很快，在单端口PSE还未产生过流或过载时，储能模块的输出电压已开始给局端设备供电，从而保证了局端设备在多端口供电模式切换到单端口供电模式时，仍能稳定工作。
图10为本公开实施例提供的一种反向供电系统的结构示意图。本公开实施例提供的反向供电系统适用于通过反向供电使局端设备获得电源电压的情况中，该反向供电系统通过硬件和软件结合的方式来实现。如图10所示，本公开实施例提供的反向供电系统10可以包括：局端设备100，以及与局端设备100分别连接的至少一个PSE200。
其中，本公开实施例中的局端设备100可以为图2到图9所示任一实施例中的局端设备100，与上述实施例中的局端设备100具有相同的硬件结构和模块功能，用于执行相同的反向供电方式。
图10中的每个PSE200配置为根据局端设备100的均流模块110分配的功率为该局端设备100供电。
图11为本公开实施例提供的一种反向供电方法的流程图。本实施例提供的反向供电方法适用于在反向供电系统中通过反向供电使局端设备获得电源电压的情况中，该反向供电方法可以由局端设备执行，该局端设备通过硬件和软件结合的方式来实现。如图11所示，本实施例的反向供电方法可以包括如下步骤：
S110，供电检测模块实时监测与局端设备的每个供电端口连接的PD接口模块和DC/DC模块的工作状态，在监测到局端设备处于单端口供电状态或掉电状态时，向储能模块输出工作指示信号。
本公开实施例提供的反向供电方法，为反向供电系统中的局端设备通过与其连接且处于工作状态的PSE为该局端设备提供电源电压的方式。局端设备上设置有多个供电端口，每个供电端口对应一个PSE。本公开实施例中用于执行反向供电方法的局端设备的结构可以参照图2所示实施例中的局端设备，该局端设备中各模块的连接方式和实现功能在上述实施例中已经详细说明，故在此不再赘述。
在本公开实施例中，由于局端设备的每个供电端口对应一组PD接口模块和DC/DC模块，该供电检测模块可以监控每个供电端口对应的PD接口模块和DC/DC模块的工作状态，只要监测到其中一个PD接口模块或DC/DC模块的工作状态为异常状态时，就判断异常状态对应的供电端口异常；在多端口供电模式下，如果瞬时出现了只有一个供电端口在正常供电，或者出现了所有供电端口均不供电(即局端设备处于掉电状态)，此时，供电检测模块向储能模块输出工作指示信号，以控制储能模块和通知局端设备的CPU进行相应的处理，以避免由于单端口PSE的过流或过载而导致局端设备重新启动的问题。
S120，储能模块根据工作指示信号控制该储能模块的输出电压为局端设备供电。
在本公开实施例中，储能模块在接收到供电检测模块输出的工作指示信号时，获知局端设备的供电端口出现异常状态，例如为局端设备处于单端口供电状态或掉电状态，此时，要对局端设备的电源供电方式进行相应的处理， 即可以通过储能模块的输出电压为局端设备供电。
本公开实施例不限制通过储能模块的输出电压为局端设备供电的实现方式，例如，可以通过储能模块的输出电压单独为局端设备供电，再例如，还可以通过储能模块的输出电压与单端口PSE的输出电压，按照一定比例同时为局端设备供电。根据相关POE的标准，此时单端口PSE只要维持一定的微小电流避免进入空闲状态即可。
现有的反向供电系统中，在多端口供电模式切换为单端口供电模式时，局端设备的储能模块并不能感知该局端设备已处于单端口供电模式，此时，多数供电端口已掉电，但是由于延迟原因V1还没有掉电，只有当V1掉电时才知道某些供电端口已掉电，这样，就会使得单端口PSE由于过流或过载而关闭输出电压时，局端设备会因供电不足而重新启动的现象，从而导致该单端口PSE无法进行正常业务。相比之下，本公开实施例提供的反向供电方法，一旦监测到供电端口的异常供电状态，供电检测模块立即向储能模块发出提示信号(即工作指示信号)，在发生异常状态时及时通知储能模块供电端口出现异常状态，有利于储能模块相应的处理，以保证局端设备的稳定供电。
本公开实施例提供的反向供电方法为本公开图2所示实施例提供的局端设备的处理方法，具备相应的方法步骤，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图12为本公开实施例提供的另一种反向供电方法的流程图。在上述实施例的基础上，本公开实施例提供的反向供电方法中，S110的实现方式为：
S110，供电检测模块实时监测与局端设备的每个供电端口连接的PD接口模块和DC/DC模块的工作状态，在监测到局端设备处于单端口供电状态或掉电状态时，分别向储能模块和CPU输出工作指示信号；
本公开实施例提供的方法还可以包括：
S130，CPU根据工作指示信号对局端设备进行降功耗处理，并在降功耗处理完成后向储能模块输出恢复信号；
S140，储能模块根据恢复信号控制该储能模块的输出电压禁止为局端设 备供电。
本公开实施例中用于执行反向供电方法的局端设备的结构可以参照图3所示实施例中的局端设备，该局端设备中各模块的连接方式和实现功能在上述实施例中已经详细说明，故在此不再赘述。
在本公开实施例中，供电检测模块在通知储能模块局端设备的供电端口出现异常状态的同时，还可以向CPU通知该异常状态，使得CPU做出相应的处理。例如，在局端设备处于单端口供电状态时，该工作指示信号用于通知CPU进行降功耗处理，从而控制局端设备关闭异常状态的供电端口对应的工作模块，在CPU进行降功耗处理的过程中，储能模块的输出电压始终参与为局端设备供电，以避免单端口供电模式下，单端口PSE由于过流或过载而关闭输出电压，导致局端设备因供电不足重启的现象。在在储能模块工作期间，局端设备有了足够的时间将未参与供电的工作模块的功耗降下来，降功耗任务完成后，CPU指示储能模块将其输出电压恢复到局端设备正常供电的情况下，即储能模块不再给局端设备供电，由PSE单独为局端设备供电，由于此时单端口PSE已不会出现过流或过载情况，即不会关闭输出电压，从而保证了局端设备的正常工作。再例如，在局端设备处于掉电状态时，该工作指示信号用于提前向局端设备上报掉电告警，于此同时，储能模块的输出电压为局端设备供电，而不必等到局端设备的电源电压低于某个设定值时再上报掉电告警，使得局端设备有更多的时间向上层设备上报掉电告警(Dying Gasp)和紧急保存相关信息。
本公开实施例提供的反向供电方法为本公开图3所示实施例提供的局端设备的处理方法，具备相应的方法步骤，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本公开上述实施例中已说明通过储能模块的输出电压为局端设备供电，可以通过不同的方式的实现。
在本公开实施例中，储能模块根据工作指示信号控制该储能模块的输出电压为局端设备供电的实现方式，即S120的实现方式，可以包括：储能模块根据工作指示信号对储能模块的输出电压进行升压处理，以通过储能模块的输出电压为局端设备供电。本公开实施例中用于执行反向供电方法的局端 设备的结构可以参照图4所示实施例中的局端设备。
在本公开实施例中，储能模块接收到工作指示信号后，获知局端设备处于单端口工作状态或掉电状体状态，此时，储能模块可以对其输出电压进行升压处理，使得储能模块的输出电压大于PSE经均流模块后的输出电压，即V2>V1，此时，第二偏压装置(VD2)导通且第一偏压装置(VD1)断开，由储能模块单独为局端设备供电。局端设备的CPU完成将降功耗处理后，向储能模块输出恢复信号，使得储能模块的输出电压V2恢复到正常工作模式下设定的电压值，此时，单端口PSE供电电源经均流模块后，输出电压V1大于储能模块的输出电压V2，由单端口PSE为局端电压供电。
在实际应用中，本公开实施例中的VD1和VD2，可以是肖特基二极管，也可以是由MOS管整流芯片组成的。
本公开实施例提供的反向供电方法为本公开图4所示实施例提供的局端设备的处理方法，具备相应的方法步骤，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
在本公开实施例中，储能模块根据工作指示信号控制该储能模块的输出电压为局端设备供电的实现方式，即S120的实现方式，可以包括：储能模块根据工作指示信号控制储能模块的输出电压流入均流模块，使得储能模块的输出电压和用于供电的PSE的输出电压同时为局端设备供电。本公开实施例中用于执行反向供电方法的局端设备的结构可以参照图5所示实施例中的局端设备。
在本公开实施例中，储能模块接收到工作指示信号后，获知局端设备处于单端口工作状态或掉电状态，此时，储能模块可以控制其输出电压V2流入均流模块，使得储能模块的输出电压V2和单端口PSE的供电电压一起经均流模块后，输出电压V1为局端设备供电。局端设备的CPU完成降功耗处理后，向储能模块输出恢复信号，控制储能模块的输出电压V2禁止流入均流模块，即储能模块的输出电压V2不再参与均流，保证了局端设备在多端口供电模式切换为单端口供电模式时，仍能稳定的工作。
本公开实施例提供的反向供电方法为本公开图5所示实施例提供的局端设备的处理方法，具备相应的方法步骤，其实现原理和技术效果类似，此 处不再赘述。
在本公开实施例中，与供电检测模块连接的一组PD接口模块和DC/DC模块输出的组合信号称为端口状态信号，供电检测模块的端口状态信号和供电端口的数量相同，每个端口状态信号由对应供电端口连接的PD接口模块和DC/DC模块的输出信号形成。
本公开上述实施例中的工作指示信号包括第一工作指示信号和第二工作指示信号，该第一工作指示信号为高电平时，指示局端设备处于单端口供电状态，该第二工作指示信号为低电平时，指示局端设备处于掉电状态。
本公开实施例在实际应用中，储能模块根据工作指示信号控制该储能模块的输出电压为局端设备供电的实现方式，可以包括：在第一工作指示信号为高电平或第二工作指示信号为低电平时，控制该储能模块的输出电压为局端设备供电。
本公开实施例提供的方法可以参照图6所示逻辑示意图，其中，Dn～D1为端口状态信号，Y0为第一工作指示信号，Y1为第二工作指示信号。
其中，Y0可以表示为：
Figure PCTCN2018088714-appb-000003
Y1可以表示为：
Y 1＝Dn+Dn-1+…+Di+…+D3+D2+D1；            (2)
其中，Di表示第i个供电端口对应的端口状态信号，
Figure PCTCN2018088714-appb-000004
为Di的反向。
通过上述式(1)和式(2)所示的逻辑关系可以看出，一组PD接口模块和DC/DC模块输出的工作状态组合后形成端口状态信号(D1～Dn)，高 电平表示供电端口工作正常，D1表示第一端口状态信号、D2表示第二端口状态信号，依此类推，Dn为高电平表示第n端口对应的PSE输出的状态信号正常，对应局端设备的PD接口模块和DC/DC模块也处于正常工作状态。由图6可知，当只有一个供电端口处于正常工作状态时，供电检测模块的输出信号Y0就会变为高电平，即Y0由“0”变“1”时，通知局端设备的CPU进行降功耗处理，并通知储能模块控制其输出电压为局端设备供电。当所有供电端口处于异常工作状态时，供电检测模块的输出信号Y1就会变为低电平，即Y1由“1”变“0”时，通知局端设备的CPU向上层设备上报掉电告警和紧急保存相关信息。
本公开实施例中用于执行反向供电方法的局端设备中，储能模块的结构可以参照图7和图8所示结构，储能模块中DC/DC降压转换器的结构可以参照图9所示结构，在此不再赘述。另外，本公开实施例同样不限制储能模块的结构仅为图7和图8所示的结构，只要是可以实现对储能模块的输出电压V2进行升压处理，以满足通过储能模块的输出电压为局端设备供电的结构，都可以作为本公开实施例中的储能模块。
本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该处理器执行该计算机可执行指令时，进行如下操作：
S1，供电检测模块实时监测与局端设备的每个供电端口连接的局端受电设备PD接口模块和直流转直流DC/DC模块的工作状态，在监测到局端设备处于单端口供电状态或掉电状态时，向储能模块输出工作指示信号；
S2，储能模块根据工作指示信号控制储能模块的输出电压为局端设备供电。
在本公开实施例中，该处理器执行该计算机可执行指令时，还可以进行如下操作：
S3，供电检测模块在监测到局端设备处于单端口供电状态或掉电状态时，向处理器CPU输出工作指示信号；
S4，CPU根据工作指示信号对局端设备进行降功耗处理，并在降功耗处理完成后向储能模块输出恢复信号；
S5，储能模块根据恢复信号控制储能模块的输出电压禁止为局端设备供电。
在本公开实施例的一种实现方式中，该处理器执行该计算机可执行指令时，执行S2的实现方式，可以包括：
S21，储能模块根据工作指示信号对储能模块的输出电压进行升压处理，以通过储能模块的输出电压为局端设备供电。
在本公开实施例的另一种实现方式中，该处理器执行该计算机可执行指令时，执行S2的实现方式，可以包括：
S22，储能模块根据工作指示信号控制储能模块的输出电压流入均流模块，使得储能模块的输出电压和用于供电的PSE的输出电压同时为局端设备供电。
在本公开实施例中，供电检测模块的端口状态信号可以和供电端口的数量相同，每个端口状态信号可以由对应供电端口连接的PD接口模块和DC/DC模块的输出信号形成；并且，工作指示信号可以包括第一工作指示信号和第二工作指示信号，该第一工作指示信号为高电平时，指示局端设备处于单端口供电状态，该第二工作指示信号为低电平时，指示局端设备处于掉电状态。
本公开实施例中的处理器执行该计算机可执行指令时，执行S2的实现方式，可以包括：
S23，储能模块在第一工作指示信号为高电平或第二工作指示信号为低电平时，控制储能模块的输出电压为局端设备供电。
本公开实施例提供的局端设备、反向供电系统和方法，通过在局端设备中设置与储能模块、每个PD接口模块和每个DC/DC模块分别连接的供电检测模块，可以实时监测每个PD接口模块和每个DC/DC模块的工作状态，在监测到局端设备处于单端口供电状态或掉电状态时，向储能模块输出工作指示信号，以控制储能模块的输出电压为局端设备供电，因此，可以保证局 端设备在供电端口出现异常状态的情况下，及时通过储能模块为该局端设备提供稳定的电源电压；本公开实施例提供的局端设备，解决了现有反向供电系统在多端口供电模式切换为单端口供电模式时，由于单端口PSE的过流或过载而关闭输出电压，使得局端设备因供电不足而重新启动，从而导致该单端口PSE无法进行正常业务的问题。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
虽然本公开所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本公开而采用的实施方式，并非用以限定本公开。任何本公开所属领域内的技术人员，在不脱离本公开所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本公开的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (16)

  1. 一种局端设备(100)，包括：均流模块(110)、储能模块(120)和供电检测模块(130)；所述均流模块(110)上设置有多个供电端口，用户终端供电设备PSE与所述供电端口之间依次连接局端受电设备PD接口模块(112)和直流转直流DC/DC模块(113)；
    其中，所述均流模块(110)配置为将所述局端设备(100)的电源功率，均匀分配到用于进行反向供电的每个PSE上；
    所述供电检测模块(130)分别与储能模块(120)、每个所述PD接口模块(112)和每个所述DC/DC模块(113)连接；所述供电检测模块(130)配置为实时监测每个所述PD接口模块(112)和每个所述DC/DC模块(113)的工作状态，在监测到所述局端设备(100)处于单端口供电状态或掉电状态时，向所述储能模块(120)输出工作指示信号；
    所述储能模块(120)配置为根据所述工作指示信号控制所述储能模块(120)的输出电压为所述局端设备(100)供电。
  2. 根据权利要求1所述的局端设备(100)，其中，所述局端设备(100)还包括：分别与所述储能模块(120)和所述供电检测模块(130)相连接的处理器CPU(140)；
    其中，所述供电检测模块(130)还配置为在监测到所述局端设备(100)处于单端口供电状态或掉电状态时，向所述CPU(140)输出所述工作指示信号；
    所述CPU(140)配置为根据所述工作指示信号对所述局端设备(100)进行降功耗处理，并在降功耗处理完成后向所述储能模块(120)输出恢复信号；
    所述储能模块(120)配置为根据所述恢复信号控制所述储能模块(120)的输出电压禁止为所述局端设备(100)供电。
  3. 根据权利要求1或2所述的局端设备(100)，其中，所述均流模块(110)的输出电压通过第一偏压装置(150)连接所述局端设备(100)的电源电压，所述储能模块(120)的输出电压通过第二偏压装置(160)连接 所述局端设备(100)的电源电压；
    所述储能模块(120)根据所述工作指示信号控制所述储能模块(120)的输出电压为所述局端设备(100)供电，包括：
    根据所述工作指示信号对所述储能模块(120)的输出电压进行升压处理，使得所述第二偏压装置(160)导通且所述第一偏压装置(150)断开，以通过所述储能模块(120)的输出电压为所述局端设备(100)供电。
  4. 根据权利要求1或2的局端设备(100)，其中，所述均流模块(110)的输出电压连接到所述局端设备(100)的电源电压，所述储能模块(120)的输出电压连接到所述均流模块(110)的输入端口；
    所述储能模块(120)根据所述工作指示信号控制所述储能模块(120)的输出电压为所述局端设备(100)供电，包括：
    根据所述工作指示信号控制所述储能模块(120)的输出电压流入所述均流模块(110)，使得所述储能模块(120)的输出电压和用于供电的PSE的输出电压同时为所述局端设备(100)供电。
  5. 根据权利要求1的局端设备(100)，其中，所述供电检测模块(130)的端口状态信号和所述供电端口的数量相同，每个所述端口状态信号由对应供电端口连接的PD接口模块(112)和DC/DC模块(113)的输出信号形成；
    所述工作指示信号包括第一工作指示信号和第二工作指示信号，所述第一工作指示信号为高电平时，指示所述局端设备(100)处于单端口供电状态，所述第二工作指示信号为低电平时，指示所述局端设备(100)处于掉电状态。
  6. 根据权利要求5所述的局端设备(100)，其中，所述储能模块(120)根据所述工作指示信号控制所述储能模块(120)的输出电压为所述局端设备(100)供电，包括：
    在所述第一工作指示信号为高电平或所述第二工作指示信号为低电平时，控制所述储能模块(120)的输出电压为所述局端设备(100)供电。
  7. 根据权利要求5所述的局端设备(100)，其中，所述第一工作指示 信号表示为：
    Figure PCTCN2018088714-appb-100001
    所述第二工作指示信号表示为：
    Y 1＝Dn+Dn-1+…+Di+…+D3+D2+D1；
    其中，Di表示第i个供电端口对应的端口状态信号，
    Figure PCTCN2018088714-appb-100002
    为Di的反向。
  8. 根据权利要求5所述的局端设备(100)，其中，所述储能模块(120)包括：
    与所述均流模块(110)的输出电压分别连接的储能电容和DC/DC升压转换器(122)，所述DC/DC升压转换器(122)配置为输出所述储能模块(120)的输出电压；或者，
    与所述均流模块(110)的输出电压连接的DC/DC升压转换器(122)，以及与所述DC/DC升压转换器(122)分别连接的储能电容和DC/DC降压转换器(123)，所述DC/DC降压转换器(123)配置为输出所述储能模块(120)的输出电压。
  9. 根据权利要求8所述的局端设备(100)，其中，所述DC/DC降压转换器(123)包括：
    与所述供电检测模块(130)的输出端依次连接的第三偏压装置(170)、第一电阻(R1)和第二电阻(R2)，以及与所述第三偏压装置(170)和所述第一电阻(R1)并联的第三电阻(R3)，所述第三偏压装置(170)的一端和所述第三电阻(R3)的一端接地；
    所述DC/DC降压转换器(123)配置为在所述第一工作指示信号为低电 平时，断开所述第三偏压装置(170)；
    所述DC/DC降压转换器(123)还配置为在所述第一工作指示信号为高电平时，导通所述第三偏压装置(170)。
  10. 一种反向供电系统(10)，包括：局端设备(100)，以及与所述局端设备(100)分别连接的至少一个用户端供电设备PSE(200)；
    其中，所述局端设备(100)为如权利要求1～9中任一项所述的局端设备；
    每个所述PSE(200)配置为根据所述局端设备(100)的均流模块分配的功率为所述局端设备(100)供电。
  11. 一种反向供电方法，包括：
    供电检测模块实时监测与局端设备的每个供电端口连接的局端受电设备PD接口模块和直流转直流DC/DC模块的工作状态，在监测到所述局端设备处于单端口供电状态或掉电状态时，向储能模块输出工作指示信号(S110)；
    所述储能模块根据所述工作指示信号控制所述储能模块的输出电压为所述局端设备供电(S120)。
  12. 根据权利要求11所述的反向供电方法，其中，所述方法还包括：
    所述供电检测模块在监测到所述局端设备处于单端口供电状态或掉电状态时，向处理器CPU输出所述工作指示信号；
    所述CPU根据所述工作指示信号对所述局端设备进行将功耗处理，并在将功耗处理完成后向所述储能模块输出恢复信号(S130)；
    所述储能模块根据所述恢复信号控制所述储能模块的输出电压禁止为所述局端设备供电(S140)。
  13. 根据权利要求11或12所述的反向供电方法，其中，所述储能模块根据所述工作指示信号控制所述储能模块的输出电压为所述局端设备供电(S120)，包括：
    所述储能模块根据所述工作指示信号对所述储能模块的输出电压进行 升压处理，以通过所述储能模块的输出电压为所述局端设备供电；或者，
    所述储能模块根据所述工作指示信号控制所述储能模块的输出电压流入所述均流模块，使得所述储能模块的输出电压和用于供电的PSE的输出电压同时为所述局端设备供电。
  14. 根据权利要求11所述的反向供电方法，其中，所述供电检测模块的端口状态信号和所述供电端口的数量相同，每个所述端口状态信号由对应供电端口连接的PD接口模块和DC/DC模块的输出信号形成；
    所述工作指示信号包括第一工作指示信号和第二工作指示信号，所述第一工作指示信号为高电平时，指示所述局端设备处于单端口供电状态，所述第二工作指示信号为低电平时，指示所述局端设备处于掉电状态。
  15. 根据权利要求14所述的反向供电方法，其中，所述储能模块根据所述工作指示信号控制所述储能模块的输出电压为所述局端设备供电(S120)，包括：
    所述储能模块在所述第一工作指示信号为高电平或所述第二工作指示信号为低电平时，控制所述储能模块的输出电压为所述局端设备供电。
  16. 一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求11-15中任一项所述的方法。
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