[發(fā)明專利]智能PoE交換機及其實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310162375.3
• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號: CN103209140A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭敏;劉江;胡志坤;廖北平
• 申請（專利權(quán)）人: 醴陵恒茂電子科技有限公司
• 主分類號: H04L12/931
• 分類號: H04L12/931;H04L12/10;H04L12/24
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 黃美成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能PoE交換機及其實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)和數(shù)碼產(chǎn)品的普及，出現(xiàn)了大量諸如IP電話、無線局域網(wǎng)接入點AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機等終端設(shè)備，當被部署在特定應(yīng)用場景的情況下，它們的取電問題一直困擾著人們。傳統(tǒng)的辦法是為其配置單獨電源，不僅增加了系統(tǒng)成本，還會延長建設(shè)周期。新的解決辦法是運用PoE技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)交換機通過以太網(wǎng)進行遠程供電，而網(wǎng)絡(luò)拓撲不做任何改變，節(jié)約系統(tǒng)成本。

早期的PoE管理方案由于尚未考慮新標準加入的AT設(shè)備，對于不同PD設(shè)備的兼容性不好。目前一般的PoE解決方案都采用嵌入式處理器+PoE管理ASIC解決方案，能夠較好地兼容各種AF/AT設(shè)備，但是一般缺少用戶管理模式或者要借用專用網(wǎng)管管理軟件操作，當遇到故障或者需要特殊設(shè)置的應(yīng)用場合時，這些解決方案中用戶的可操作性不強，靈活性不夠，難以滿足個性化的用戶需求。

由于通訊設(shè)備一般要求具有UPS電源以保障短期停電狀態(tài)下還能正常工作，而PD設(shè)備(用電設(shè)備)不自備電源，這就要求PSE設(shè)備(供電設(shè)備)具有不間斷POE供電功能，而目前的PoE交換機基本不具有PoE不間斷供電功能。

POE(Power?Over?Ethernet)指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)架構(gòu)不作任何改動的情況下，在為一些基于IP的終端(如IP電話機、無線局域網(wǎng)接入點AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機等)傳輸數(shù)據(jù)信號的同時，還能為此類設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。POE技術(shù)能在確保現(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線安全的同時保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運作，最大限度地降低成本。

PoE也被稱為基于局域網(wǎng)的供電系統(tǒng)(PoL，Power?over?LAN)或有源以太網(wǎng)(Active?Ethernet)，有時也被簡稱為以太網(wǎng)供電，這是利用現(xiàn)存標準以太網(wǎng)傳輸電纜的同時傳送數(shù)據(jù)和電功率的最新標準規(guī)范，并保持了與現(xiàn)存以太網(wǎng)系統(tǒng)和用戶的兼容性。

ASIC(Application?Specific?Intergrated?Circuits)即專用集成電路，是指應(yīng)特定用戶要求和特定電子系統(tǒng)的需要而設(shè)計、制造的集成電路。目前用CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)和FPGA(現(xiàn)場可編程邏輯陣列)來進行ASIC設(shè)計是最為流行的方式之一，它們的共性是都具有用戶現(xiàn)場可編程特性，都支持邊界掃描技術(shù)，但兩者在集成度、速度以及編程方式上具有各自的特點。ASIC的特點是面向特定用戶的需求，品種多、批量少，要求設(shè)計和生產(chǎn)周期短，它作為集成電路技術(shù)與特定用戶的整機或系統(tǒng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，與通用集成電路相比具有體積更小、重量更輕、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增強、成本降低等優(yōu)點。

現(xiàn)有的交換機是采用的集中式架構(gòu)，交換芯片不僅負責(zé)鏈路層的數(shù)據(jù)交換，還負責(zé)網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)置。如果需要進行PoE供電，則又要與poe的模塊通信采用串口的方式，既耗時，又不便于管理。

因此，有必要設(shè)計一種新型的智能PoE交換機。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能PoE交換機及其實現(xiàn)方法，該方案符合IEEE802.3af標準和IEEE802.3at標準，支持多種AF/AT設(shè)備【AF設(shè)備，就是支持IEEE802.3af標準的設(shè)備，AT設(shè)法就是支持802.3at標準的設(shè)備】，具備不間斷PoE供電功能，同時又具有Web管理功能，具有很高的可靠性和很好的靈活性。

發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種智能PoE交換機，包括數(shù)據(jù)交換模塊、PoE管理模塊、系統(tǒng)管理模塊和電源模塊；

數(shù)據(jù)交換模塊采用數(shù)據(jù)交換ASIC及端口擴展ASIC，數(shù)據(jù)交換ASIC與端口擴展ASIC通過SS-SMII接口連接；

PoE管理模塊采用專用的PoE管理ASIC，采用模式A電源接口；

系統(tǒng)管理模塊采用智能交換機Web管理微控制器，即MCU，MCU通過I²C接口連接PoE管理模塊，MCU通過MII接口連接數(shù)據(jù)交換模塊，I²C接口包括一根時鐘信號線SCL和兩根數(shù)據(jù)線SDA_IN和SDA_OUT，MCU控制接口包括三根控制信號線：LED流鎖存、PoE使能和PoE重置；

電源模塊采用48V直流的UPS電源，UPS電源的一路輸出直接作為PoE管理模塊的供電電源，另一路輸出經(jīng)UPS電源的DC/DC轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)電源，為智能PoE交換機整體供電，包括給智能poe交換機的數(shù)據(jù)交換模塊、系統(tǒng)管理模塊供電。