專利名稱：一種MicroTCA上實(shí)現(xiàn)的POE系統(tǒng)及其管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信和以太網(wǎng)供電技術(shù)領(lǐng)域，特別是在微型電信計(jì)算架構(gòu) MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)的AMC板卡上實(shí)現(xiàn)的一種POE系統(tǒng)及其管理方法。
背景技術(shù)：
POE(Power Over Ethernet，以太網(wǎng)供電)是一種利用雙絞線傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的同時(shí)，向受電設(shè)備提供直流功率的技術(shù)。MicroTCA (Micro Telecommunications Computing Arthitecture，微型電信計(jì)算架構(gòu))是由PICMG標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的一個(gè)規(guī)范，采用標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化，開放化設(shè)計(jì)思想構(gòu)建的新一代超強(qiáng)性能通用業(yè)務(wù)處理平臺(tái)。隨著POE技術(shù)的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了越來越多的POE設(shè)備，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，MicroTCA 平臺(tái)的AMC板卡由于使用來自背板的單一的12V載荷電，而且受板面積和空間的制約，無法提供48V的POE功能，只能提供以太網(wǎng)交換機(jī)的功能。當(dāng)使用這個(gè)平臺(tái)，而設(shè)備又只支持以太網(wǎng)供電方式時(shí)，通常需外置一個(gè)單獨(dú)的POE設(shè)備，增加了設(shè)備復(fù)雜性，如圖1所示。IEEE802. 3at將PSE供電的功率提升到了 25W，但仍無法滿足高于25W的應(yīng)用，如圖2所示。一些采用以太網(wǎng)供電的終端，其功耗通常大于25W，需要一種能為這些設(shè)備提供以太網(wǎng)供電的方法。傳統(tǒng)的POE設(shè)備，由單片機(jī)來控制或根本不加控制，不便于管理，不能進(jìn)行智能的控制，缺乏靈活性。而且使用控制器時(shí)，由于采用單一 48V直流供電，板上還需增加專門的 DC-DC電源模塊為控制器提供低壓的工作電壓，設(shè)計(jì)復(fù)雜，效率低。因此，需要在MicroTCA平臺(tái)中設(shè)計(jì)一種支持以太網(wǎng)供電的以太網(wǎng)交換設(shè)備，而且這種設(shè)備要能被靈活的管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有應(yīng)用模式的不足和缺陷，提出了一種在MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)的AMC板卡上實(shí)現(xiàn)的一種POE系統(tǒng)及其管理方法，使得POE技術(shù)的應(yīng)用得到擴(kuò)展，可靈活的配置和管理，而且增加了設(shè)備運(yùn)行可靠性，降低成本。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括1)板卡控制部分由背板供電，另外增加一 48V直流輸入接口，輸入直流電，用于給 POE提供功率，電源接口支持熱拔插；2)在MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)的AMC板卡上，實(shí)現(xiàn)具有以太網(wǎng)供電功能的交換機(jī)，以太網(wǎng)交換機(jī)和POE供電共用連接器，兩種應(yīng)用情況自動(dòng)切換，即可單獨(dú)作為以太網(wǎng)交換機(jī)使用，也可提供以太網(wǎng)供電。兩種功能共同POE供電的變壓器；3)供電設(shè)備PSE可通過兩個(gè)端口聯(lián)合為受電設(shè)備PD提供50W的功率，每端口擁有各自獨(dú)立的PSE和PD控制器；4)以太網(wǎng)部分和POE部分電氣隔離，但可以進(jìn)行通信，便于位于以太網(wǎng)側(cè)的控制電路對(duì)POE模塊進(jìn)行狀態(tài)查詢和控制；5)POE的管理，采用單片機(jī)經(jīng)串口由另一塊板管理，或者由處理以太網(wǎng)的處理器直接管理，管理數(shù)據(jù)通過千兆或百兆以太網(wǎng)傳輸。POE的管理和平臺(tái)中其它的板卡模塊管理統(tǒng)一管理，單一管理軟件即可管理系統(tǒng)中所有設(shè)備；6)在一塊插卡式結(jié)構(gòu)的板卡上實(shí)現(xiàn)8路POE供電功能，可根據(jù)實(shí)際使用的POE端口數(shù)量增加機(jī)框中的板卡來擴(kuò)展端口，模塊化的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性；由本發(fā)明的上述技術(shù)方案可以看出，由于巧妙利用插卡式板卡標(biāo)準(zhǔn)的低壓電源， 再加上擴(kuò)展的POE電源，從而將以太網(wǎng)交換機(jī)和以太網(wǎng)供電技術(shù)融合在一塊AMC板卡上，形成可靈活配置端口數(shù)量的模塊式應(yīng)用，利用MicroTCA平臺(tái)本身先進(jìn)的管理能力來管理POE 系統(tǒng)，能靈活的滿足各類POE應(yīng)用需求，系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性和靈活性。


以下描述和附圖是為了更清楚的說明現(xiàn)有技術(shù)或本發(fā)明的技術(shù)方案，通過比較， 可更加深入的理解本發(fā)明的創(chuàng)新、優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)施細(xì)節(jié)。本發(fā)明通過實(shí)施例描述，因此本發(fā)明不受此處所公開的具體實(shí)施例的限制，下面將對(duì)附圖作進(jìn)一步的說明圖1所示為傳統(tǒng)POE應(yīng)用模式的示意圖；圖2所示為現(xiàn)有應(yīng)用中單端口功率輸出具有局限性；圖3所示為本發(fā)明利用雙端口提供高功率輸出的示意圖；圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例一提供的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5所示為本發(fā)明實(shí)施例一 POE管理結(jié)構(gòu)圖；圖6所示為本發(fā)明實(shí)施例二提供的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖7所示為本發(fā)明實(shí)施例二 POE管理結(jié)構(gòu)圖
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，盡管是對(duì)特定實(shí)施例進(jìn)行討論，但是可以理解這僅僅是為了舉例說明，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例， 而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有進(jìn)行創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種MicroTCA上實(shí)現(xiàn)的POE系統(tǒng)及其管理方法包括在MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)的一塊AMC板卡上同時(shí)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)交換機(jī)和以太網(wǎng)供電功能，POE系統(tǒng)管理可由串口經(jīng)另一塊板卡管理或直接經(jīng)背板千兆傳遞管理數(shù)據(jù)，對(duì)于大功率的PD，支持兩個(gè)端口聯(lián)合供電，滿足大功率應(yīng)用。其中，所述的MicroTCA平臺(tái)只是一種插卡式平臺(tái)的實(shí)例，也可以是ATCA等其它類似結(jié)構(gòu)的插卡式平臺(tái)，所述的AMC板卡可以是其它插卡式便于擴(kuò)展的板卡。所述以太網(wǎng)交換機(jī)和以太網(wǎng)供電口共同連接器，此連接器可以是RJ45或其它自定義的以太網(wǎng)端口，端口數(shù)量可以是本發(fā)明實(shí)施例中的8個(gè)，也可以是小于或大于這個(gè)數(shù)目。所述背板千兆，也可以是背板上傳輸?shù)钠渌Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)通道。對(duì)POE管理的處理器也可以是其它可編程器件，如 CPLD和FPGA。分離的CPU和以太網(wǎng)芯片也可以是某種具有以太網(wǎng)接口的CPU。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，由于以MicroTCA平臺(tái)為例，來自背板的電源為12V，供整板的以太網(wǎng)部分及其它低壓部分使用，所以POE部分需要的48V直流由前面板的電源連接器提供。而且PCB上低壓側(cè)和48V電壓側(cè)是電氣隔離的，以增加運(yùn)行可靠性，減少干擾。而且在MicroTCA平臺(tái)中，如果平臺(tái)的電源板也采用48V供電，POE可以和它共用電源，從而使得電源布線容易。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，當(dāng)PD功率大于25W時(shí)，通過兩個(gè)端口為一個(gè)PD 供電的方式，PD上擁有與PSE相同數(shù)目的控制器。下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例在實(shí)際應(yīng)用中的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行詳細(xì)的說明實(shí)施例一本發(fā)明實(shí)施例一以POE的串口管理為例進(jìn)行說明。圖4所示的利用MCU和串口管理POE的示意圖中，以太網(wǎng)交換機(jī)部分由CPU和以太網(wǎng)交換芯片等部分組成，CPU為以太網(wǎng)交換芯片專用。以太網(wǎng)交換芯片雖然與背板間有千兆連接，但與POE的管理無關(guān)。以太網(wǎng)供電部分由POE控制器和POE輸出電路構(gòu)成，POE控制器的管理接口經(jīng)過光耦隔離后由低壓側(cè)的MCU管理，MCU通過前面板的串口與另一塊板卡通信。POE輸出的功率來自于前面板的48V直流連接器。以太網(wǎng)交換部分和POE部分共用同一個(gè)POE變壓器和同一個(gè)輸出連接器。本發(fā)明實(shí)施例一中的板卡上POE對(duì)外的管理接口為串口，連接到另一塊具有串口的板卡，該板卡將串口上的數(shù)據(jù)經(jīng)CPU處理后由其百兆以太網(wǎng)口上報(bào)給電腦等設(shè)備，統(tǒng)一由上層應(yīng)用軟件管理。如圖5所示，板卡501是整個(gè)系統(tǒng)中的核心板卡，包含了其它所有板卡的管理信息，POE板卡502將POE的管理串口連接到501板卡上，從而實(shí)現(xiàn)了所有業(yè)務(wù)的統(tǒng)一管理。實(shí)施例二 本發(fā)明實(shí)施例二以POE的千兆管理為例進(jìn)行說明。圖6所示，POE管理部分與以太網(wǎng)交換機(jī)共用一個(gè)CPU，POE管理數(shù)據(jù)由CPU經(jīng)以太網(wǎng)芯片的千兆口從背板傳輸。前面板只提供POE供電輸出的業(yè)務(wù)接口和POE的48V直流電源接口。圖中的以太網(wǎng)部分和POE部分在一塊AMC板卡上實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)供電功能的以太網(wǎng)交換機(jī)。圖7描述了通過千兆口管理POE的結(jié)構(gòu)圖，具體為Ρ0Ε部分由以太網(wǎng)交換機(jī)的 CPU管理，CPU通過以太網(wǎng)芯片的千兆口和背板連接，701板和702板在背板上也是通過千兆口互聯(lián)的，需要對(duì)POE進(jìn)行管理或查詢POE狀態(tài)時(shí)，管理數(shù)據(jù)由701板卡的前面板的百兆網(wǎng)口經(jīng)內(nèi)部交換由千兆口以IP包的形式送入702板的千兆，然后由702板(也就是本發(fā)明中的POE系統(tǒng))的CPU對(duì)IP包進(jìn)行分析，從而對(duì)POE進(jìn)行管理。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，較之現(xiàn)有應(yīng)用模式，由于在一塊插入式板卡上同時(shí)實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)功能和POE供電功能，而且將POE管理融入到標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)管理中，使得 POE的管理更加便利。模塊式的設(shè)計(jì)方式，可靈活的擴(kuò)展，以滿足各類應(yīng)用。尤其和現(xiàn)在 Mi croTCA標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)中使用單獨(dú)的以太網(wǎng)交換板卡和POE供電設(shè)備的應(yīng)用模式相比，避免了多種設(shè)備互聯(lián)的兼容性等問題，簡化布線，提高了設(shè)備的可靠性，在配置發(fā)生變化時(shí)，更靈活的完成配置而不需更換設(shè)備。以上所述，僅為本發(fā)明典型的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種MicroTCA上實(shí)現(xiàn)的POE系統(tǒng)及其管理方法，其特征在于，包括1)一直流輸入接口，輸入直流電；2)在MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)的AMC板卡上，實(shí)現(xiàn)具有以太網(wǎng)供電功能的交換機(jī)；3)供電設(shè)備PSE可通過兩個(gè)端口聯(lián)合為受電設(shè)備PD提供50W的功率；4)以太網(wǎng)部分和POE部分電氣隔離，但可以進(jìn)行通信；5)POE的管理，采用單片機(jī)經(jīng)串口由另一塊板管理，或者由處理以太網(wǎng)的處理器直接管理，管理數(shù)據(jù)通過千兆或百兆以太網(wǎng)傳輸；6)8f48V以太網(wǎng)供電接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的POE系統(tǒng)，其特征在于，所述的直流輸入接口，位于AMC板卡前面板，輸入的直流電為-48VDC -57VDC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的POE系統(tǒng)，其特征在于，所述在MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)的AMC板卡上，實(shí)現(xiàn)具有以太網(wǎng)供電功能的交換機(jī)，包括在一塊標(biāo)準(zhǔn)尺寸的插卡式板卡上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)功能和以太網(wǎng)供電功能；所述的AMC板卡尺寸包括標(biāo)準(zhǔn)中的所有尺寸；以太網(wǎng)和以太網(wǎng)供電共用同一個(gè)接口，即可以當(dāng)作普通以太網(wǎng)口用，也可以當(dāng)作POE 供電口對(duì)外供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的POE系統(tǒng)，其特征在于，所述AMC標(biāo)準(zhǔn)板卡，滿足MicroTCA設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，板卡以太網(wǎng)部分由背板供電，POE部分由前面板連接器直流供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的POE系統(tǒng)，其特征在于，所述供電設(shè)備PSE可通過兩個(gè)端口聯(lián)合為受電設(shè)備PD提供50W的功率，包括正常使用時(shí)，由一個(gè)端口為PD供電；受電設(shè)備需要功率大于25W時(shí)，可以通過兩個(gè)端口聯(lián)合為PD提供高功率；PD功率超過設(shè)定值時(shí)，拒絕供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的POE系統(tǒng)，其特征在于，所述以太網(wǎng)部分和POE部分電氣隔離，包括以太網(wǎng)和POE共用POE的變壓器，接口上由變壓器實(shí)現(xiàn)隔離；POE控制器由以太網(wǎng)部分處理器管理，管理接口通過光耦隔離和通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的POE系統(tǒng)，其特征在于，所述POE的管理，采用單片機(jī)經(jīng)串口由另一塊板管理，包括單片機(jī)或其它微處理器由光耦與POE控制器連接，由單片機(jī)完成POE的狀態(tài)查詢和控制等管理功能；單片機(jī)對(duì)外接口為RS232接口，該串口連接到另一塊核心控制板的串口，管理信息由上層應(yīng)用軟件經(jīng)以太網(wǎng)口到達(dá)控制板，然后由控制板通過串口下發(fā)給POE系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的POE系統(tǒng)，其特征在于，所述POE的管理，由處理以太網(wǎng)的處理器直接管理，管理數(shù)據(jù)通過千兆或百兆以太網(wǎng)傳輸，包括以太網(wǎng)交換機(jī)的高性能處理器直接通過光耦連接到POE控制器，板卡通過背板千兆接口連接到核心板；POE管理數(shù)據(jù)由核心板從背板千兆，按以太網(wǎng)包的形式發(fā)送給POE系統(tǒng)中以太網(wǎng)交換機(jī)的處理器，再下發(fā)到POE控制器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的POE系統(tǒng)，其特征在于，所述管理方式，可以是任何一種具有以太網(wǎng)接口的處理器，POE管理數(shù)據(jù)由處理器獲取后通過千兆或百兆網(wǎng)傳遞。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的POE系統(tǒng)，其特征在于，所述的8個(gè)48V以太網(wǎng)供電接口指一塊板卡上提供8個(gè)POE供電口，每端口輸出直流電壓48V，功率25W。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種MicroTCA上實(shí)現(xiàn)的POE系統(tǒng)及其管理方法，包括在一塊插卡式板卡上同時(shí)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)功能和以太網(wǎng)供電功能；利用微處理器及其串口通過另一塊板卡管理POE；或者直接利用CPU對(duì)POE進(jìn)行管理，并將管理數(shù)據(jù)以IP包的形式通過千兆和百兆以太網(wǎng)口傳遞來進(jìn)行管理；通過兩個(gè)PD側(cè)POE控制器組合，實(shí)現(xiàn)高功率供電。該P(yáng)OE系統(tǒng)具有很好的模塊可擴(kuò)展性和管理智能性，簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)H04L12/10GK102299807SQ201010211660
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者張興 申請(qǐng)人:深圳市邦彥信息技術(shù)有限公司