一种通信设备及其电源管理方法与流程

本发明的实施例涉及通信领域，尤其涉及一种通信设备及其电源管理方法。

背景技术：

机架式通信设备功率较大，业务板卡功率在数十瓦到数百瓦不等。考虑电源热备份的需要，一般情况下，设备通常支持2个以上的电源模块插槽。另外，考虑电源模块化及可制造性，多数机架式设备一般设计4、8或12个电源插槽，以满足不同功耗的设备。为了支持整机的功率消耗，多个电源一般支持均流的形式实现备份，配备的电源需要具有相同的功率。一般要求使用同一型号的电源模块。由于电源模块和业务板卡等是可选配的部件，用户根据需求选择不同数量的电源模块和业务板卡，搭配适合自己需求的通信设备。另外，用户的需求还会发生变化，可能随着业务拓展，需要更多的业务板卡。

其中，多电源模块的设备在不同用户场景可能使用不同的备份方式。当所有电源都接在一个供电源时，电源模块之间互为备份，即常说的备份。备份的数量取决于使用的备份电源数量。当一半电源接在交流电网，一半电源接在UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply，不间断电源)时，实现不同供电源之间的备份。接在交流电网的电源功率以及接在UPS的电源功率都要足以支撑整机的功耗，即常说的1:1备份。进一步的，两个供电源内部的电源模块之间也可能是N+M(M>＝0)备份，即混合的备份模式。即整机的电源功率并非等于各电源模块功率的总和

而现有技术中，将所有电源功率纳入可使用功率，并未考虑备份问题及备份风险，此外，现有技术中针对所有模块(如主控卡、风扇模块、业务板卡等)按照该模块需要的最大功耗计算电源功率是否满足的方式设计电源模块的配电方式，存在较大的浪费，电源模块的使用效率不高。当新的业务板卡插入机箱时，如果电源模块不能提供足够的功率，又未进行有效的监控和管理，可能导致电源过载保护，引起设备重启和中断网络，影响用户业务的稳定性；并可能导致电源功率无法支持新加入业务板卡，需要配置更多的电源模块，导致系统配置成本增加。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种通信设备及其电源管理方法，能够保证用户业务稳定性的同时提升电源模块的使用效率。

第一方面、提供一种通信设备，包括主控卡、交换卡、至少一个业务板卡、至少一个风扇模块以及至少一个电源模块；其中所述主控卡的电源管理单元连接所述交换卡、至少一个业务板卡、所述至少一个风扇模块以及所述至少一个电源模块，每个所述电源模块连接所述交换卡、至少一个主控卡、至少一个业务板卡以及至少一个风扇模块；

所述主控卡的电源管理单元，用于获取电源模块的电源功率、所述主控卡的额定功率、电源模块的电源备份方式配置信息、所述风扇模块的功率、所述交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率；

所述主控卡的电源管理单元，用于根据所述电源模块的电源备份方式配置信息以及电源功率获取电源功率总和；

所述主控卡的电源管理单元，用于在所述电源功率总和中扣除所述主控卡的额定功率以及所述风扇模块的功率获取第一剩余功率；

所述主控卡的电源管理单元，用于根据所述第一剩余功率以及所述交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率控制加载所述交换卡以及业务板卡。

第二方面，提供一种电源管理方法，包括：

主控卡获取电源模块的电源功率信息、主控卡的额定功率、电源模块的电源备份方式配置信息、风扇模块的功率、交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率；

所述主控卡根据所述电源模块的电源备份方式配置信息以及电源功率获取电源功率总和；

所述主控卡在所述电源功率总和中扣除所述主控卡的额定功率以及所述风扇模块的功率获取第一剩余功率；

所述主控卡根据所述第一剩余功率以及所述交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率控制加载所述交换卡以及业务板卡。

在上述方案中，通信设备，包括主控卡、交换卡、至少一个业务板卡、至少一个风扇模块以及至少一个电源模块；其中所述主控卡的电源管理单元连接所述交换卡、至少一个业务板卡、所述至少一个风扇模块以及所述至少一个电源模块，每个所述电源模块连接所述交换卡、至少一个主控卡、至少一个业务板卡以及至少一个风扇模块；主控卡的电源管理单元，用于获取电源模块的电源功率、所述主控卡的额定功率、电源模块的电源备份方式配置信息、所述风扇模块的功率、所述交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率；根据所述电源模块的电源备份方式配置信息以及电源功率获取电源功率总和；在所述电源功率总和中扣除所述主控卡的额定功率以及所述风扇模块的功率获取第一剩余功率；根据所述第一剩余功率以及所述交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率控制加载所述交换卡以及业务板卡。通过上述方案通信设备的主控卡能够依据电源模块的电源功率、所述主控卡的额定功率、电源模块的电源备份方式配置信息、所述风扇模块的功率、所述交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率能够精确的控制交换卡和业务板卡的加载，保证了用户业务稳定性，同时提升了电源模块的使用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的一些实施例，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。

图1为本发明实施例提供的通信设备的结构图；

图2为本发明实施例提供的一种电源管理方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例描述的系统架构以及业务场景是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着系统架构的演变和新业务场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本发明的实施例使用的技术术语包括如下：

电源Standby(备用)单元，是大功率电源的辅助单元，默认开启输出，输出功率小，电压一般为12V或5V；

电源主路单元，是大功率电源的主要输出单元，输出受控，输出功率大，电压一般为48V或54V；

UPS，不间断电源。

本发明的基本原理为：主控卡的电源管理单元能够获取电源模块的电源功率、主控卡的额定功率、电源模块的电源备份方式配置信息、风扇模块的功率、交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率；并根据电源模块的电源备份方式配置信息以及电源功率获取电源功率总和；在扣除主控卡的额定功率以及风扇模块的功率后；根据交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率控制加载交换卡以及业务板卡。能够精确的控制交换卡和业务板卡的加载，保证了用户业务稳定性，同时提升了电源模块的使用效率。

下面结合具体实施例对上述方法进行详细描述。参照图1所示，本发明的实施例提供的通信设备包括：主控卡、交换卡、至少一个业务板卡、至少一个风扇模块以及至少一个电源模块；其中所述主控卡的电源管理单元连接所述交换卡、至少一个业务板卡、至少一个风扇模块以及所述至少一个电源模块，每个所述电源模块连接所述交换卡、至少一个主控卡、至少一个业务板卡以及至少一个风扇模块。

示例性的，图1中示出的通信设备包括如下模块：主控卡11、交换卡12(12-1、12-2)、风扇模块13(13-1、13-2)、电源模块14(14-1、14-2)、业务板卡15(15-1、15-2)。当然本发明的实施例中仅仅是以包含两个交换卡、两个风扇模块、两个业务板卡、以及两个电源模块为例进行说明，按照其他数量配置也是可以的。其中上述的主控卡11、交换卡12(12-1、12-2)、风扇模块13(13-1、13-2)、电源模块14(14-1、14-2)以及业务板卡15(15-1、15-2)可以通过通信设备上的插槽活动插接于通信设备的机框中。在上述方案中主控卡11的电源管理单元111通过管理总线连接至交换卡12的电源管理单元121、风扇模块13的电源管理单元131、电源模块14的电源管理单元141以及业务板卡15的电源管理单元151。在各个模块中还包括信息存储单元，其中主控卡11的信息存储单元112通过内部总线连接至主控卡11的电源管理单元111，交换卡12的信息存储单元122通过内部总线连接至交换卡12的电源管理单元121，风扇模块13的信息存储单元132通过内部总线连接至风扇模块13的电源管理单元131，电源模块14的信息存储单元142通过内部总线连接至电源模块14的电源管理单元141，及业务板卡15的信息存储单元152通过内部总线连接至业务板卡15的电源管理单元151。此外，主控卡11还包括与电源管理单元111连接的备份管理单元113、温度检测单元114；电源模块14还包括与电源管理单元141连接的电源Standby单元143、电源主路单元144；其中电源模块14的电源Standby单元143通过电源线连接连接至交换卡12的电源管理单元121、风扇模块13的电源管理单元131、电源模块14的电源管理单元141以及业务板卡15的电源管理单元151。上电后电源Stand By单元143输出为各个模块的电源管理单元以及信息存储单元供电。

基于上述的设备架构，主控卡11的电源管理单元111，用于获取电源模块14的电源功率、主控卡11的额定功率、电源模块14的电源备份方式配置信息、风扇模块13的功率、交换卡12的额定功率以及业务板卡15的额定功率；示例性的，主控卡11的电源管理单元111可以通过电源模块14的电源管理单元141在电源模块14的信息存储单元142中读取电源功率；主控卡11通过电源管理单元111在主控卡11的信息存储单元112中读取主控卡11的额定功率；主控卡11通过电源管理单元111在主控卡11的备份管理单元113中读取电源模块14的电源备份方式配置信息，其中该电源备份方式配置信息可以预先配置于备份管理单元113中；主控卡11的电源管理单元111可以通过风扇模块13的电源管理单元131在风扇模块13的信息存储单元132中读取风扇模块13的功率；主控卡11的电源管理单元111可以通过交换卡12的电源管理单元121读取交换卡12的额定功率；主控卡11的电源管理单元111可以通过业务板卡15的电源管理单元151读取业务板卡15的额定功率。

主控卡11的电源管理单元111，用于根据电源模块14的电源备份方式配置信息以及电源功率获取电源功率总和。

其中，备份管理单元113由用户根据设备使用场景进行配置，负责电源备份方案的记录。当使用1个供电源，且备份方式配置为N+M(M>＝0)时，整机可用电源功率为N个电源模块功率的总和；当使用2个供电源，例如，一个供电源接电网，另一电源接UPS，当电源备份方式配置为1:1，同一供电源内无备份时，整机可用电源功率为N/2个(其中：N为总的电源数量，且为偶数)电源功率的总和。当电源备份方式配置为1:1，同一供电源内又配置了N+M(M>＝1)备份时，整机可用电源功率为N个(其中：2(N+M)为总的电源数量，且为偶数)电源功率的总和。

主控卡11的电源管理单元111，用于在电源功率总和中扣除主控卡11的额定功率以及风扇模块13的功率获取第一剩余功率。

主控卡11的电源管理单元111，用于根据第一剩余功率以及交换卡12的额定功率以及业务板卡15的额定功率控制加载交换卡12以及业务板卡15。

在上述方案中，通信设备包括主控卡、交换卡、至少一个业务板卡、至少一个风扇模块以及至少一个电源模块；其中所述主控卡的电源管理单元连接所述交换卡、至少一个业务板卡、所述至少一个风扇模块以及所述至少一个电源模块，每个所述电源模块连接所述交换卡、至少一个主控卡、至少一个业务板卡以及至少一个风扇模块；主控卡的电源管理单元，用于获取电源模块的电源功率、所述主控卡的额定功率、电源模块的电源备份方式配置信息、所述风扇模块的功率、所述交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率；根据所述电源模块的电源备份方式配置信息以及电源功率获取电源功率总和；在所述电源功率总和中扣除所述主控卡的额定功率以及所述风扇模块的功率获取第一剩余功率；根据所述第一剩余功率以及所述交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率控制加载所述交换卡以及业务板卡。通过上述方案通信设备的主控卡能够依据电源模块的电源功率、所述主控卡的额定功率、电源模块的电源备份方式配置信息、所述风扇模块的功率、所述交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率能够精确的控制交换卡和业务板卡的加载，保证了用户业务稳定性，同时提升了电源模块的使用效率。

此外，由于风扇模块设计都留有一定余量，工作在较低转速时，功耗较全速运转时差距较大。特别是中高端通信设备中，功耗差异可达数百瓦。因此主控卡11的电源管理单元111还能够根据温度检测单元114检测的环境温度获取风扇模块的功率；当确定环境温度低于或等于额定温度时，获取预设温度下风扇模块的功率；当确定环境温度高于所述额定温度时，获取全速运转下风扇模块的功率。其中预设温度下风扇模块的功率、以及全速运转下风扇模块的功率可以表单形式配置在风扇模块13的信息存储单元132中。

进一步的，主控卡11的电源管理单元111，具体用于根据第一剩余功率以及交换卡12的额定功率确定第一剩余功率满足交换卡12的加载需求时，控制加载交换卡12。

主控卡11的电源管理单元111，用于在第一剩余功率中扣除交换卡12的额定功率获取第二剩余功率。

主控卡11的电源管理单元111，用于根据第二剩余功率依次控制业务板卡15的加载。

具体的，为避免第二剩余功率不足以全部加载所有的业务办卡15，主控卡11的电源管理单元111，用于根据第二剩余功率按照预设次序依次控制业务板卡的加载。例如、可以按照业务板卡的槽位顺序或者按照业务板卡15的优先级次序依次加载。此外，当有槽位的业务办卡因剩余功率不足不能加载时，通信设备的主控卡通过串口打印功率不足的告警提示。

此外，在设备运行后，如果电源故障或数量减少，主控卡11的电源管理单元111重新计算电源功率。如果仍然满足当前整机需要的功率，则不进行异常处理的动作，如关闭后加载的业务板卡；主控卡11的电源管理单元111，还用于当确定第二剩余功率不满足当前加载的所有业务板卡的功率需求时，根据第二剩余功率以及当前加载的所有业务板卡的功率按照预设措施进行控制，预设措施包括：启用备份电源功率、关闭低优先级业务板卡。例如，依据槽位顺序关闭后加载的业务板卡或依据对业务办卡设定的优先级规则，关闭低优先级的业务板卡，或者启用备份电源功率以满足业务办卡的加载需求。在设备运行后，如果业务板卡数量增加，主控卡11的电源管理单元111计算剩余功率是否满足需要加载的业务板卡的需求功率。如果需求功率小于剩余功率，则允许业务板卡加载；如果需求功率大于剩余功率，则不允许新业务板卡加载；如果业务板卡数量减少，主控卡11的电源管理单元11将减少的业务板卡功率计入剩余功率。

基于上述的通信设备，本发明的实施例提供一种电源管理方法，参照图2所示，包括如下步骤：

101、主控卡获取电源模块的电源功率信息、主控卡的额定功率、电源模块的电源备份方式配置信息、风扇模块的功率、交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率。

在步骤101中，主控卡具体采用如下方式获取风扇模块的功率包括：主控卡获取环境温度；当确定环境温度低于或等于额定温度时，获取预设温度下风扇模块的功率；当确定环境温度高于所述额定温度时，获取全速运转下所述风扇模块的功率。

102、主控卡根据所述电源模块的电源备份方式配置信息以及电源功率获取电源功率总和。

103、主控卡在所述电源功率总和中扣除所述主控卡的额定功率以及所述风扇模块的功率获取第一剩余功率。

104、所述主控卡根据所述第一剩余功率以及所述交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率控制加载所述交换卡以及业务板卡。

其中步骤104具体包括如下步骤：

S1、主控卡根据所述第一剩余功率以及所述交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率控制加载所述交换卡以及业务板卡，包括：

S2、主控卡根据所述第一剩余功率以及所述交换卡的额定功率确定所述第一剩余功率满足所述交换卡的加载需求时，控制加载所述交换卡；

S3、主控卡在所述第一剩余功率中扣除所述交换卡的额定功率获取第二剩余功率；

S4、主控卡根据所述第二剩余功率依次控制业务板卡的加载。

步骤S4具体为：主控卡根据所述第二剩余功率按照预设次序依次控制业务板卡的加载，所述预设次序包括：所述业务板卡的槽位顺序、所述业务板卡的优先级。

进一步的还包括步骤105、当所述主控卡确定所述第二剩余功率不满足当前加载的所有业务板卡的功率需求时，根据所述第二剩余功率以及当前加载的所有业务板卡的功率按照预设措施进行控制，所述预设措施包括：启用备份电源功率、关闭低优先级业务板卡。

在上述方案中，通信设备的主控卡能够获取电源模块的电源功率、所述主控卡的额定功率、电源模块的电源备份方式配置信息、所述风扇模块的功率、所述交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率；根据所述电源模块的电源备份方式配置信息以及电源功率获取电源功率总和；在所述电源功率总和中扣除所述主控卡的额定功率以及所述风扇模块的功率获取第一剩余功率；根据所述第一剩余功率以及所述交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率控制加载所述交换卡以及业务板卡。通过上述方案通信设备的主控卡能够依据电源模块的电源功率、所述主控卡的额定功率、电源模块的电源备份方式配置信息、所述风扇模块的功率、所述交换卡的额定功率以及业务板卡的额定功率能够精确的控制交换卡和业务板卡的加载，保证了用户业务稳定性，同时提升了电源模块的使用效率。

此外，还提供一种计算可读媒体(或介质)，包括在被执行时进行上述实施例中的方法的操作的计算机可读指令。

另外，还提供一种计算机程序产品，包括上述计算机可读媒体(或介质)。

应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，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。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称:read-only memory，英文简称：ROM)、随机存取存储器(英文全称：random access memory，英文简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。