本发明涉及电源技术领域,特别涉及一种以太网供电的功率管理方法、供电设备及受电设备。
背景技术:
以太网供电(英文:Power over Ethernet,缩写:PoE)是一种有线供电技术,应用PoE技术,供电设备(英文:power sourcing equipment,缩写:PSE)可以将以太网信号和电能(英文:electric energy)传输给受电设备(英文:powered device,缩写:PD)。其中,PSE有一个或多个以太网端口,PSE的以太网端口通过以太网网线与PD的以太网端口连接。PSE从一电源获得的电能供给PSE自身以及PD使用。
在PSE将电能通过以太网网线传递给PD的过程中,以太网网线会消耗PSE输出的部分电能。电气和电子工程师协会(英文:Institute of Electrical and Electronics Engineers,缩写:IEEE)发布的PoE标准,即802.3af和802.3at。802.3at将一百米5类网线(英文:category 5 cable)的电阻所消耗的功率作为预留线路损耗功率。PoE标准中的预留线路损耗功率较大,电源利用效率低。
技术实现要素:
本发明实施例提供一种以太网供电的功率管理方法、供电设备及受电设备,用于提高电源利用效率。
第一方面提供一种以太网供电的功率管理方法,包括:
供电设备PSE确定所述PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模 式;
所述PSE根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的输出功率门限,其中,所述第二电阻值为所述PSE与受电设备PD之间的线路的最大电阻值,所述第二电阻值小于第一电阻值,所述第一电阻值为如果所述以太网端口运行的物理层模式不属于所述预定模式集合,所述线路的最大电阻值。
结合第一方面,在第一方面的第一种实现中,在所述PSE设置所述以太网端口的输出功率门限之前,所述方法还包括:
所述PSE确定所述PD未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
结合第一方面,在第一方面的第二种实现中,所述PSE根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的输出功率门限,包括:
当所述功率等级属于第一功率等级集合时,所述PSE考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的输出功率门限。
结合第一方面的第二种实现,在第一方面的第三种实现中,所述PSE根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的输出功率门限,还包括:
当所述功率等级属于第二功率等级集合,并且所述PD未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率时,所述PSE考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的输出功率门限,其中,所述第二功率等级集合与所述第一功率等级集合的交集为空集。
结合第一方面、或第一方面的第一种实现、或第一方面的第二种实现、或第一方面的第三种实现,在第一方面的第四种实现中,在所述PSE设置所述以太网端口的输出功率门限之前,所述方法还包括:
所述PSE通过所述PD传输的扩展后的链路层发现协议LLDP帧中的字段,确定所述PD设置所述PD的以太网端口的最大消耗功率时不利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,其中,所述扩展后的LLDP帧中的字段包括以下两个字段中的一个或多个:供电模式使能字段和所有权字段;
所述供电模式使能字段用于表征所述PD是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率;
所述所有权字段用于表征所述PD是否要求利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率的所有权。
第二方面提供一种以太网供电的功率管理方法,包括:
受电设备PD确定所述PD的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式;
所述PD根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的最大消耗功率,其中,所述第二电阻值为所述PD与供电设备PSE之间的线路的最大电阻值,所述第二电阻值小于第一电阻值,所述第一电阻值为如果所述以太网端口运行的物理层模式不属于所述预定模式集合,所述线路的最大电阻值。
结合第二方面,在第二方面的第一种实现中,在所述PD设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的最大消耗功率之前,所述方法还包括:
所述PD确定所述PSE未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
结合第二方面,在第二方面的第二种实现中,所述PD根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的最大消耗功率,包括:
当所述功率等级属于第二功率等级集合时,所述PD考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的最大 消耗功率。
结合第二方面的第二种实现,在第二方面的第三种实现中,所述PD根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的最大消耗功率,还包括:
当所述功率等级属于第一功率等级集合,并且所述PSE未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率时,所述PD考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的最大消耗功率,其中,所述第二功率等级集合与所述第一功率等级集合的交集为空集。
结合第二方面、或第二方面的第一种实现、或第二方面的第二种实现、或第二方面的第三种实现,在第二方面的第四种实现中,在所述PD设置所述以太网端口的最大消耗功率之前,所述方法还包括:
所述PD通过所述PSE传输的扩展后的链路层发现协议LLDP帧中的字段,确定所述PSE设置所述PSE的以太网端口的输出功率门限时不利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,其中,所述扩展后的LLDP帧中的字段包括以下两个字段中的一个或多个:供电模式使能字段和所有权字段;
所述供电模式使能字段用于表征所述PSE是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率;
所述所有权字段用于表征所述PSE是否要求利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率的所有权。
第三方面提供一种供电设备PSE,包括:
芯片组,以太网端口,变压器和物理层PHY芯片,所述芯片组包括处理器和PSE芯片,所述处理器连接到所述PSE芯片和所述PHY芯片,所述PSE芯片连接到所述变压器,所述以太网端口连接到所述变压器,所述变压器连接到所述PHY芯片;其中,
所述以太网端口,用于通过以太网网线连接受电设备PD;
所述变压器,用于耦合所述PSE向所述PD传输的电能、所述PSE和所述 PD间的数据码流;
所述PHY芯片存储所述PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式;
所述芯片组用于获取所述PHY芯片中的所述以太网端口的当前运行的物理层模式,并用于判断所述物理层模式是否属于预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式,在确定所述物理层模式属于所述预定模式集合时,根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的输出功率门限,其中,所述第二电阻值为所述PSE与受电设备PD之间的线路的最大电阻值,所述第二电阻值小于第一电阻值,所述第一电阻值为如果所述以太网端口运行的物理层模式不属于所述预定模式集合,所述线路的最大电阻值。
结合第三方面,在第三方面的第一种实现中,所述PSE芯片还用于:
确定所述PD未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
结合第三方面、或第三方面的第一种实现,在第三方面的第二种实现中,所述PSE芯片存储有第一输出功率门限表和第二输出功率门限表,所述第一输出功率门限表对应于所述第二电阻值,所述第二输出功率门限表对应于所述第一电阻值,
所述第一输出功率门限表中包括多个功率等级和多个输出功率门限,所述第一输出功率门限表中的所述多个功率等级到所述多个输出功率门限的映射为双射,
所述第二输出功率门限表中包括多个功率等级和多个输出功率门限,所述第二输出功率门限表中的所述多个功率等级到所述多个输出功率门限的映射为双射,
所述第一输出功率门限表中的所述多个功率等级和第二输出功率门限表中的所述多个功率等级分别相同,所述第一输出功率门限表中属于第一功率等级集合的功率等级对应的输出功率门限,小于所述第二输出功率门限表中相应功率等级对应的输出功率门限,
所述第一输出功率门限表中属于第二功率等级集合的功率等级对应的输出功率门限等于所述第二输出功率门限表中相应功率等级对应的输出功率门限,所述第二功率等级集合与所述第一功率等级集合的交集为空集,
所述处理器用于判断所述当前运行的物理层模式是否属于所述预定模式集合,还用于在确定所述当前运行的物理层模式属于所述预定模式集合时,向所述PSE芯片发送指令,所述指令用于指示所述PSE芯片根据所述第一输出功率门限表设置所述以太网端口的输出功率门限;
所述PSE芯片用于接收所述处理器发送的所述指令,并执行所述指令,根据所述所述以太网端口的以太网供电的功率等级和第一输出功率门限表,设置所述设置所述以太网端口的输出功率门限。
结合第三方面、或第三方面的第一种实现,在第三方面的第三种实现中,所述PSE还包括存储器,所述存储器与所述处理器连接,所述存储器中存储有第一输出功率门限表和第二输出功率门限表,所述第一输出功率门限表对应于所述第二电阻值,所述第二输出功率门限表对应于所述第一电阻值,
所述第一输出功率门限表中包括多个功率等级和多个输出功率门限,所述第一输出功率门限表中的所述多个功率等级到所述多个输出功率门限的映射为双射,
所述第二输出功率门限表中包括多个功率等级和多个输出功率门限,所述第二输出功率门限表中的所述多个功率等级到所述多个输出功率门限的映射为双射,
所述第一输出功率门限表中的所述多个功率等级和第二输出功率门限表中的所述多个功率等级分别相同,所述第一输出功率门限表中属于第一功率等级集合的功率等级对应的输出功率门限,小于所述第二输出功率门限表中相应功率等级对应的输出功率门限,
所述第一输出功率门限表中属于第二功率等级集合的功率等级对应的输出功率门限等于所述第二输出功率门限表中相应功率等级对应的输出功率门 限,所述第二功率等级集合与所述第一功率等级集合的交集为空集,
所述PSE芯片用于将所述以太网端口的以太网供电的功率等级发送至所述处理器;
所述处理器用于:判断所述当前运行的物理层模式是否属于所述预定模式集合,在确定所述以太网端口的当前运行的物理层模式属于所述预定模式集合之后,根据所述第一输出功率门限表确定所述功率等级对应的输出功率门限,将确定出的输出功率门限配置到所述PSE芯片中;
所述PSE芯片还用于根据所述输出功率门限控制所述以太网端口的供电功率。
结合第三方面、或第三方面的第一种实现、或第三方面的第二种实现、或第三方面的第三种实现,在第三方面的第四种实现中,所述处理器还用于:
生成向所述PD传输的扩展后的链路层发现协议LLDP帧,并接收所述PD传输的扩展后的LLDP帧,且向所述PD发送对所述PD传输的扩展后的LLDP帧的应答;
所述处理器还用于通过所述PD传输的扩展后的LLDP帧中的字段,确定所述PD设置所述PD的以太网端口的最大消耗功率时不利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,并通知所述PSE芯片;
所述PD传输的扩展后的LLDP帧中的字段包括以下两个字段中的一个或多个:供电模式使能字段和所有权字段;所述供电模式使能字段用于表征所述PD是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率;所述所有权字段用于表征所述PD是否要求利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率的所有权。
第四方面提供一种受电设备PD,包括:
芯片组,以太网端口,变压器和物理层PHY芯片,所述芯片组包括处理器和PD芯片,所述处理器连接到所述PD芯片和所述PHY芯片,所述PD芯片连接到所述变压器,所述网口连接器连接到所述变压器,所述变压器连接到 所述PHY芯片;其中,
所述网口连接器,用于通过以太网网线连接供电设备PSE;
所述变压器,用于耦合所述PSE向所述PD传输的电能、所述PSE和所述PD间的数据码流;
所述PHY芯片存储有所述PD的以太网端口的当前运行的物理层模式;
所述芯片组用于获取所述PHY芯片中的所述以太网端口的当前运行的物理层模式,并用于判断所述物理层模式是否属于预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式,在确定所述物理层模式属于所述预定模式集合时,根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的最大消耗功率,其中,所述第二电阻值为所述PD与供电设备PSE之间的线路的最大电阻值,所述第二电阻值小于第一电阻值,所述第一电阻值为如果所述以太网端口运行的物理层模式不属于所述预定模式集合,所述线路的最大电阻值。
结合第四方面,在第四方面的第一种实现中,所述PD芯片还用于:
确定所述PSE未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
结合第四方面、或第四方面的第一种实现,在第四方面的第二种实现中,所述PD芯片存储有第一最大消耗功率表和第二最大消耗功率表,所述第一最大消耗功率表对应于所述第二电阻值,所述第二最大消耗功率表对应于所述第一电阻值,
所述第一最大消耗功率表中包括多个功率等级和多个最大消耗功率,所述第一最大消耗功率表中的所述多个功率等级到所述多个最大消耗功率的映射为双射,
所述第二最大消耗功率表中包括多个功率等级和多个最大消耗功率,所述第二最大消耗功率表中的所述多个功率等级到所述多个最大消耗功率的映射为双射,
所述第一最大消耗功率表中的所述多个功率等级和第二最大消耗功率表 中的所述多个功率等级分别相同,所述第一最大消耗功率表中属于第二功率等级集合的功率等级对应的最大消耗功率,大于所述第二最大消耗功率表中相应功率等级对应的最大消耗功率,
所述第一最大消耗功率表中属于第一功率等级集合的功率等级对应的最大消耗功率等于所述第二输出功率门限表中相应功率等级对应的最大消耗功率,所述第二功率等级集合与所述第一功率等级集合的交集为空集,
所述处理器用于判断所述当前运行的物理层模式是否属于所述预定模式集合,还用于在确定所述当前运行的物理层模式属于所述预定模式集合时,向所述PD芯片发送指令,所述指令用于指示所述PD芯片根据所述第一最大消耗功率表设置所述以太网端口的最大消耗功率;
所述PD芯片用于接收所述处理器发送的所述指令,并执行所述指令,根据所述所述以太网端口的以太网供电的功率等级和第一最大消耗功率表,设置所述设置所述以太网端口的最大消耗功率。
结合第四方面、或第四方面的第一种实现,在第四方面的第三种实现中,所述PD还包括存储器,所述存储器与所述处理器连接,所述存储器中存储有第一最大消耗功率表和第二最大消耗功率表,所述第一最大消耗功率表对应于所述第二电阻值,所述第二最大消耗功率表对应于所述第一电阻值,
所述第一最大消耗功率表中包括多个功率等级和多个最大消耗功率,所述第一最大消耗功率表中的所述多个功率等级到所述多个最大消耗功率的映射为双射,
所述第二最大消耗功率表中包括多个功率等级和多个最大消耗功率,所述第二最大消耗功率表中的所述多个功率等级到所述多个最大消耗功率的映射为双射,
所述第一最大消耗功率表中的所述多个功率等级和第二最大消耗功率表中的所述多个功率等级分别相同,所述第一最大消耗功率表中属于第二功率等级集合的功率等级对应的最大消耗功率,大于所述第二最大消耗功率表中相应 功率等级对应的最大消耗功率,
所述第一最大消耗功率表中属于第一功率等级集合的功率等级对应的最大消耗功率等于所述第二输出功率门限表中相应功率等级对应的最大消耗功率,所述第二功率等级集合与所述第一功率等级集合的交集为空集,
所述PD芯片用于将所述以太网端口的以太网供电的功率等级发送至所述处理器;
所述处理器用于:判断所述当前运行的物理层模式是否属于所述预定模式集合,在确定所述以太网端口的当前运行的物理层模式属于所述预定模式集合之后,根据所述第一最大消耗功率表确定所述功率等级对应的最大消耗功率,将确定出的最大消耗功率配置到所述PD芯片中;
所述PD芯片还用于根据所述最大消耗功率控制所述以太网端口的消耗功率。
结合第四方面、或第四方面的第一种实现、或第四方面的第二种实现、或第四方面的第三种实现,在第四方面的第四种实现中,所述处理器还用于:
生成向所述PSE传输的扩展后的链路层发现协议LLDP帧,并接收所述PSE传输的扩展后的LLDP帧,且向所述PSE发送对所述PSE传输的扩展后的LLDP帧的应答;
所述处理器还用于通过所述PSE传输的扩展后的LLDP帧中的字段,确定所述PSE设置所述PSE的以太网端口的输出功率门限时不利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,并通知所述PD芯片;
所述PSE传输的扩展后的LLDP帧中的字段包括以下两个字段中的一个或多个:供电模式使能字段和所有权字段;所述供电模式使能字段用于表征所述PSE是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率;所述所有权字段用于表征所述PSE是否要求利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率的所有权。
第五方面提供一种受电设备PD,包括:
PD芯片,以太网端口,变压器和物理层PHY芯片,所述PD芯片连接到所述变压器和所述PHY芯片,所述以太网端口连接到所述变压器,所述变压器连接到所述PHY芯片;其中,
所述以太网端口,用于通过以太网网线连接供电设备PSE;
所述变压器,用于耦合所述PSE向所述PD传输的电能、所述PSE和所述PD间的数据码流;
所述PHY芯片存储有预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式,所述PHY芯片用于判断所述以太网端口的当前运行的物理层模式是否属于所述预定模式集合,还用于向所述PD芯片发送所述当前运行的物理层模式属于所述预定模式集合的通知;
所述PD芯片用于在接收到所述PHY芯片发送的所述通知时,根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的最大消耗功率,其中,所述第二电阻值为所述PD与供电设备PSE之间的线路的最大电阻值,所述第二电阻值小于第一电阻值,所述第一电阻值为如果所述以太网端口运行的物理层模式不属于所述预定模式集合,所述线路的最大电阻值。
结合第五方面,在第五方面的第一种实现中,所述PD芯片还用于:
确定所述PSE未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
结合第五方面、或第五方面的第一种实现,在第五方面的第二种实现中,所述PD芯片存储有第一最大消耗功率表和第二最大消耗功率表,所述第一最大消耗功率表对应于所述第二电阻值,所述第二最大消耗功率表对应于所述第一电阻值,
所述第一最大消耗功率表中包括多个功率等级和多个最大消耗功率,所述第一最大消耗功率表中的所述多个功率等级到所述多个最大消耗功率的映射为双射,
所述第二最大消耗功率表中包括多个功率等级和多个最大消耗功率,所述 第二最大消耗功率表中的所述多个功率等级到所述多个最大消耗功率的映射为双射,
所述第一最大消耗功率表中的所述多个功率等级和第二最大消耗功率表中的所述多个功率等级分别相同,所述第一最大消耗功率表中属于第二功率等级集合的功率等级对应的最大消耗功率,大于所述第二最大消耗功率表中相应功率等级对应的最大消耗功率,
所述第一最大消耗功率表中属于第一功率等级集合的功率等级对应的最大消耗功率等于所述第二输出功率门限表中相应功率等级对应的最大消耗功率,所述第二功率等级集合与所述第一功率等级集合的交集为空集,
所述PD芯片用于在接收到所述PHY芯片发送的所述通知时,根据所述所述以太网端口的以太网供电的功率等级和第一最大消耗功率表,设置所述以太网端口的最大消耗功率。
第六方面提供一种PSE,包括:
物理层模式确定单元,用于确定所述PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式;
设置单元,用于根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的输出功率门限,其中,所述第二电阻值为所述PSE与受电设备PD之间的线路的最大电阻值,所述第二电阻值小于第一电阻值,所述第一电阻值为如果所述以太网端口运行的物理层模式不属于所述预定模式集合,所述线路的最大电阻值。
结合第六方面,在第六方面的第一种实现中,所述PSE还包括:
使能确定单元,用于确定所述PD未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
结合第六方面,在第六方面的第二种实现中,所述设置单元用于:
当所述功率等级属于第一功率等级集合时,所述PSE考虑所述第二电阻值 对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的输出功率门限。
结合第六方面的第二种实现,在第六方面的第三种实现中,所述设置单元还用于:
当所述功率等级属于第二功率等级集合,并且所述PD未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率时,所述PSE考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的输出功率门限,其中,所述第二功率等级集合与所述第一功率等级集合的交集为空集。
结合第六方面、或第六方面的第一种实现、或第六方面的第二种实现、或第六方面的第三种实现,在第六方面的第四种实现中,所述PSE还包括:
协商单元,所述PSE通过所述PD传输的扩展后的链路层发现协议LLDP帧中的字段,确定所述PD设置所述PD的以太网端口的最大消耗功率时不利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,其中,所述扩展后的LLDP帧中的字段包括以下两个字段中的一个或多个:供电模式使能字段和所有权字段;
所述供电模式使能字段用于表征所述PD是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率;
所述所有权字段用于表征所述PD是否要求利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率的所有权。
第七方面提供一种PD,包括:
物理层模式确定单元,用于确定所述PD的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式;
设置单元,用于根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的最大消耗功率,其中,所述第二电阻值为所述PD与供电设备PSE之间的线路的最大电阻值,所述第二电阻值小于第一电阻值,所述第一电阻值为如果所述以太网端口运行的物理 层模式不属于所述预定模式集合,所述线路的最大电阻值。
结合第七方面,在第七方面的第一种实现中,所述PD还包括:
使能确定单元,用于确定所述PSE未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
结合第七方面,在第七方面的第一种实现中,所述设置单元用于:
当所述功率等级属于第二功率等级集合时,所述PD考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的最大消耗功率。
结合第七的第一种实现,在第七方面的第二种实现中,所述设置单元还用于:
当所述功率等级属于第一功率等级集合,并且所述PSE未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率时,所述PD考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的最大消耗功率,其中,所述第二功率等级集合与所述第一功率等级集合的交集为空集。
结合第七方面、或第七方面的第一种实现、或第一方面的第二种实现,在第七方面的第三种实现中,所述PD还包括:
协商单元,用于通过所述PSE传输的扩展后的链路层发现协议LLDP帧中的字段,确定所述PSE设置所述PSE的以太网端口的输出功率门限时不利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,其中,所述扩展后的LLDP帧中的字段包括以下两个字段中的一个或多个:供电模式使能字段和所有权字段;
所述供电模式使能字段用于表征所述PSE是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率;
所述所有权字段用于表征所述PSE是否要求利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率的所有权。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案,具有如下技术效果或优点:
本发明实施例提供一种以太网供电的功率管理方法,包括:PSE确定所述 PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式;所述PSE根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的输出功率门限,其中,所述第二电阻值为所述PSE与受电设备PD之间的线路的最大电阻值,所述第二电阻值小于第一电阻值,所述第一电阻值为如果所述以太网端口运行的物理层模式不属于所述预定模式集合,所述线路的最大电阻值。
在PSE确定PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合时,PSE根据以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的输出功率门限。由于第二电阻值与第一电阻值的差值所消耗的功率可以供PSE使用,提高了电源利用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,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,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为适用于本发明实施例提供的以太网供电的功率管理方法的PoE系统;
图2为本发明实施例中PSE的以太网供电的功率管理方法的流程图;
图3为本发明实施例中PD的以太网供电的功率管理方法的流程图;
图4为本发明实施例提供的PSE的一种可能的硬件结构图;
图5为本发明实施例提供的PD的一种可能的硬件结构图;
图6为本发明实施例提供的PD的另一种可能的硬件结构图;
图7为本发明实施例提供的PSE的功能框图;
图8为本发明实施例提供的PD的功能框图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种以太网供电的功率管理方法、供电设备及受电设备,用于提高电源利用效率。
本发明实施例中,PSE确定所述PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式;所述PSE根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的输出功率门限,其中,所述第二电阻值为所述PSE与受电设备PD之间的线路的最大电阻值,所述第二电阻值小于第一电阻值,所述第一电阻值为如果所述以太网端口运行的物理层模式不属于所述预定模式集合,所述线路的最大电阻值。
在PSE确定PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合时,PSE根据以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的输出功率门限。由于第二电阻值与第一电阻值的差值所消耗的功率可以供PSE使用,提高了电源利用效率。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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地描述。
本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。
请参考图1,图1为适用于本发明实施例提供的以太网供电的功率管理方法的PoE系统,PoE系统包括:PSE和PD。PSE有一个或多个以太网端口。PSE的以太网端口通过以太网网线与PD的以太网端口连接。PSE从电源获得的电能供给PSE自身以及PD使用,PSE可以经由以太网网线将以太网信号和电能(英文:electric energy)传输给PD。其中,以太网网线可以是双绞线。图1中以连接到PSE的PD有两个为例说明该系统,两个PD分别为PD1和 PD2。
以太网中某些物理层模式对以太网网线的类型有要求。例如:以太网端口为使用双绞线的10吉比特以太网(英文:10 Gigabit Ethernet)端口,该端口运行的物理层模式为10G Base-T普通模式,10G Base-T普通模式的以太网端口要求连接6类网线。5G Base-T模式的以太网端口要求的最低以太网网线类型尚在讨论当中,可能5G Base-T模式的以太网端口要求连接的以太网网线至少为6类网线;也有可能5G Base-T模式的以太网端口要求连接的以太网网线至少为超5类网线(英文:enhanced category 5 cable或者cat 5e cable);还有可能5G Base-T模式中的普通模式的以太网端口要求连接的以太网网线至少为超5类网线,而5G Base-T模式中的长距离(英文:long reached)模式的以太网端口要求连接的以太网网线至少为6类网线。
不同以太网网线可以支持以太网端口运行不同的物理层模式。例如,5类网线可以支持PSE或PD的以太网端口运行在2.5G Base-T模式或低于2.5G Base-T的模式,例如1G Base-T模式。6类网线(英文:category 6 cable)、或更高标准的网线可以支持PSE或PD的以太网端口运行在10G Base-T或低于10G Base-T的模式。
802.3af按照20欧姆(英文:ohm,符号:Ω),即一百米5类网线的电阻值设置预留线路损耗功率。802.3at中对Type 1设备,即802.3af设备,仍然按照20欧姆设置预留线路损耗功率,而对Type 2设备,即802.3at设备,按照将一百米5类网线的电阻,即12.5欧姆设置预留线路损耗功率。然而,PSE与PD之间的以太网网线并不一定是5类网线,也有可能是一百米电阻小于5类网线的一百米电阻的以太网网线,例如:6类网线(英文:category 6 cable)、增强6类网线(英文:augmented Category 6,或者category 6A cable)、7类网线或更高标准的网线。
本发明实施例中将一百米电阻小于5类网线的一百米电阻的以太网网线称为高标准以太网网线,例如:6类网线或更高标准的网线可以被称为高标准以 太网网线。又例如:增强6类网线、或更高标准的网线可以被称为高标准以太网网线。再例如:7类网线或更高标准的网线可以被称为高标准以太网网线。
由于高标准以太网网线的一百米电阻小于5类网线的一百米电阻,所以高标准以太网网线所消耗的功率远小于PoE标准中的预留线路损耗功率。如果能够区分连接到以太网端口的网线是高标准以太网网线,以高标准以太网网线中一百米电阻最高的以太网网线的一百米电阻估算以太网网线消耗的功率,并将估算结果作为预留线路损耗功率,那么相比于802.3at标准,对在PSE与PD之间的以太网网线是高标准以太网网线的应用场景下,可以减小预留线路损耗功率,从而让PSE或PD能够利用未被高标准以太网网线消耗的功率。
根据高标准以太网网线的定义不同,高标准以太网网线中电阻最高的以太网网线不同,上述估算用到的电阻值不同。例如:如果高标准以太网网线是6类网线或更高标准的网线,则高标准以太网网线中电阻最高的网线为6类网线,应当以6类网线的电阻(即6.7欧姆),估算以太网网线消耗的功率。如果高标准以太网网线是6A类网线或更高标准的网线,则高标准以太网网线中电阻最高的网线为6A类网线,应当以6A类网线的电阻,估算以太网网线消耗的功率。类似的,如果高标准以太网网线是7类网线或更高标准的网线,则高标准以太网网线中电阻最高的网线为7类网线,应当以7类网线的电阻,估算以太网网线消耗的功率。
下文将以高标准以太网网线是6类网线或更高标准的网线为例,对本发明实施例提供的以太网供电的功率管理方法进行说明。下面依次从PSE端和PD端介绍本发明实施例提供的以太网供电的功率管理方法。
请参考图2,图2为本发明实施例中PSE的以太网供电的功率管理方法的流程图。该方法包括:
步骤101:PSE确定所述PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式。
步骤102:所述根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的输出功率门限,其中,所述第二电阻值为所述PSE与PD之间的线路的最大电阻值,所述第二电阻值小于第一电阻值,所述第一电阻值为如果所述以太网端口运行的物理层模式不属于所述预定模式集合,所述线路的最大电阻值。
请参考图3,图3为本发明实施例中PD的以太网供电的功率管理方法的流程图。该方法包括:
步骤201:PD确定所述PD的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式。
步骤202:所述PD根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的最大消耗功率,其中,所述第二电阻值为所述PD与PSE之间的线路的最大电阻值,所述第二电阻值小于第一电阻值,所述第一电阻值为如果所述以太网端口运行的物理层模式不属于所述预定模式集合,所述线路的最大电阻值。
本发明实施例首先提出通过PSE或PD的以太网端口运行的物理层模式,确定PSE与PD之间的线路的最大电阻。
本发明实施例根据要求使用高标准以太网网线的物理层模式确定预定模式集合。预定模式集合中至少包括一个要求使用高标准以太网网线的物理层模式,也可以包括多于一个要求使用高标准以太网网线的物理层模式,例如包括所有要求使用高标准以太网网线的物理层模式。第一电阻值为802.3at中传统的以太网网线最大线路电阻值,即20欧姆(Type 1)或12.5欧姆(Type 2)。
第二电阻值为高标准以太网网线中一百米电阻最高的以太网网线的一百米电阻。例如,如果高标准以太网网线是6类网线或更高标准的网线为例,所以第二电阻值为6类网线的一百米电阻,即6.7欧姆。
功率等级是PoE系统的功率管理中对功率限制的等级划分,802.3at标准 提供0-4级功率等级,本发明实施例可以支持进一步扩展的功率等级,例如0-8级功率等级。每个功率等级确定各自的功率限制,即PSE的输出功率门限和PD的最大消耗功率。不同的功率等级对应的功率值一般不同。PSE根据和PD协商得到的功率等级设置连接PD的以太网端口的输出功率门限。PD根据和PSE协商得到的功率等级设置连接PSE的以太网端口的最大消耗功率。
预留线路损耗功率是PSE与PD之间的线路的最大电阻值所消耗的功率,由于不同的功率等级下,PSE与PD之间的线路上传输的电流大小不同,所以不同功率等级下,预留线路损耗功率不同。
第二电阻值对应的预留线路损耗功率是指:如果PSE与PD之间的线路的最大电阻值为第二电阻值,则可以利用第二电阻值和PSE与PD之间的线路上传输的电流,计算出第二电阻值对应的预留线路损耗功率。类似的,如果PSE与PD之间的线路的最大电阻值为第一电阻值,则可以利用第一电阻值和PSE与PD之间的线路上传输的电流,计算出第一电阻值对应的预留线路损耗功率。
未被高标准以太网网线所消耗的功率是指:第一电阻值对应的预留线路损耗功率与第二电阻值对应的预留线路损耗功率的差值。由于不同的功率等级下,PSE与PD之间的线路上传输的电流不同,所以,不同的功率等级下,未被高标准以太网网线所消耗的功率不同。
PSE的以太网端口的输出功率门限是指:PSE的以太网端口的最大能够为其相连的PD提供的功率,如果该以太网端口输出的功率高于输出功率门限,PSE可以停止向该以太网端口供电。由于PSE能够从其电源获得的总功率有限,一般的,PSE会为其连接PD的多个以太网端口分别预留功率,如果预留的总功率达到其能够通过PoE供电的上限,就不再为新的PD供电,或按照PD优先级停止对低优先级的PD供电。因此输出功率门限在PSE的功率管理中也起作用。不同的功率等级下,PSE的以太网端口的输出功率门限不同。
PD的以太网端口的最大消耗功率是指:PD能够从该以太网端口获取的最大的功率。如果PD从该以太网端口取电的功率超过该最大消耗功率,则PD 消耗的功率与以太网网线消耗的功率之和可能大于PSE的以太网端口的输出功率门限,造成PSE停止向该以太网端口供电P PD消耗的功率与以太网网线消耗的功率之和等于PSE的以太网端口提供的功率。如果PSE和PD间连接的以太网网线的电阻达到了最大电阻值,在PD从该以太网端口获取的功率达到最大消耗功率时,以太网网线消耗的功率也达到了预留线路功率损耗的功率,则PD消耗的功率与以太网网线消耗的功率之和达到PSE的以太网端口的输出功率门限。不同的功率等级下,PD的以太网端口的最大消耗功率不同。
PSE考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置以太网端口的输出功率门限是指:PSE利用未被高标准以太网网线所消耗的功率设置输出功率门限,即该输出功率门限等于第一电阻值对应的PSE的输出功率门限(例如传统的802.3at的PSE设置的输出功率门限)减去一个差值,该差值为第一电阻值对应的该功率等级的预留线路损耗功率减去第二电阻值对应的该功率等级的预留线路损耗功率所得的值。
PD考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置以太网端口的最大消耗功率是指:PD利用未被高标准以太网网线所消耗的功率设置最大消耗功率,即该最大消耗功率等于传统的802.3at的PD设置的最大消耗功率加上一个差值,该差值为第一电阻值对应的该功率等级的预留线路损耗功率减去第二电阻值对应的该功率等级的预留线路损耗功率所得的值。
PSE与PD之间的线路的电阻是线路本身具有的物理参数。本发明实施例通过PSE或PD的以太网端口运行的物理层模式来确定以太网网线可能的最大电阻,不实际检测以太网网线的电阻,没有额外的开销。
具体来讲,PSE的以太网端口和PD的以太网端口以双绞线相连。PSE和PD进行物理层模式协商。物理层模式协商成功后,PSE和PD各自能够确定与对方相连的各自的以太网端口当前运行的物理层模式。
PSE和PD各自根据与对方相连的各自的以太网端口当前运行的物理层模式,确定当前运行的物理层模式要求使用的以太网网线是否是高标准以太网网 线,进而确定当前运行的物理层模式是否属于预定模式集合。
如果属于预定模式集合,PSE与PD各自确定与对方相连的以太网端口所连接的线路的最大电阻值为第二电阻值,如果不属于预定集合,为了防止PSE的以太网端口所连接的PD掉电,PSE与PD各自确定与对方相连的以太网端口所连接的线路的最大电阻值为第一电阻值。
例如:PSE的以太网端口和PD的以太网端口都支持10吉比特以太网,并且以双绞线相连。物理层模式协商成功后,PSE和PD相连的各自的以太网端口均工作在10G Base-T模式。10G Base-T模式要求至少使用6类网线,则PSE和PD相连的各自的以太网端口的当前运行的物理层模式均属于预定模式集合。此时,PSE与PD各自确定其相连的以太网端口所连接的线路的最大电阻值为6.7ohm。
又例如:如果PSE的以太网端口支持10吉比特以太网,但PD的以太网端口仅支持吉比特以太网(英文:Gigabit Ethernet),并且以双绞线相连。物理层模式协商成功后,PSE和PD相连的各自的以太网端口均工作在1G Base-T模式或1G Base-TX模式。1G Base-T模式要求至少使用5类网线,而1G Base-TX模式要求至少使用6类网线。
如果PSE和PD相连的各自的以太网端口均工作在1G Base-TX模式,PSE和PD相连的各自的以太网端口的当前运行的物理层模式均属于预定模式集合。此时,PSE与PD各自确定其相连的以太网端口所连接的线路的最大电阻值为6.7ohm。
如果PSE和PD相连的各自的以太网端口均工作在1G Base-T模式,PSE和PD相连的各自的以太网端口的当前运行的物理层模式不属于预定模式集合。此时,PSE与PD各自确定其相连的以太网端口所连接的线路的最大电阻值为20ohm(Type 1)或12.5ohm(Type 2)。
本发明实施例接着提出在PSE与PD之间的线路的最大电阻为小于第一电阻值的第二电阻值的情况下,让PSE或PD利用未被高标准以太网网线消耗的 功率。
具体来讲,在PSE的以太网端口或PD的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合时,PSE与PD之间的线路的最大电阻值为第二电阻值,可以将第二电阻值所消耗的功率作为预留线路损耗功率。因为第二电阻值小于第一电阻值,所以在PSE的以太网端口或PD的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合时的预留线路损耗功率相比于PoE标准规定的预留线路损耗功率有所减小,减小的预留线路损耗功率即为未被高标准以太网网线消耗的功率,未被高标准以太网网线消耗的功率可以给PSE使用也可以给PD使用。
如果未被高标准以太网网线消耗的功率给PSE使用,则PSE可以减小PSE的以太网端口的输出功率门限。例如:将PSE的以太网端口的输出功率门限从第一输出功率门限改变为第二输出功率门限,第一输出功率门限为如果PSE的以太网端口运行的物理层模式不属于预定模式集合,PSE的以太网端口的输出功率门限,第二输出功率门限为如果PSE的以太网端口运行的物理层模式属于预定模式集合,PSE的以太网端口的输出功率门限。第二输出功率门限小于第一输出功率门限。
第二输出功率门限等于第一输出功率门限减去未被高标准以太网消耗的功率,在前文已经说明,不同的功率等级下,未被高标准以太网网线消耗的功率不同,且不同的功率等级下,第一输出功率门限不同。所以,不同的功率等级下,第二输出功率门限不同。
如果未被高标准以太网网线消耗的功率给PD使用,则PD可以增大PD的以太网端口的最大消耗功率,例如:将PD的以太网端口的最大消耗功率从第一消耗功率改变为第二消耗功率,第一消耗功率为如果PD的以太网端口运行的物理层模式不属于预定模式集合,PD的以太网端口的最大消耗功率,第二消耗功率为如果PD的以太网端口运行的物理层模式属于预定模式集合,PD的以太网端口的最大消耗功率。第二消耗功率大于第一消耗功率。
第二消耗功率等于第一消耗功率与未被高标准以太网消耗的功率的和,在前文已经说明,不同的功率等级下,未被高标准以太网网线消耗的功率不同,且不同的功率等级下,第一消耗功率不同。所以,不同的功率等级下,第二消耗功率门限不同。
第一种实现中,可以规定未被高标准以太网网线消耗的功率默认给PSE利用。如果PSE确定PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合,PSE无需进一步判断,直接利用未被高标准以太网网线消耗的功率。PSE将未被高标准以太网网线消耗的功率分配给PSE的其他以太网端口,这样PSE能够为更多的PD提供电能。
上述情况下,PD默认不利用未被高标准以太网网线消耗的功率。也就是说,即使PD确定PD的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合,PD也不利用未被高标准以太网网线消耗的功率,即按照802.3at标准设置最大消耗功率。
然而,在未被高标准以太网网线消耗的功率默认给PSE利用的情况下,存在PSE的以太网端口未使能利用未被高标准以太网网线消耗的功率的场景。具体未使能的原因可能是:PSE本身缺乏对利用未被高标准以太网网线消耗的功率的支持。未使能的原因还有可能是:虽然PSE本身支持利用未被高标准以太网网线消耗的功率,但是PSE未使能利用未被高标准以太网网线消耗的功率或PSE对该以太网端口未使能利用未被高标准以太网网线消耗的功率。
在这样的场景下,PSE的以太网端口未利用未被高标准以太网网线消耗的功率,造成功率浪费。可选地,为了避免功率浪费,未被高标准以太网网线消耗的功率由PD使用。因此,PD在执行步骤201之后,还可以执行以下步骤:
所述PD确定所述PSE未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。在未被高标准以太网网线消耗的功率默认给PSE利用的情况下,只有当该确定成立时,PD才执行步骤202。
具体来讲,在未被高标准以太网网线消耗的功率默认给PSE利用的情况 下,PD可以判断PSE是否使能利用未被高标准以太网网线消耗的功率,如果PSE未使能,则由PD利用未被高标准以太网网线消耗的功率,如果PSE使能,则由PSE利用未被高标准以太网网线消耗的功率。第二种实现中,可以规定未被高标准以太网网线消耗的功率默认给PD利用。如果PD确定PD的以太网端口当前运行的物理层模式属于预定模式集合,PD无需进一步判断,直接利用未被高标准以太网网线消耗的功率。PD的以太网端口消耗未被高标准以太网网线消耗的功率,这样PD的以太网端口能够消耗更大的功率,提高电源利用率。
上述情况下,PSE默认不利用未被高标准以太网网线消耗的功率。也就是说,即使PSE确定PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合,PSE也不利用未被高标准以太网网线消耗的功率,即按照802.3at标准设置输出功率门限。
同理,在未被高标准以太网网线消耗的功率默认给PD利用的情况下,存在PD的以太网端口未使能利用未被高标准以太网网线消耗的功率的场景,具体未使能的原因可能是:PD本身缺乏对利用未被高标准以太网网线消耗的功率的支持。例如PD是Type 1 PD或者Type 2 PD,则PSE可以确定PD本身缺乏对利用未被高标准以太网网线消耗的功率的支持。未使能的原因还有可能是:虽然PD本身支持利用未被高标准以太网网线消耗的功率,但是PD未使能利用未被高标准以太网网线消耗的功率或PD对该以太网端口未使能利用未被高标准以太网网线消耗的功率。在这样的场景下,PD的以太网端口未利用未被高标准以太网网线消耗的功率,造成功率浪费。可选的,为了避免功率浪费,未被高标准以太网网线消耗的功率可以由PSE使用。因此,PSE在执行步骤101之后,还可以执行以下步骤:
所述PSE确定所述PD未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。在未被高标准以太网网线消耗的功率默认给PD利用的情况下,只有当该确定成立时,PSE才执行步骤102。
具体来讲,在未被高标准以太网网线消耗的功率默认给PD利用的情况下,PSE可以判断PD是否使能利用未被高标准以太网网线消耗的功率,如果PD未使能,则由PSE利用未被高标准以太网网线消耗的功率,如果PD使能,则由PD利用未被高标准以太网网线消耗的功率。
第三种实现中,可以结合以太网供电的功率等级确定默认利用未被高标准以太网网线消耗的功率的设备。例如,当功率等级属于第一功率等级集合时,默认让PSE利用未被高标准以太网网线消耗的功率,当功率等级属于第二功率等级集合时,默认让PD利用未被高标准以太网网线消耗的功率,第二功率等级集合与第一功率等级集合的交集为空集。第一功率等级集合和第二功率等级集合的并集可以包括所有可能的以太网供电的功率等级,也可以不包括所有可能的以太网供电的功率等级。
因此,当所述功率等级属于第一功率等级集合时,PSE执行步骤102,具体包括:所述PSE考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的输出功率门限。
当所述功率等级属于第二功率等级集合时,PSE不执行步骤102,而执行以下步骤:所述PSE考虑所述第一电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的输出功率门限。
同理,在当功率等级属于第二功率等级集合时,默认让PD利用未被高标准以太网网线消耗的功率的情况下,存在PD的以太网端口未使能利用未被高标准以太网网线消耗的功率的场景。在这样的场景下,PD的以太网端口未利用未被高标准以太网网线消耗的功率,造成功率浪费。可选的,为了避免功率浪费,未被高标准以太网网线消耗的功率可以由PSE使用。
因此,当所述功率等级属于第二功率等级集合,并且所述PD未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率时,PSE执行步骤102,具体包括:所述PSE考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的输出功率门限。
当所述功率等级属于第二功率等级集合,并且所述PD使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率时,PSE不执行步骤102,而执行以下步骤:所述PSE考虑所述第一电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的输出功率门限。同理,当所述功率等级属于第二功率等级集合时,PD执行步骤202,具体包括:所述PD考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的最大消耗功率。
当所述功率等级属于第一功率等级集合,PD不执行步骤202,而执行以下步骤:所述PD考虑所述第一电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的最大消耗功率。
同理,在当功率等级属于第一功率等级集合时,默认让PSE利用未被高标准以太网网线消耗的功率的情况下,存在PSE的以太网端口未使能利用未被高标准以太网网线消耗的功率的场景。在这样的场景下,PSE的以太网端口未利用未被高标准以太网网线消耗的功率,造成功率浪费。可选的,为了避免功率浪费,未被高标准以太网网线消耗的功率可以由PD使用。
因此,当所述功率等级属于第一功率等级集合,并且所述PSE未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率时,PD执行步骤202,具体包括:所述PD考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的最大消耗功率。
当所述功率等级属于第一功率等级集合,并且所述PSE使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率时,PD不执行步骤202,而执行以下步骤:所述PD考虑所述第一电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的最大消耗功率。
第四种实现中,可以不设置默认规则,而由PSE与PD通过传输扩展后的LLDP帧中的字段协商确定由哪方利用未被高标准以太网网线消耗的功率。本发明实施例中扩展后的LLDP帧中的字段包括以下两个字段中的一个或多个: 供电模式使能字段和所有权字段。
所述供电模式使能字段用于表征所述PD或所述PSE是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
所述所有权字段用于表征所述PD或所述PSE是否要求利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率的所有权。
供电模式使能字段由至少1个比特组成,可能由1个比特组成、2个比特组成,或者多个比特组成。供电模式使能字段可以是增加一个TLV,或者供电模式使能字段可以嵌入在其他TLV中。
如果供电模式使能字段由1个比特组成,则该比特表示PD或PSE是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,如果使能,则该比特的值为1,如果不使能,则该比特的值为0。
如果供电模式使能字段由2个比特组成,则其中一个比特表示PD是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,如果使能,则该比特的值为1,如果不使能,则该比特的值为0。另一个比特表示PSE是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,如果使能,则该比特的值为1,如果不使能,则该比特的值为0。
请参考表1,表1为本发明实施例中的供电模式使能字段的一种可能的结构。供电模式使能字段由8比特组成,最低有效位(英文:least significant bit,缩写:LSB),即第0比特表示PD或PSE是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,如果使能,则第0比特的值为1,如果不使能,则第0比特的值为0。8比特中的剩余7个比特预留,且值为0。
如果PD使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,则PD将向PSE传输的扩展后的LLDP帧中的供电使能字段的第0比特的值设置为1。如果PD不使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,则PD将向PSE传输的扩展后的LLDP帧中的供电使能字段的第0比特的值设置为0。
同理,如果PSE使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,则PSE 将向PD传输的扩展后的LLDP帧中的供电使能字段的第0比特的值设置为1。如果PSE不使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,则PSE将向PD传输的扩展后的LLDP帧中的供电使能字段的第0比特的值设置为0。
表1供供电模式使能字段的一种可能的结构
以表1供电使能字段包括1个比特为例,假设PD接收到PSE发送的扩展的LLDP帧,扩展后的LLDP帧中的供电模式使能设置为使能,表示PSE使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率;相反地,若设置为不使能,则表示PSE未使能利用利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
同样地,假设PSE接收到PD发送的扩展LLDP帧,扩展后的LLDP帧中的供电模式使能设置为使能,表示该PD使能利用利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率;相反地,若设置为不使能,则表示该PD未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
请参考表2,表2为本发明实施例中的供电模式使能字段的另一种可能的结构。供电模式使能字段由8比特组成,最低位的第0比特表示PD是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,如果使能,则第0比特的值为1,如果不使能,则第0比特的值为0。次低位的第1比特表示PSE是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,如果使能,则第1比特的值为1,如果不使能,则第1比特的值为0。8比特中的剩余6个比特预留,且值为0。
表2供电模式使能字段的一种可能的结构
请参考表3,表3为本发明实施例中的所有权字段的一种可能的结构。所有权字段由8比特组成,最低位的第0比特表示PD是否要求利用未被高标准以太网网线消耗的功率的所有权,如果要求,则第0比特的值为1,如果不要求,则第0比特的值为0。次低位的第1比特表示PSE是否要求利用未被高标准以太网网线消耗的功率的所有权,如果要求,则第1比特的值为1,如果不要求,则第1比特的值为0。8比特中的剩余6个比特预留,且值为0。
如果PD要求利用未被高标准以太网网线消耗的功率的所有权,则PD将向PSE传输的扩展后的LLDP帧中的所有权字段的第0比特的值设置为1,如果PD不要求利用未被高标准以太网网线消耗的功率的所有权,则PD将向PSE传输的扩展后的LLDP帧中的所有权字段的第0比特的值设置为0。其中,PD要求利用未被高标准以太网网线消耗的功率的所有权,默认表示PD使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
同理,如果PSE要求利用未被高标准以太网网线消耗的功率的所有权,则PSE将向PD传输的扩展后的LLDP帧中的所有权字段的第1比特的值设置为 1,如果PSE不要求利用未被高标准以太网网线消耗的功率的所有权,则PSE将向PD传输的扩展后的LLDP帧中的所有权字段的第1比特的值设置为0。其中,PSE要求利用未被高标准以太网网线消耗的功率的所有权,默认表示PSE使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
表3所有权字段的一种可能的结构
由于扩展后的LLDP帧中的字段包括以下两个字段中的一个或多个:供电模式使能字段和所有权字段,所以下面根据扩展后的LLDP帧包括的字段的不同,对第三种实现分别进行说明。
对于扩展后的LLDP帧中仅包含所有权字段的情况,如果PSE和PD中仅有一方要求利用未被高标准以太网网线消耗的功率的所有权(下文中将“要求利用未被高标准以太网网线消耗的功率的所有权”简称为“要求所有权”),则协商结果为:未被高标准以太网网线消耗的功率归要求所有权的那一方利用。例如:PSE要求所有权,且PD不要求所有权,则协商结果为:未被高标 准以太网网线消耗的功率归PSE利用。
如果PSE和PD均要求所有权,则协商结果按照预定规则确定,预定规则可以是:未被高标准以太网网线消耗的功率归PSE利用,或者预定规则可以是:未被高标准以太网网线消耗的功率归PD利用,或者预定规则可以是:可以结合以太网供电的功率等级确定未被高标准以太网网线消耗的功率归哪一方利用。例如,当功率等级属于第一功率等级集合时,未被高标准以太网网线消耗的功率归PSE利用,当功率等级属于第二功率等级集合时,未被高标准以太网网线消耗的功率归PD利用,第二功率等级集合与第一功率等级集合的交集为空集。第一功率等级集合和第二功率等级集合的并集可以包括所有可能的以太网供电的功率等级,也可以不包括所有可能的以太网供电的功率等级。
对于扩展后的LLDP帧中仅包括供电模式使能字段的情况,如果PSE和PD中任一方使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率(下文中将“使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率”简称为“使能”),或者如果PSE和PD均使能,则协商结果为:按照前述第一种实现至第三种实现确定未被高标准以太网网线消耗的功率归哪一方利用。
对于扩展后的LLDP帧中包括供电模式使能字段和所有权字段的情况,利用所有权字段确定协商结果。
在上述第一种至第三种实现中的任意一个里,都可以进一步增加通过传输扩展后的LLDP帧中的字段协商确定由哪方利用未被高标准以太网网线消耗的功率的步骤。即,虽然PoE系统默认由某一个设备利用未被高标准以太网网线消耗的功率,但期望改变上述默认规则的结果的设备可以通过传输扩展后的LLDP帧尝试获取利用未被高标准以太网网线消耗的功率的所有权。具体的方法和第四种实现中的相同。
举例来讲,在PoE系统默认由PD利用未被高标准以太网网线消耗的功率的情况下,即:在默认所有权归PD的情况下,PSE可以向PD发送扩展后的LLDP帧,将扩展后的LLDP帧中的所有权字段设置为PSE要求所有权。PD 收到PSE发送的扩展后的LLDP帧后,发现PSE要求所有权,此时,分以下两种情况:
若PD也要求所有权,则向PSE发送扩展后的LLDP帧,将扩展后的LLDP帧中的所有权字段设置为PD要求所有权,PSE收到PD发送的扩展后的LLDP帧之后,发现PD要求所有权,且当前是默认所有权归PD,因此所有权仍归PD。PSE可以向PD发送对收到的扩展后的LLDP帧的应答,在应答中将所有权字段设置为PSE不要求所有权,或者PSE也可以不向PD发送对收到的扩展后的LLDP帧的应答。
若PD不要求所有权,则向PSE发送扩展后的LLDP帧,将扩展后的LLDP帧中的所有权字段设置为PD不要求所有权,PSE收到PD发送的扩展后的LLDP帧之后,发现PD不要求所有权,就认为PD放弃所有权,因此所有权归PSE。
上述例子中,如果利用扩展后的LLDP帧发现PSE和PD都要求所有权,默认的所有权归属可以和不发送扩展后的LLDP帧的情况不同。例如,在第一种实现(未被高标准以太网网线消耗的功率默认给PSE利用)中,如果PD用利用扩展后的LLDP帧要求所有权,如果PSE也要求所有权,此时的默认规则可以是都通过扩展后的LLDP帧要求所有权时,默认给PD利用。
在前述第一种实现至第四种实现中,提到了“所述PD确定所述PSE未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率”,下面对PD如何确定PSE未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率的方法进行详细说明。
第一种方法:利用扩展后的LLDP帧确定。
具体来讲,如果PD接收到PSE发送的扩展后的LLDP帧,扩展后的LLDP帧中的供电模式使能字段为PSE不使能(例如:供电模式使能字段由2个字段组成时)或不使能,则PD确定PSE未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
类似的,如果PD接收到PSE发送的扩展后的LLDP帧,扩展后的LLDP 帧中的供电模式使能字段为PSE不要求所有权,则PD需要进一步根据供电模式使能字段确定PSE是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
PSE利用扩展后的LLDP帧确定PD未使能的实现方法与上述方法类似。
第二种方法:如果PSE在分级阶段确定PD是Type 1 PD或Type 2 PD,则确定PD不支持利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,即PD未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。同样,如果PD在分级阶段确定PSE是Type 1 PD或Type 2 PSE,则确定PSE不支持利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,即PSE未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
基于相同的技术构思,本发明实施例还提供了一种PSE,请参考图4,图4为本发明实施例提供的PSE的一种可能的硬件结构图。PSE包括:芯片组,以太网端口,变压器和PHY芯片,其中,芯片组包括处理器和PSE芯片。如图4所示,处理器连接到PSE芯片和PHY芯片,PSE芯片连接到变压器,以太网端口连接到变压器,变压器连接到PHY芯片。
首先对PSE的各个部件做简要说明。
以太网端口,用于通过以太网网线连接PD。
变压器,用于耦合PSE向PD传输的电能、PSE和PD间的数据码流。例如可以采用中心抽头变压器(英文:center-tapped transformer)。
PHY芯片,用于数据信号的编码和解码、端口协商、数据的串并转换等。
PSE芯片,是被设计用于满足PoE协议要求中的PSE功能的芯片,通常能提供检测(英文:detection)功能。有的PSE芯片还可以提供分级(英文:classification)功能。常见的PSE芯片有美信集成产品(英文:Maxim Integrated)的MAX5952和MAX5971B,德州仪器(英文:Texas Instruments)的TPS23841和TPS23851,以及凌力尔特(英文:Linear Technology)的LTC4266,LTC4270,LTC4274和LTC4290等。
处理器可以是中央处理器(英文:central processing unit,缩写:CPU), 网络处理器(英文:network processor,缩写:NP),微控制器(英文:microcontroller unit,缩写:MCU),硬件芯片及其任意组合。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文:application-specific integrated circuit,缩写:ASIC),可编程逻辑器件(英文:programmable logic device,缩写:PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文:complex programmable logic device,缩写:CPLD),现场可编程逻辑门阵列(英文:field-programmable gate array,缩写:FPGA),通用阵列逻辑(英文:generic array logic,缩写:GAL)或其任意组合。
处理器可以用内部整合电路(英文:Inter-Integrated Circuit,缩写:IIC)总线连接到PSE芯片。
本发明实施例中,PHY芯片在端口协商后存储所述PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式。处理器的存储器或者单独的存储器存储有预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式。处理器可以从其自身的存储器或者单独的存储器获取预定模式集合。单独的存储器可以包括易失性存储器(英文:volatile memory),例如随机存取存储器(英文:random-access memory,缩写:RAM);存储器也可以包括非易失性存储器(英文:non-volatile memory),例如只读存储器(英文:read-only memory,缩写:ROM),快闪存储器(英文:flash memory),硬盘(英文:hard disk drive,缩写:HDD)或固态硬盘(英文:solid-state drive,缩写:SSD);存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。
处理器判断当前运行的物理层模式是否属于预定模式集合。如果当前运行的物理层模式属于预定模式集合,则芯片组根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级和第一输出功率门限表,设置以太网端口的输出功率门限,如果当前运行的物理层模式不属于预定模式集合,则芯片组根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级和第二输出功率门限表,设置以太网端口的输出功率门限。
其中,第一输出功率门限表中包括多个功率等级和多个输出功率门限,且多个功率等级到所述多个输出功率门限的映射为双射。同样的,第二输出功率门限表中包括多个功率等级和多个输出功率门限,且多个功率等级到所述多个输出功率门限的映射为双射。第一输出功率门限表中的多个功率等级和第二输出功率门限表中的多个功率等级分别相同。
第一输出功率门限表对应于第二电阻值,也就是说,第一输出功率门限表中的输出功率门限等于第一电阻值对应的PSE的输出功率门限(例如传统的802.3at的PSE设置的输出功率门限)减去一个差值,该差值为第一电阻值对应的该功率等级的预留线路损耗功率减去第二电阻值对应的该功率等级的预留线路损耗功率所得的值。
第二输出功率门限表对应于第一电阻值,也就是说,第一输出功率门限表中的输出功率门限是利用第一电阻值计算得到的(其中功率等级为0-4级的部分等于传统的802.3at的PSE设置的输出功率门限)。
第一输出功率门限表中属于第一功率等级集合的功率等级对应的输出功率门限,小于所述第二输出功率门限表中相应功率等级对应的输出功率门限。也就是说,对于属于第一功率等级集合的同一个功率等级,该功率等级在第一输出功率门限表中对应的输出功率门限,小于该功率等级在第二输出功率门限表中对应的输出功率门限。
第一输出功率门限表中属于第二功率等级集合的功率等级对应的输出功率门限等于所述第二输出功率门限表中相应功率等级对应的输出功率门限。也就是说,对于属于第二功率等级集合同一个功率等级,该功率等级在第一输出功率门限表中对应的输出功率门限与该功率等级在第二输出功率门限表中对应的输出功率门限相等。
其中,第二功率等级集合与第一功率等级集合的交集为空集,第一功率等级集合和第二功率等级集合的并集可以包括所有可能的以太网供电的功率等级,也可以不包括所有可能的以太网供电的功率等级。作为一个特例,如果规 定未被高标准以太网网线消耗的功率默认给PSE利用,则第一功率等级集合包括所有可能的以太网供电的功率等级,而第二功率等级集合为空集。也就是说,第一输出功率门限表包括的每一个的功率等级的输出功率门限都小于该功率等级在第二输出功率门限表中对应的输出功率门限。
根据存储第一输出功率门限表和第二输出功率门限表的部件不同,PSE执行本发明实施例提出的功率管理方法的过程不同。
第一种情况:第一输出功率门限表和第二输出功率门限表存储在PSE芯片中。
在处理器确定当前运行的物理层模式属于预定模式集合时,处理器会向PSE芯片发送指令,指令用于指示PSE芯片根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的输出功率门限。PSE芯片接收处理器发送的指令,然后执行指令,根据以太网端口的以太网供电的功率等级和第一输出功率门限表,设置以太网端口的输出功率门限。
在处理器确定当前运行的物理层模式不属于预定模式集合时,处理器会向PSE芯片发送指令,指令用于指示PSE芯片根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第一电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的输出功率门限。PSE芯片接收处理器发送的指令,然后执行指令,根据以太网端口的以太网供电的功率等级和第二输出功率门限表,设置以太网端口的输出功率门限。
其中,处理器可以用IIC指令指示PSE芯片使用第一输出功率门限表设置以太网端口的输出功率门限。
第二种情况:第一输出功率门限表和第二输出功率门限表存储在存储器中。存储器可以集成在处理器中也可以独立存在。
处理器从PSE芯片中获取以太网端口的功率等级。处理器可以用IIC指令读取PSE芯片的存储以太网端口的功率等级的寄存器(例如寄存器0Ch,其中 的h是英文hexadecimal的缩写)中的以太网端口的功率等级。
在处理器确定当前运行的物理层模式属于预定模式集合之后,处理器利用第一输出功率门限表确定功率等级对应的输出功率门限。处理器可以用IIC指令将确定出的输出功率门限配置到PSE芯片中。处理器也可以用IIC指令实时读取PSE芯片中的以太网端口的电压和电流(例如寄存器30h到3Fh,其中的h是英文hexadecimal的缩写)以得到以太网端口的实时功率,并根据以太网端口的输出功率门限管理以太网端口的实时功率。
在处理器确定当前运行的物理层模式不属于预定模式集合之后,处理器利用第二输出功率门限表确定功率等级对应的输出功率门限。
在上述第一种情况和第二种情况中任一种里,如果由PSE与PD通过传输扩展后的LLDP帧中的字段协商确定由哪方利用未被高标准以太网网线消耗的功率,则处理器或者PSE芯片根据协商结果设置以太网端口的相应功率等级对应的输出功率门限。协商结果为由PSE利用未被高标准以太网网线消耗的功率,则利用第一输出功率表设置以太网端口的相应功率等级对应的输出功率门限,协商结果为由PD利用未被高标准以太网网线消耗的功率,则利用第二输出功率表设置以太网端口的相应功率等级对应的输出功率门限。
因此,处理器用于生成向所述PD传输的扩展后的链路层发现协议LLDP帧,并接收所述PD传输的扩展后的LLDP帧,且向所述PD发送对所述PD传输的扩展后的LLDP帧的应答;所述PD传输的扩展后的LLDP帧中的字段包括以下两个字段中的一个或多个:供电模式使能字段和所有权字段;所述供电模式使能字段用于表征所述PD是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率;所述所有权字段用于表征所述PD是否要求利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率的所有权。
具体来讲,对应第一种情况第一输出功率门限表和第二输出功率门限表存储在PSE芯片中,处理器通过PD传输的扩展后的LLDP帧中的字段,确定PD设置PD的以太网端口的最大消耗功率时不利用未被高标准以太网网线消耗的 功率,并通知PSE芯片,则PSE芯片利用第二输出功率表设置以太网端口的相应功率等级对应的输出功率门限。确定PD设置PD的以太网端口的最大消耗功率时利用未被高标准以太网网线消耗的功率,并通知PSE芯片,则PSE芯片利用第一输出功率表设置以太网端口的相应功率等级对应的输出功率门限。
对应第二种情况第一输出功率门限表和第二输出功率门限表存储在存储器中,处理器通过PD传输的扩展后的LLDP帧中的字段,确定PD设置PD的以太网端口的最大消耗功率时利用未被高标准以太网网线消耗的功率,则处理器利用第一输出功率门限表确定功率等级对应的输出功率门限,将确定出的输出功率门限配置到PSE芯片中。确定PD设置PD的以太网端口的最大消耗功率时利用未被高标准以太网网线消耗的功率,则处理器利用第二输出功率门限表确定功率等级对应的输出功率门限,将确定出的输出功率门限配置到PSE芯片中。
基于相同的技术构思,本发明实施例还提供了一种PD,请参考图5,图5为本发明实施例提供的PD的一种可能的硬件结构图。PD包括:芯片组,以太网端口,变压器和PHY芯片,其中,芯片组包括处理器和PD芯片。如图5所示,处理器连接到PD芯片和PHY芯片,PD芯片连接到变压器,以太网端口连接到变压器,变压器连接到PHY芯片。
首先对PD的各个部件做简要说明。
以太网端口,用于通过以太网网线连接PSE。
变压器,用于耦合PSE向PD传输的电能、PSE和PD间的数据码流。例如可以采用中心抽头变压器(英文:center-tapped transformer)。
PHY芯片,用于数据信号的编码和解码、端口协商、数据的串并转换等。
PD芯片,是被设计用于满足PoE协议要求中的PD功能的芯片,通常能提供检测(英文:detection)功能。有的PD芯片还可以提供分级(英文:classification)功能。
处理器可以是中央处理器(英文:central processing unit,缩写:CPU),网络处理器(英文:network processor,缩写:NP),微控制器(英文:microcontroller unit,缩写:MCU),硬件芯片及其任意组合。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文:application-specific integrated circuit,缩写:ASIC),可编程逻辑器件(英文:programmable logic device,缩写:PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文:complex programmable logic device,缩写:CPLD),现场可编程逻辑门阵列(英文:field-programmable gate array,缩写:FPGA),通用阵列逻辑(英文:generic array logic,缩写:GAL)或其任意组合。
处理器可以用内部整合电路(英文:Inter-Integrated Circuit,缩写:IIC)总线连接到PD芯片。
本发明实施例中,PHY芯片在端口协商后存储所述PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式。处理器的存储器或者单独的存储器存储有预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式。处理器可以从其自身的存储器或者单独的存储器获取预定模式集合。单独的存储器可以包括易失性存储器(英文:volatile memory),例如随机存取存储器(英文:random-access memory,缩写:RAM);存储器也可以包括非易失性存储器(英文:non-volatile memory),例如只读存储器(英文:read-only memory,缩写:ROM),快闪存储器(英文:flash memory),硬盘(英文:hard disk drive,缩写:HDD)或固态硬盘(英文:solid-state drive,缩写:SSD);存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。
处理器判断当前运行的物理层模式是否属于预定模式集合。如果当前运行的物理层模式属于预定模式集合,则芯片组根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级和第一最大消耗功率表,设置以太网端口的最大消耗功率,如果当前运行的物理层模式不属于预定模式集合,则芯片组根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级和第二最大消耗功率表,设置以太网端口的最大消耗功 率。
其中,第一最大消耗功率表中包括多个功率等级和多个最大消耗功率,且多个功率等级到所述多个最大消耗功率的映射为双射。同样的,第二最大消耗功率表中包括多个功率等级和多个最大消耗功率,且多个功率等级到所述多个最大消耗功率的映射为双射。第一最大消耗功率表中的多个功率等级和第二最大消耗功率表中的多个功率等级分别相同。
第一最大消耗功率表对应于第二电阻值,也就是说,第一最大消耗功率表中的最大消耗功率等于第一电阻值对应的PD的最大消耗功率(例如传统的802.3at的PD设置的最大消耗功率)减去一个差值,该差值为第一电阻值对应的该功率等级的预留线路损耗功率减去第二电阻值对应的该功率等级的预留线路损耗功率所得的值。
第二最大消耗功率表对应于第一电阻值,也就是说,第一最大消耗功率表中的最大消耗功率是利用第一电阻值计算得到的(其中功率等级为0-4级的部分等于传统的802.3at的PD设置的最大消耗功率)。
第一最大消耗功率表中属于第一功率等级集合的功率等级对应的最大消耗功率,小于所述第二最大消耗功率表中相应功率等级对应的最大消耗功率。也就是说,对于属于第一功率等级集合的同一个功率等级,该功率等级在第一最大消耗功率表中对应的最大消耗功率,小于该功率等级在第二最大消耗功率表中对应的最大消耗功率。
第一最大消耗功率表中属于第二功率等级集合的功率等级对应的最大消耗功率等于所述第二最大消耗功率表中相应功率等级对应的最大消耗功率。也就是说,对于属于第二功率等级集合同一个功率等级,该功率等级在第一最大消耗功率表中对应的最大消耗功率与该功率等级在第二最大消耗功率表中对应的最大消耗功率相等。
其中,第二功率等级集合与第一功率等级集合的交集为空集,第一功率等级集合和第二功率等级集合的并集可以包括所有可能的以太网供电的功率等 级,也可以不包括所有可能的以太网供电的功率等级。作为一个特例,如果规定未被高标准以太网网线消耗的功率默认给PD利用,则第二功率等级集合包括所有可能的以太网供电的功率等级,而第一功率等级集合为空集。也就是说,第一输出功率门限表包括的每一个的功率等级的输出功率门限都大于该功率等级在第二输出功率门限表中对应的输出功率门限。
根据存储第一最大消耗功率表和第二最大消耗功率表的部件不同,PD执行本发明实施例提出的功率管理方法的过程不同。
第一种情况:第一最大消耗功率表和第二最大消耗功率表存储在PD芯片中。
在处理器确定当前运行的物理层模式属于预定模式集合时,处理器会向PD芯片发送指令,指令用于指示PD芯片根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的最大消耗功率。PD芯片接收处理器发送的指令,然后执行指令,根据以太网端口的以太网供电的功率等级和第一最大消耗功率表,设置以太网端口的最大消耗功率。
在处理器确定当前运行的物理层模式不属于预定模式集合时,处理器会向PD芯片发送指令,指令用于指示PD芯片根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第一电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的最大消耗功率。PD芯片接收处理器发送的指令,然后执行指令,根据以太网端口的以太网供电的功率等级和第二输出功率门限表,设置以太网端口的最大消耗功率。
其中,处理器可以用IIC指令指示PD芯片使用第一最大消耗功率表设置以太网端口的最大消耗功率。
第二种情况:第一最大消耗功率表和第二最大消耗功率表存储在存储器中。存储器可以集成在处理器中也可以独立存在。
处理器从PD芯片中获取以太网端口的功率等级。处理器可以用IIC指令 读取PD芯片的存储以太网端口的功率等级的寄存器(例如寄存器0Ch,其中的h是英文hexadecimal的缩写)中的以太网端口的功率等级。
在处理器确定当前运行的物理层模式属于预定模式集合之后,处理器利用第一最大消耗功率表确定功率等级对应的最大消耗功率。处理器可以用IIC指令将确定出的最大消耗功率配置到PD芯片中。处理器也可以用IIC指令实时读取PSE芯片中的以太网端口的电压和电流(例如寄存器30h到3Fh,其中的h是英文hexadecimal的缩写)以得到以太网端口的实时功率,并根据以太网端口的最大消耗功率管理以太网端口的实时功率。
在处理器确定当前运行的物理层模式不属于预定模式集合之后,处理器利用第二最大消耗功率表确定功率等级对应的最大消耗功率。
在上述第一种情况和第二种情况中任一种里,如果由PSE与PD通过传输扩展后的LLDP帧中的字段协商确定由哪方利用未被高标准以太网网线消耗的功率,则处理器或者PD芯片根据协商结果设置以太网端口的相应功率等级对应的最大消耗功率。协商结果为由PD利用未被高标准以太网网线消耗的功率,则利用第一最大消耗功率表设置以太网端口的相应功率等级对应的最大消耗功率,协商结果为由PSE利用未被高标准以太网网线消耗的功率,则利用第二最大消耗功率表设置以太网端口的相应功率等级对应的最大消耗功率。
因此,处理器用于生成向所述PSE传输的扩展后的链路层发现协议LLDP帧,并接收所述PSE传输的扩展后的LLDP帧,且向所述PSE发送对所述PSE传输的扩展后的LLDP帧的应答;所述PSE传输的扩展后的LLDP帧中的字段包括以下两个字段中的一个或多个:供电模式使能字段和所有权字段;所述供电模式使能字段用于表征所述PSE是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率;所述所有权字段用于表征所述PSE是否要求利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率的所有权。
具体来讲,对应第一种情况第一最大消耗功率表和第二最大消耗功率表存储在PD芯片中,处理器通过PSE传输的扩展后的LLDP帧中的字段,确定PSE 设置PSE的以太网端口的输出功率门限时不利用未被高标准以太网网线消耗的功率,并通知PD芯片,则PD芯片利用第二最大消耗功率表设置以太网端口的相应功率等级对应的最大消耗功率。确定PSE设置PSE的以太网端口的输出功率门限时利用未被高标准以太网网线消耗的功率,并通知PD芯片,则PD芯片利用第一最大消耗功率表设置以太网端口的相应功率等级对应的最大消耗功率。
对应第二种情况第一最大消耗功率表和第二最大消耗功率表存储在存储器中,处理器通过PSE传输的扩展后的LLDP帧中的字段,确定PSE设置PSE的以太网端口的输出功率时利用未被高标准以太网网线消耗的功率,则处理器利用第一最大消耗功率表确定功率等级对应的最大消耗功率,将确定出的输出功率门限配置到PD芯片中。确定PSE设置PSE的以太网端口的输出功率门限时利用未被高标准以太网网线消耗的功率,则处理器利用第二最大消耗功率表确定功率等级对应的最大消耗功率,将确定出的最大消耗功率配置到PD芯片中。
基于相同的技术构思,本发明实施例还提供了一种PD,请参考图6,图6为本发明实施例提供的PD的另一种可能的硬件结构图。PD包括:PD芯片,以太网端口,变压器和物理层PHY芯片。如图6所示,PD芯片连接到变压器和PHY芯片,以太网端口连接到变压器,变压器连接到PHY芯片。
PD芯片使用专门的管脚与PHY芯片连接。
首先对PD的各个部件做简要说明。
以太网端口,用于通过以太网网线连接PSE。
变压器,用于耦合PSE向PD传输的电能、PSE和PD间的数据码流。例如可以采用中心抽头变压器(英文:center-tapped transformer)。
PHY芯片,用于数据信号的编码和解码、端口协商、数据的串并转换等。
PD芯片,是被设计用于满足PoE协议要求中的PD功能的芯片,通常能提供检测(英文:detection)功能。有的PD芯片还可以提供分级(英文: classification)功能。
与图5所示的PD不同,图6所示的PD没有处理器。
本发明实施例中,PHY芯片在端口协商后存储所述PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式。
PHY芯片存储有预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式。PHY芯片判断当前运行的物理层模式是否属于预定模式集合。如果当前运行的物理层模式属于预定模式集合,则PHY芯片向PD芯片发送所述当前运行的物理层模式属于所述预定模式集合的通知,PD芯片根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级和第一最大消耗功率表,设置以太网端口的最大消耗功率,如果当前运行的物理层模式不属于预定模式集合,则PD芯片根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级和第二最大消耗功率表,设置以太网端口的最大消耗功率。
其中,PHY芯片可以用低电平指示PD芯片使用第一最大消耗功率表设置以太网端口的最大消耗功率。
基于相同的技术构思,本发明实施例还提供了一种PSE,请参考图7,图7为本发明实施例提供的PSE的功能图。PSE包括:
物理层模式确定单元71,用于确定所述PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式;
设置单元72,用于根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的输出功率门限,其中,所述第二电阻值为所述PSE与受电设备PD之间的线路的最大电阻值,所述第二电阻值小于第一电阻值,所述第一电阻值为如果所述以太网端口运行的物理层模式不属于所述预定模式集合,所述线路的最大电阻值。
可选的,所述PSE还包括:
使能确定单元,用于确定所述PD未使能利用未被所述高标准以太网网线 消耗的功率。
可选的,所述设置单元72用于:
当所述功率等级属于第一功率等级集合时,所述PSE考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的输出功率门限。
可选的,所述设置单元72还用于:
当所述功率等级属于第二功率等级集合,并且所述PD未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率时,所述PSE考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的输出功率门限,其中,所述第二功率等级集合与所述第一功率等级集合的交集为空集。
可选的,所述PSE还包括:
协商单元,所述PSE通过所述PD传输的扩展后的链路层发现协议LLDP帧中的字段,确定所述PD设置所述PD的以太网端口的最大消耗功率时不利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,其中,所述扩展后的LLDP帧中的字段包括以下两个字段中的一个或多个:供电模式使能字段和所有权字段;
所述供电模式使能字段用于表征所述PD是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率;
所述所有权字段用于表征所述PD是否要求利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率的所有权。
基于相同的技术构思,本发明实施例还提供了一种PD,请参考图8,图8为本发明实施例提供的PD的功能图。PD包括:
物理层模式确定单元81,用于确定所述PD的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式;
设置单元82,用于根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的最大消耗功率,其 中,所述第二电阻值为所述PD与供电设备PSE之间的线路的最大电阻值,所述第二电阻值小于第一电阻值,所述第一电阻值为如果所述以太网端口运行的物理层模式不属于所述预定模式集合,所述线路的最大电阻值。
可选的,所述PD还包括:
使能确定单元,用于确定所述PSE未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率。
可选的,所述设置单元82用于:
当所述功率等级属于第二功率等级集合时,所述PD考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的最大消耗功率。
可选的,所述设置单元82还用于:
当所述功率等级属于第一功率等级集合,并且所述PSE未使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率时,所述PD考虑所述第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置与所述功率等级对应的所述以太网端口的最大消耗功率,其中,所述第二功率等级集合与所述第一功率等级集合的交集为空集。
可选的,所述PD还包括:
协商单元,用于通过所述PSE传输的扩展后的链路层发现协议LLDP帧中的字段,确定所述PSE设置所述PSE的以太网端口的输出功率门限时不利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率,其中,所述扩展后的LLDP帧中的字段包括以下两个字段中的一个或多个:供电模式使能字段和所有权字段;
所述供电模式使能字段用于表征所述PSE是否使能利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率;
所述所有权字段用于表征所述PSE是否要求利用未被所述高标准以太网网线消耗的功率的所有权。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案,具有如下技术效果或优点:
本发明实施例提供一种以太网供电的功率管理方法,包括:PSE确定所述 PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合,所述预定模式集合包括要求使用高标准以太网网线的物理层模式;所述PSE根据所述以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的输出功率门限,其中,所述第二电阻值为所述PSE与受电设备PD之间的线路的最大电阻值,所述第二电阻值小于第一电阻值,所述第一电阻值为如果所述以太网端口运行的物理层模式不属于所述预定模式集合,所述线路的最大电阻值。
在PSE确定PSE的以太网端口的当前运行的物理层模式属于预定模式集合时,PSE根据以太网端口的以太网供电的功率等级并考虑第二电阻值对应的预留线路损耗功率,设置所述以太网端口的输出功率门限。由于第二电阻值与第一电阻值的差值所消耗的功率可以供PSE使用,提高了电源利用效率。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个 流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。