智能PoE交換機及其實現方法

專利名稱：智能PoE交換機及其實現方法
技術領域：
本發明涉及一種智能PoE交換機及其實現方法。
背景技術：
隨著網絡和數碼產品的普及，出現了大量諸如IP電話、無線局域網接入點AP、網 絡攝像機等終端設備，當被部署在特定應用場景的情況下，它們的取電問題一直困擾著人 們。傳統的辦法是為其配置單獨電源，不僅增加了系統成本，還會延長建設周期。新的解 決辦法是運用PoE技術結合網絡交換機通過以太網進行遠程供電，而網絡拓撲不做任何改 變，節約系統成本。
早期的PoE管理方案由于尚未考慮新標準加入的AT設備，對于不同H)設備的兼 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設備，但是一般缺少用戶管理模式或者要借用專用網管管理軟件操 作，當遇到故障或者需要特殊設置的應用場合時，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。
由于通訊設備一般要求具有ups電源以保障短期停電狀態下還能正常工作，而ro 設備(用電設備)不自備電源，這就要求PSE設備(供電設備)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)指的是在現有的以太網Cat.5布線基礎架構不作任何 改動的情況下，在為一些基于IP的終端(如IP電話機、無線局域網接入點AP、網絡攝像機 等)傳輸數據信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術。POE技術能在確保現有結 構化布線安全的同時保證現有網絡的正常運作，最大限度地降低成本。
PoE也被稱為某于局域網的供電系統(PoL, Power over LAN)或有源以太網 (Active Ethernet)，有時也被簡稱為以太網供電，這是利用現存標準以太網傳輸電纜的同 時傳送數據和電功率的最新標準規范，并保持了與現存以太網系統和用戶的兼容性。
ASIC (Application Specific Intergrated Circuits)即專用集成電路，是指應 特定用戶要求和特定電子系統的需要而設計、制造的集成電路。目前用CPLD(復雜可編程 邏輯器件)和FPGA (現場可編程邏輯陣列)來進行ASIC設計是最為流行的方式之一，它們 的共性是都具有用戶現場可編程特性，都支持邊界掃描技術，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，要求設計 和生產周期短，它作為集成電路技術與特定用戶的整機或系統技術緊密結合的產物，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、 成本降低等優點。
現有的交換機是采用的集中式架構，交換芯片不僅負責鏈路層的數據交換，還負 責網絡管理設置。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，有必要設計一種新型的智能PoE交換機。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種智能PoE交換機及其實現方法，該方案符合IEEE802.3af標準和IEEE802.3at標準，支持多種AF/AT設備AF設備，就是支持IEEE802.3af標準的設備，AT設法就是支持802.3at標準的設備，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。發明的技術解決方案如下:一種智能PoE交換機，包括數據交換模塊、PoE管理模塊、系統管理模塊和電源模塊；數據交換模塊采用數據交換ASIC及端口擴展ASIC，數據交換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接口連接數據交換模塊，I2C接口包括一根時鐘信號線SCL和兩根數據線SDA_IN和SDA_0UT，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UPS電源的DC/DC轉換模塊轉換為系統電源，為智能PoE交換機整體供電，包括給智能Poe交換機的數據交換模塊、系統管理模塊供電。所述的模式A電源接口，是指通過網線RJ45的空閑線對4、5、7、8線供電(4、5、7、8為空閑線，成對出現的，故稱為空閑線對，這里的線指網線RJ45的信號線，共8個(4對)，其中有4個做數據線，剩余的4個(2對)做PoE的供電線)，4、5線為正極，7、8線為負極。系統管理模塊和PoE管理模塊之間采用可光耦隔離，SCL和SDA_0UT連接MCU的I2C接口，SDA_0UT則由另一個串行IO 口模擬代替；PoE管理模塊采用支持IEEE802.3af標準和IEEE802.3at標準的PoE管理ASIC。一種智能PoE交換機的實現方法，采用前述的智能PoE交換機；智能PoE交換機的Web管理功能包括:賬戶管理、端口管理、PoE管理、VLAN設置、網絡服務質量設置(QualityofService, QoS,服務質量,是網絡的一種安全機制,是用來解決網絡延遲和阻塞等問題的一種技術。)、安全過濾以及配置備份/恢復功能；所述PoE管理功能包括:PoE狀態顯示、PoE設置、PoE延遲供電設置和PoE計劃設置；PoE狀態顯示用于查看PoE電源最大功率即總功率、主電源消耗功率、系統狀態、設備溫度；在PoE設置中設置PoE端口號、狀態或使能、模式AF/AT、優先級、功率；PoE延遲供電設置用于設置PoE端口號、延遲模式或延遲使能、延遲時間，同時列表顯示各個端口的延遲供電信息；PoE計劃設置用于設置或查看PoE計劃，計劃以周為計劃周期，精確到小時。5.根據權利要求4所述的智能PoE交換機的實現方法，其特征在于，智能PoE交換機的系統架構采用四層結構:最底層為硬件驅動層，包括設備驅動、接口驅動、定時器設置；

第二層為協議層，包括UlP協議棧、UDP協議、NTP協議；第三層為應用層，包括交換機管理、PoE管理的SS1、CGI應用程序；
第四層為服務層，包括交換機管理頁面和用戶認證頁面；
數據交換ASIC工作在PHY模式，MAC層管理由系統管理模塊控制。
有益效果:
本發明的智能PoE交換機系統包括:數據交換、PoE管理、系統管理、電源四個 模塊。數據交換模塊和PoE管理模塊分別采用數據交換ASIC(Applicati0n Specific Integrated Circuit，專用集成電路)及其端口擴展ASIC和PoE管理ASIC，完成基本的數 據交換和PoE管理功能；系統管理模塊采用智能交換機Web管理MCU(Micro Control Unit, 微控制器)，利用SS1、CGI技術和UlP協議實現交換機的Web管理，MCU通過I2C、MII接口 實現對數據交換模塊和PoE管理模塊的智能管理；電源模塊采用UPS電源分別為PoE電源 和系統電源供電。本發明不僅具有Web智能管理功能，還具有不間斷PoE供電功能，并且完 全支持各類型AF/AT設備，具有很強的適應性。
采用管理芯片、交換芯片和PoE芯片進行集成的方案，實現交換機的智能化管理 和PoE供電功能。
數據交換模塊采用數據交換ASIC及其端口擴展ASIC架構，能夠使得交換模塊進 行“堆積木式”擴展。
系統管理模塊采用I2C、MII接口，通過這種簡潔的方式，大降低了系統管理的代碼 量和運行速度，方便進行系統的快速設置；
電源模塊，既能夠保證PoE供電，又能在電源斷電時進行短時間供電。
具有以下特點:
本發明的Web管理簡單直觀、功能完備，具備了賬戶管理、端口管理、PoE管理、 VLAN設置、服務質量設置、安全過濾、配置備份/恢復等功能，同時，Web管理也能滿足用戶 的個性化需求，端口管理、PoE管理都具備每個端口的個性化設置需求。
本發明的PoE管理對各種H)設備具有很好的兼容性，完成支持符合IEEE802.3af 標準的AF設備和符合IEEE802.3at標準的AT設備，還能支持一些擴展H)設備；此外，由于 PoE電源接有UPS電源，本發明支持不間斷PoE供電功能，具有很強的適應性。
本發明的配置管理支持交換機程序的網絡升級功能，可實現交換機程序的遠程升 級，不僅簡單方便，還可為用戶提供最新版本的升級程序，及時修補系統漏洞，確保系統安 全。
本發明的智能PoE交換機通過高速的MII接口將數據交換與系統管理分離；通過 I2C與PoE模塊進行管理和交互；并且采用輕量級的web協議uIP協議(僅需要幾十k的 內存)，能夠實現管理與實現的分離，既滿足高速的數據交換和PoE供電，又能夠滿足只有 少量用戶才使用的管理設置功能。


圖1為16 口 10/IOOM智能PoE交換機系統框 圖2為PoE電源接口(模式A)；
圖3為16 口 10/100M智能PoE交換機軟件架構圖4(a)為主程序流程圖4(b)為封包處理程序流程圖4(c)為回調輪詢程序流程圖5為Web管理網頁架構圖；具體實施方式
以下將結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明:
實施例1:
如圖1-5，16 口 10/100M智能PoE交換機系統框圖如附圖1所示，該交換機系統包 括:數據交換、PoE管理、系統管理、電源四個模塊。數據交換模塊和PoE管理模塊分別采用 數據交換ASIC及其端口擴展ASIC和PoE管理ASIC，完成基本的數據交換和PoE管理功能； 系統管理模塊采用交換機Web管理MCU，利用SS1、CGI技術和uIP協議實現交換機的Web管 理，MCU通過I2C、MII接口實現對數據交換模塊和PoE管理模塊的智能管理；電源模塊采用 UPS電源分別為PoE電源和系統電源供電。
1、數據交換模塊
數據交換模塊采用交換機數據交換ASIC及其端口擴展ASIC架構。數據交換ASIC 能接8路RJ45接口，端口擴展ASIC能夠再擴展出8路RJ45接口，因此系統擁有16路RJ45 接口。數據交換ASIC和端口擴展ASIC之間接口為SS-SMII接口，數據交換模塊與系統管 理模塊接口為MII接口。
數據交換模塊的交換管理ASIC工作科在PHY模式和MAC模式，在PHY模式下只完 成物理層交換任務，在MAC層模式下能完成MAC地址表管理、數據交換等基本交換機功能。 本發明中數據交換ASIC工作在PHY模式，MAC層管理由系統管理模塊控制。
2、PoE管理模塊
PoE管理模塊采用支持IEEE802.3af標準和IEEE802.3at標準的PoE管理ASIC。 該PoE管理ASIC能獨立完成基本的PoE管理任務，同時通過I2C總線通信接受系統管理模 塊的控制，實現更高級的PoE管理功能；為了實現PoE電源的隔離，PoE管理模塊和系統管 理模塊之間采用了光耦隔離措施。PoE模塊的PoE電源接的是電源模塊的UPS電源，保障不 間斷PoE供電功能。為了避免使用了空閑線對的有源設備對PoE管理模塊造成損害或干擾 的風險，PoE電源接口采取了模式A接法，即通過信號線對(1、2、3、6空閑線)供電，把1、2 線定義成正極，3、6線定義成負極，如附圖2所示。
在自動模式下該PoE管理ASIC能完成識別、評級、供電、端口監控、功率控制、斷電 等基本PoE管理功能；在Web管理模式下還能實現端口使能、功率控制、供電延遲、PoE計劃 等功能。
3、電源模塊
電源模塊包括UPS電源、DC/DC轉換電路、系統電源接口三個部分。其中UPS電源 是電源模塊的核心，當沒有斷電時，它將220V交流市電轉換為48V直流輸出，同時根據需要 為電池充電，當斷電時，UPS電源的電池放電，同樣48V直流輸出。UPS的48V輸出電壓一路 直接作為PoE電源，另一路經DC/DC轉換為系統電源。
4、系統管理
4.1 硬件
系統管理采用交換機Web管理MCU，它包含一個MII接口和一個I2C接口，MII接口用于數據交換模塊的管理，I2C接口用于PoE管理模塊的管理。由于系統管理模塊和PoE管理模塊之間采用可光耦隔離，光耦隔離電路具有單方向性，因此I2C總線拆分成三根線，即SCL (時鐘)、SDA_IN (數據輸入)、SDA_0UT (數據輸出)，SCL和SDA_0UT連接MCU的I2C接口，SDA_0UT則由另一個串行IO 口模擬代替。4.2 軟件系統管理的軟件架構圖如附圖3所示，共分為四層結構，最底層為硬件驅動層，包括設備驅動、接口驅動、定時器設置等；第二層為協議層，包括UlP協議棧、UDP協議、NTP協議等；第三層為應用層，主要包括交換機管理、PoE管理的SSIXGI應用程序；第四層為服務層，主要包括交換機管理頁面、用戶認證頁面等；而交換機配置管理作為交換機系統管理軟件中一個相對獨立的工程，生成的可執行文件燒寫入FLASH的特定區域內，這部分程序只用于交換機程序的網絡升級過程，網絡升級過程這部分程序不被擦除。4.2.1應用程序應用層工作在硬件驅動和網絡協議層之上，運用SS1、CGI技術和UlP協議棧實現交換機管理、PoE管理的功能函數并與Web管理頁面互動。因此應用程序包含了 SSI文件系統和CGI文件系統，CGI文件系統負責處理Web管理頁面的命令或請求，SSI文件系統負責將CGI文件系統處理結果嵌入到動態網頁中。Web管理應用程序流程圖如附圖4所示，圖4(a)、4(b)、4(c)分別是主程序、封包處理程序、回調輪詢程序的流程圖。系統上電或重啟后，程序首先對系統進行各項初始化操作，包括硬件設備初始化、uIP, UDP、STP等協議棧初始化；之后程序會進入服務主循環，這里涉及很多網絡交換管理服務，系統時鐘在這些服務中起重要作用，PoE管理程序也在這個主循環中；服務主循環還可跳轉到固件更新和系統重啟代碼段，執行固件更新和系統重啟操作。4.2.2Web 管理頁面Web管理網頁架構如附圖5所示，包括:賬戶管理、端口管理、PoE管理、VLAN設置、服務質量設置、安全過濾、配置備份/恢復幾個功能模塊。其中PoE管理模塊功能包括:PoE狀態顯示、PoE設置、PoE延遲供電設置和PoE計劃。PoE狀態顯示可以查看到PoE電源最大功率(總功率)、主電源消耗功率、系統狀態、設備溫度；PoE設置中可以設置PoE端口號、狀態(或使能)、模式(AF/ΑΤ)、優先級、功率；PoE延遲供電設置可以設置PoE端口號、延遲模式(或延遲使能)、延遲時間，同時也會列表顯示各個端口的延遲供電信息；PoE計劃設置中可以設置或查看PoE計劃，計劃以周為計劃周期，精確到小時；4.2.3配置管理程序配置管理作為一個相對獨立的工程，作為系統軟件的一部分平時并不運行，只有當系統執行交換機固件更新命令時才會執行，其任務就是利用動態網頁將欲更新的可執行文件通過網絡上傳至FLASH存儲器中，在不用解焊FLASH的情況下完成交換機程序的版本更新或升級。配置管理工程的可執行文件需要用下載器燒寫至FLASH存儲器中，并且程序升級過程它也不被擦除。當系統執行程序更新指令后，配置管理程序啟動，然后先會執行一次擦除操作，擦除的內容是除了配置管理程序對應的地址以外的程序，擦除成功后配置管理程序再執行程序上傳操作，將指定可執行文件上傳至FLASH中，如果操作成功程序跳轉至交換機管理程序，否則重新上傳可執行文件。
1.系統組成
參照附圖1，本系統集成發明包括交換機系統包括:數據交換、PoE管理、系統管 理、電源四個模塊。數據交換模塊和PoE管理模塊分別采用數據交換ASIC及其端口擴展 ASIC和PoE管理ASIC，完成基本的數據交換和PoE管理功能；系統管理模塊采用交換機Web 管理MCU，利用SS1、CGI技術和uIP協議實現交換機的Web管理，MCU通過I2C、MII接口實 現對數據交換模塊和PoE管理模塊的智能管理；電源模塊采用UPS電源分別為PoE電源和 系統電源供電。
所述數據交換模塊采用交換機數據交換ASIC及其端口擴展ASIC架構。數據交換 ASIC能接8路RJ45接口，端口擴展ASIC能夠再擴展出8路RJ45接口，因此系統擁有16路 RJ45接口。數據交換ASIC和端口擴展ASIC之間接口為SS-SMII接口，數據交換模塊與系 統管理模塊接口為MII接口。
數據交換模塊的交換管理ASIC工作在PHY模式和MAC模式，在PHY模式下只完成 物理層交換任務，在MAC層模式下能完成MAC地址表管理、數據交換等基本交換機功能。本 發明中數據交換ASIC工作在PHY模式，MAC層管理由系統管理模塊控制。
所述PoE管理模塊采用支持IEEE802.3af標準和IEEE802.3at標準的PoE管理 ASIC0該PoE管理ASIC能獨立完成基本的PoE管理任務，同時通過I2C總線通信接受系統 管理模塊的控制，實現更高級的PoE管理功能；為了實現PoE電源的隔離，PoE管理模塊和 系統管理模塊之間采用了光耦隔離措施。PoE模塊的PoE電源接的是電源模塊的UPS電源， 保障不間斷PoE供電功能。為了避免使用了空閑線對的有源設備對PoE管理模塊造成損害 或干擾的風險，PoE電源接口采取了模式B接法，即通過信號線對(1、2、3、6空閑線)供電， 把1、2線定義成正極，3、6線定義成負極，如附圖2所示。
在自動模式下該PoE管理ASIC能完成識別、評級、供電、端口監控、功率控制、斷電 等基本PoE管理功能；在Web管理模式下還能實現端口使能、功率控制、供電延遲、PoE計劃 等功能。
所述電源模塊包括UPS電源、DC/DC轉換電路、系統電源接口三個部分。其中UPS 電源是電源模塊的核心，當沒有斷電時，它將220V交流市電轉換為48V直流輸出給交換機 系統，同時根據需要為電池充電，當斷電時，UPS電源的電池放電，同樣48V直流輸出。UPS 的48V輸出電壓一路直接作為PoE電源，另一路經UPS的DC/DC模塊轉換為系統電源，為智 能PoE交換機的整體供電(包括數據交互模塊和系統管理模塊)。
一般，UPS模塊先將交流的220V轉換為直流的48V，然后48V經過DC/DC轉換為各 個模塊所需的電壓，如48V轉換為24V、12V、5V等。這些DC/DC模塊成熟產品。
所述系統管理模塊硬件部分采用交換機Web管理MCU，它包含一個MII接口和一個 I2C接口，MII接口用于數據交換模塊的管理，I2C接口用于PoE管理模塊的管理。由于系統 管理模塊和PoE管理模塊之間采用可光耦隔離，光耦隔離電路具有單方向性，因此I2C總線 拆分成三根線，即SCL (時鐘)、SDA_IN(數據輸入)、SDA_0UT (數據輸出)，SCL和SDA_0UT 連接MCU的I2C接口，SDA_0UT則由另一個串行IO 口模擬代替。
所述系統管理模塊軟件部分的軟件架構圖如附圖3所示，共分為四層結構，最底 層為硬件驅動層，包括設備驅動、接口驅動、定時器設置等；第二層為協議層，包括uIP協議棧、UDP協議、NTP協議等；第三層為應用層，主要包括交換機管理、PoE管理的SS1、CGI應用程序；第四層為服務層，主要包括交換機管理頁面、用戶認證頁面等；而交換機配置管理作為交換機系統管理軟件中一個相對獨立的工程，生成的可執行文件燒寫入FLASH的特定區域內，這部分程序只用于交換機程序的網絡升級過程，網絡升級過程這部分程序不被擦除。2.Web管理應用程序開發Web管理應用程序開發平臺為KeilC51V9.0，硬件平臺是采用51內核的智能交換機管理MCU。按照附圖4程序流程圖模塊化設計主程序、封包處理程序、回調輪詢程序。系統上電或重啟后，程序首先對系統進行各項初始化操作，包括硬件設備初始化、uIP, UDP、STP等協議棧初始化；之后程序會進入服務主循環，這里涉及很多網絡交換管理服務，系統時鐘在這些服務中起重要作用，PoE管理程序也在這個主循環中；服務主循環還可跳轉到固件更新和系統重啟代碼段，執行固件更新和系統重啟操作。3.Web管理頁面開發Web管理網頁架構圖如附圖5所示，主要分為賬戶管理、端口管理、PoE管理、VLAN設置、服務質量設置、安全過濾、配置備份/恢復幾個部分。賬戶管理包括賬號登錄、用戶配置、系統IP配置、系統狀態、默認設置、固件更新、設備重啟功能。用戶配置用于設置用戶名和密碼；系統IP配置可以設置IP地址、子網掩碼、網關、IP配置方式(靜態或DHCP);系統狀態中顯示MAC地址和交換機版本信息；固件更新功能會擦除原版本的程序(注:固件更新程序本身不被擦除)然后通過網絡將新版本的程序上傳到FLASH中，完成系統軟件的網絡升級。端口管理包括端口配置、端口監控、端口統計、帶寬控制、廣播風暴控制功能。端口配置中可以設置物理端口的操作模式，包括端口使能、速度設置、半/全雙工設置、流控制、暫停、地址學習等功能；端口監控包括目的端口監控、包監控和源端口監控；帶寬控制允許設置每個端口帶寬，設置值為I 255，設置帶寬等于真實帶寬除以該設置值；廣播風暴控制用于阻擋過多的廣播包，廣播包設置閾值從I 63，超過端口對應閾值的廣播包將被丟棄。PoE管理包括PoE狀態、PoE設置、PoE延遲供電設置、PoE計劃功能。PoE狀態顯示可以查看到PoE電源最大功率(總功率)、主電源消耗功率、系統狀態、設備溫度；PoE設置中可以設置PoE端口號、狀態(或使能)、模式(AF/AT)、優先級、功率；PoE延遲供電設置可以設置PoE端口號、延遲模式(或延遲使能)、延遲時間，同時也會列表顯示各個端口的延遲供電信息；PoE計劃設置中可以設置或查看PoE計劃，計劃以周為計劃周期，精確到小時。VLAN設置包括VLAN模式設置、VLAN ID設置。所選數據交換管理ASIC支持兩種VLAN模式:Tag模式和Port模式,在Tag模式下可增加或刪除Tag。服務質量設置包括優先級模式設置、服務等級配置、基于服務等級的端口協議選擇。優先級模式有先進先出、先高后低、4隊列輪詢三種模式；服務等級配置中可以設置各個端口的服務優先級(高、中、低)和Tag符號；端口協議選擇可以設置各組端口的協議優先級，也分為高、中、低三級。安全過濾包括MAC地址過濾、TCP/UDP過濾功能。當發生“多路廣播”系統會彈出警告并丟棄該源端口發來的數據包；TCP/UDP過濾可以設置各個端口需要過濾或允許通過的指定協議數據包。
配置備份/恢復包括固件更新、退出、恢復默認設置功能。Web管理頁面開發流程如下:I)編輯htm文件，并插入SSI指令；2)在系統回調函數中聲明該網頁，即:#include”xxx_htm.h” ；3)建立回調函數與htm文件鏈接；4)運用 Cod2C.bat 工具將 htm 文件轉成 xxx_htm.C、xxx_htm.h 文檔；5)重新編譯鏈接工程文件，并生成可執行文件；6) Web更新交換機程序。
權利要求
1.一種智能PoE交換機，其特征在于，包括數據交換模塊、PoE管理模塊、系統管理模塊和電源模塊； 數據交換模塊采用數據交換ASIC及端口擴展ASIC，數據交換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接口連接數據交換模塊，I2C接口包括一根時鐘信號線SCL和兩根數據線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UPS電源的DC/DC轉換模塊轉換為系統電源，為智能PoE交換機整體供電，包括給智能Poe交換機的數據交換模塊、系統管理模塊供電。
2.根據權利要求1所述的智能PoE交換機，其特征在于，所述的模式A電源接口，是指通過網線RJ45的空閑線對4、5、7、8線供電，4、5線為正極，7、8線為負極。
3.根據權利要求2所述的智能PoE交換機，其特征在于，系統管理模塊和PoE管理模塊之間采用可光耦隔離，SCL和SDA_0UT連接MCU的I2C接口，SDA_0UT則由另一個串行IO口模擬代替； PoE管理模塊采用支持IEEE802.3af標準和IEEE802.3at標準的PoE管理ASIC。
4.一種智能PoE交換機的實現方法，其特征在于，采用權利要求3所述的智能PoE交換機； 智能PoE交換機的Web管理功能包括:賬戶管理、端口管理、PoE管理、VLAN設置、網絡服務質量設置、安全過濾以及配置備份/恢復功能； 所述PoE管理功能包括:PoE狀態顯示、PoE設置、PoE延遲供電設置和PoE計劃設置；PoE狀態顯示用于查看PoE電源最大功率即總功率、主電源消耗功率、系統狀態、設備溫度；在PoE設置中設置PoE端口號、狀態或使能、模式AF/AT、優先級、功率；PoE延遲供電設置用于設置PoE端口號、延遲模式或延遲使能、延遲時間，同時列表顯示各個端口的延遲供電信息；PoE計劃設置用于設置或查看PoE計劃，計劃以周為計劃周期，精確到小時。
5.根據權利要求4所述的智能PoE交換機的實現方法，其特征在于，智能PoE交換機的系統架構采用四層結構: 最底層為硬件驅動層，包括設備驅動、接口驅動、定時器設置； 第二層為協議層，包括UlP協議棧、UDP協議、NTP協議； 第三層為應用層，包括交換機管理、PoE管理的SS1、CGI應用程序； 第四層為服務層，包括交換機管理頁面和用戶認證頁面； 數據交換ASIC工作在PHY模式，MAC層管理由系統管理模塊控制。
全文摘要
本發明公開了一種智能PoE交換機及其實現方法，交換機系統包括智能PoE交換機系統包括數據交換、PoE管理、系統管理、電源四個模塊。數據交換模塊和PoE管理模塊分別采用數據交換ASIC及其端口擴展ASIC和PoE管理ASIC；系統管理模塊采用智能交換機Web管理MCU，利用SSI、CGI技術和uIP協議實現交換機的Web管理，MCU通過I2C、MII接口實現對數據交換模塊和PoE管理模塊的智能管理；電源模塊采用UPS電源分別為PoE電源和系統電源供電。本發明不僅具有Web智能管理功能，還具有不間斷PoE供電功能，并且完全支持各類型AF/AT設備，具有很強的適應性。
文檔編號H04L12/10GK103209140SQ20131016237
公開日2013年7月17日 申請日期2013年5月6日 優先權日2013年5月6日
發明者郭敏, 劉江, 胡志坤, 廖北平 申請人:醴陵恒茂電子科技有限公司