中間網絡設備交換機電路和PoE輸送的智能功率管理的製作方法

2023-07-03 20:23:16

專利名稱：中間網絡設備交換機電路和PoE輸送的智能功率管理的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種網絡交換機中的功率管理方法、用於網絡交換機的功率管理代理、網絡交換機、網絡交換機中的功率管理方法、以及系統、設備和網絡電纜。
背景技術：
電子通信交換機具有不可預測的功率需求，部分是由於要求電子通信交換機處理 的通信負載和乙太網供電(PoE)負載變化多端且不可預測。這樣，與針對能源效率的發展 動向相結合，就產生了用於網絡交換機中的功率管理的新方法的需求。多種現有技術被用於管理網絡交換機中的功率。例如，在模塊化交換機(其由 一組彼此協作來進行操作的多個交換機模塊組成)中，對提供給每個交換機模塊的功率 進行管理，以保證(1)提供給多個交換機模塊的總功率不大於所安裝的供電電源(power supply)的容量；以及(2)維持足夠的功率餘量(power head room)以應對供電電源的下 降，而不影響交換機模塊的操作。作為另一實例，交換機ASIC賣主提供可將交換電路部分 斷電以節約功率的交換機ASIC。作為又一實例，可堆疊交換機具有PoE功率管理，其使得交換機能夠經由乙太網 連接來給所連接的設備提供功率。然而，這種交換機並不具有將內部交換機電路之間的功 率和經由PoE提供給外部設備的功率進行動態重新分配的能力。在管理交換機埠操作和PoE功率輸送之間的功率分配上有一個兩難的問題 (catch-22problem)。如果一個人要首先測量交換電路所用的功率以估計電路將需要的功 率量，則由於電路處於空閒狀態，不會消耗像當其在起作用(active)狀態下傳送數據時那 樣多的功率，因而估計值將會偏低。如果一個人隨後基於此低估計值來分配PoE功率然後 打開外部設備，則設備將開始發送數據，從而激活(activate)交換電路，而該交換電路將 不會接收到足夠的功率。另一方面，如果一個人首先試圖分配所請求的所有PoE功率，則交 換電路將會保持功率不足的功率狀態。為了避免這些問題，現有的交換機通常一直將最大 (在最壞情形下)功率提供給交換電路和PoE。

發明內容
本發明的實施例包括一種管理代理(agent)，其可以訪問數字電子通信交換機的 功率輸出控制電路、功率表和負載共享裝置，並且具有管理交換機中的交換機電路的功率 的能力。功率表使得管理代理能夠識別被使能並運行的交換機電路所消耗的功率。結合了 (1)對經由PoE分配給每個埠的功率的了解，以及(2)策略信息(其指定功率分配優先 權)被用在雙行程(two-pass)功率管理方法中。當需要時，基於埠優先級和其它次要參數，通過向交換機電路施加功率、並經由 附接的乙太網電纜通過PoE向其它設備施加功率，第一行程將系統初始化。第二行程監測 由交換機電路和外部設備這兩者消耗的實際功率，並更多地了解連接至多個交換機埠的 每個交換機埠的是什麼設備，以更好地調節所應用的優先級。由於一些優先級是基於連接至埠的是什麼而確定的，因此，通過檢查被設備發送的網絡流量或者通過從附接設備請求信息的通信封包，可以查明連接至埠的設備類型(或者埠在網絡拓撲中被置於何 處)。根據實際功率測量以及對所連接設備的類型的更多了解，其結果是作出第二次功率分 配。功率管理代理持續監測網絡流量和/或向附接設備發送通信信息，以跟得上附接網絡 類型、操作狀態和可能改變的功率需求。更具體而言，本發明的一個實施例涉及一種網絡交換機中的功率管理方法，所述 網絡交換機具有多個交換機電路和至少一個埠。所述方法包括以下步驟(A)給所述多 個交換機電路和所述至少一個埠選擇功率分配，包括(A) (1)測量由所述多個交換機電 路總共(in aggregate)消耗的第一功率量；(A)⑵識別所述至少一個埠經由乙太網供 電(PoE)總共消耗的第二功率量；以及(A) (3)基於所述第一功率量和所述第二功率量來選 擇第一次分配。本發明的另一實施例涉及一種用於網絡交換機的功率管理代理，所述網絡交換機 具有多個交換機電路和至少一個埠。所述功率管理代理包括用於接收第一信號的裝置， 所述第一信號表示由所述多個交換機電路總共消耗的第一功率量；用於接收第二信號的 裝置，所述第二信號識別由所述至少一個埠經由乙太網供電(PoE)總共消耗的第二功率 量；以及用於選擇第一次分配的裝置，基於所述第一功率量和所述第二功率量為所述多個 交換機電路和所述至少一個埠選擇功率的第一次分配。本發明的再一實施例涉及一種網絡交換機，包括多個交換機電路；至少一個端 口 ；功率管理代理；負載共享裝置；以及功率表。該功率表包括用於測量由所述多個交換 機電路總共消耗的第一功率量的裝置；用於將表示所述第一功率量的信號發送給所述負載 共享裝置的裝置；用於識別第二功率量的裝置，所述第二功率量為由所述至少一個埠經 由乙太網供電(PoE)總共消耗的功率量；以及用於將表示所述第二功率量的信號發送給所 述負載共享裝置的裝置。所述負載共享裝置包括用於基於所述第一功率量和所述第二功 率量為所述多個交換機電路和所述至少一個埠選擇功率的第一次分配的裝置；以及用於 將表示所述功率的第一次分配的信號發送給所述功率管理代理的裝置。所述功率管理代理 包括用於根據所述第一次分配給所述多個交換機電路和所述至少一個埠分配功率的功 率輸出控制電路。本發明的又一實施例涉及一種網絡交換機中的功率管理方法，所述網絡交換機具 有多個交換機電路和至少一個埠。該方法包括以下步驟(A)給所述多個交換機電路和 所述至少一個埠選擇功率的第一次分配，(B)給所述多個交換機電路和所述至少一個端 口選擇功率的第二次分配，包括(B) (1)測量由所述多個交換機電路總共消耗的第一功率 量；(B) (2)測量由所述至少一個埠經由乙太網供電(PoE)總共消耗的第二功率量；(B) (3)識別連接至所述至少一個埠的至少一個設備的特徵；(B) (4)基於被識別的設備特 徵，改變用於在所述至少一個埠中進行功率分配的至少一個功率管理策略，以產生至少 一個被改變的功率管理策略；以及(B) (5)基於所述第一功率量、所述第二功率量、所述被 識別的設備特徵以及所述至少一個被改變的功率管理策略來選擇功率的所述第二次分配。本發明的另一實施例涉及一種用於網絡交換機的功率管理代理。該網絡交換機具 有多個交換機電路和至少一個埠。所述功率管理代理包括內部功率識別裝置，用於識別 所述交換機的內部供電功率的可用功率量；內部功率提供裝置，如果可用功率量至少與要求提供給所述至少一個埠的總共功率量一樣多，則使用來自內部供電功率的功率來給所 述至少一個埠提供功率；以及外部功率提供裝置。該外部功率提供裝置包括如果可用功 率量少於要求提供給所述至少一個埠的總共功率量用於執行以下功能的裝置請求來自 連接至所述至少一個埠的至少一個設備的功率；從所述至少一個設備接收功率；以及使 用來自所述內部供電電源的功率和所接收到的功率來給所述至少一個埠提供功率。本發明的再一實施例涉及一種系統，其包括網絡交換機；以及第一設備，所述第 一設備經由網絡連接在所述網絡交換機的埠處連接至所述交換機。所述網絡交換機包 括用於經由PoE向所述第一設備提供功率的裝置，所述裝置在經由PoE向所述第一設備提 供功率的同時沒有經由所述網絡連接將數據發送至所述第一設備、或者經由所述網絡連接 從所述第一設備接收數據。本發明的又一實施例涉及一種網絡交換機，其包括埠，包括用於經由網絡連接 將該埠耦接至第一設備的裝置；以及用於經由PoE向所述第一設備提供功率的裝置，其 中在經由PoE向所述第一設備提供功率的同時沒有經由所述網絡連接將數據發送至所述 第一設備、或者經由所述網絡連接從所述第一設備接收數據。本發明的另一實施例涉及一種設備，包括埠，包括用於經由網絡連接將該埠 耦接至第一設備的裝置；以及用於經由PoE通過網絡連接從所述網絡交換機接收功率的裝 置，其中在經由PoE通過網絡連接從所述網絡交換機接收功率的同時沒有經由所述網絡連 接將數據發送至所述設備、或者從所述設備接收數據。本發明的再一實施例涉及一種網絡電纜，包括用於將所述電纜連接至設備的裝 置；用於根據網絡協議經由網絡連接來向所述設備發送數據或從所述設備接收數據的裝 置；以及用於代表所述設備經由所述網絡連接來請求功率的裝置。根據下述的說明書和權利要求書，本發明的各種方案和實施例的其它特徵和優點 將變得顯而易見。


圖IA為根據本發明一個實施例的交換機的方框圖；圖IB為根據本發明另一個實施例的交換機的方框圖；圖2為根據本發明一個實施例的功率管理代理的方框圖；圖3為根據本發明一個實施例的用於執行功率初始(第一行程)分配的方法的流 程圖；圖4為根據本發明一個實施例的用於執行第二行程的功率分配的方法的流程圖； 以及圖5為根據本發明一個實施例的具有PoE供電(power-sourcing)設備性能的交 換機的示意圖，該交換機經由乙太網電纜連接至不具備整體PoE性能的設備。
具體實施例方式本發明的實施例提供改進的數字電子網絡交換機中的功率管理。例如，如果可用 於交換機的功率不足以滿足針對交換機的所有功率需求，或者希望限制由交換機提供的功 率，本發明的實施例可調節提供給交換機的內部電路和連接至交換機的外部設備這兩者的功率量。這種功率調節可基於對連接至交換機埠的設備的信息、經由PoE分配給每個端 口的功率量以及指定功率分配優先權(preference)的策略信息的綜合考慮而做出。在本發明的某些實施例中，以兩個行程(pass)來執行上文概述的通用功率管理 方法。當需要時，通過基於埠優先級和其他次要參數向交換電路(switching circuitry) 施加功率，並經由附接的乙太網電纜通過PoE對其他設備施加功率，第一行程將系統初始 化。第二行程監測實際功率消耗，並更多地了解連接至多個交換機埠的每個交換機埠 的是什麼設備，以更好地調節所採用的優先級。由於實際功率測量以及對所連接設備的類 型的更多了解，作出第二次功率分配。功率管理代理持續監測網絡流量和/或向附接設備 發送通信 信息(communications)，以跟上附接網絡類型、操作狀態和可能改變的功率需求。參見圖1A，其示出交換機100a，其中將要被管理的功率僅來自整體供電電源110。 交換機IOOa還包括多個交換電路120。為了示例性目的，示出十六個交換電路120a-p。然 而，交換機IOOa可包括任意數目的交換電路。交換機電路(switch circuitry) 120可包括 PHY、MAC以及封包交換部件。導線(conductor) 142通過中心接頭隔離轉換器(未示出)將 交換機電路120連接至交換機IOOa的埠(未示出)，且該導線142在交換機電路120和 交換機埠之間傳送數據。交換機IOOa還包括功率管理代理(在圖IA和圖IB中未示出，但在圖2中示出)， 該功率管理代理可以訪問交換電路120的功率輸出控制器106、功率表(power meter) 130、 負載共享電路104以及功率管理模塊(未示出)。例如如所示出的，通過IEEE標準802. 3af 或802. 3at,功率輸出控制器106將PoE功率經由導線140發送到連接至導線142的同 一中心接頭轉換器的中心接頭。交換電路功率管理模塊可讀取交換埠(switching port) 120a-120p的狀態，並設置交換埠 120a_120p的操作參數。根據被使能(enable)並 運行的是交換電路120a-120p中的哪一個，功率表130測量由交換電路120所消耗的功率 量。功率表130將表示功率測量值的信號發送給功率管理代理。功率管理代理使用結 合了對經由PoE分配給每個埠的功率量的了解以及指定功率分配優先權的功率管理策 略信息的這一功率測量信息，來管理分配給交換電路120和交換埠的功率量。功率管理 代理可以以兩個行程來執行這種管理。參見圖1B，其示出交換機100b，其中將要被管理的功率來自整體供電電源110，並 來自由位於網絡連接處的其它附接設備(未示出)所提供並經由導線170送到功率輸入控 制器175的功率。(注意導線170和140可容納在同一乙太網電纜中)。交換機100b包括 可以訪問功率輸入控制器175的功率管理代理(在圖IA和圖IB中未示出，但在圖2中示 出)。根據被使能並運行的是交換電路120a-120p中的哪一個，功率表130測量由交換電路 120所消耗的功率量。功率表130將表示功率測量值的信號發送給功率管理代理。功率管理代理使用結 合了對經由PoE分配給每個埠的功率量的了解以及指定功率分配優先權的策略信息的 這一功率測量信息，來管理從整體供電電源110分配給交換電路120和交換埠的功率量。然而，如果來自整體供電電源110的功率不足以提供經由連接件170從外部設備 所接收到的所有功率請求，則功率管理代理可向一個或多個外部附接設備請求功率。例如， 通過使用符合IEEE標準802. 3af或802. 3at的方法，功率管理代理例如可將這些請求作為使用乙太網封包發送的消息或經由乙太網電纜發送的信號來發送。如果功率被獲準來自附接設備，則功率管理代理將從附接設備接收到的附加功率經由功率輸入控制電路175提供 給負載共享電路104。參見圖2，其示出根據本發明的一個實施例的功率管理代理200。功率管理代理 200包括功率管理代理進程(process) 201和功率管理代理數據203。功率管理代理進程201 執行以下任務管理供至交換機電路120的功率、經由導線140提供至附接設備的功率以及 通過經由導線170的網絡連接從附接設備接收到的可選功率。由功率管理代理進程201使 用功率管理數據203。環境數據222存儲與連接至交換機埠(switch port)的設備有關 的信息以及涉及每個交換機埠的網絡拓撲信息。PoE請求數據226包含與以下功率有關 的信息所述功率為由附接至埠的設備經由導線140和170所請求並獲準的功率，以及可 選擇地，由這些附接設備所請求並提供的功率。功率策略數據224包含功率分配策略信息。 功率策略數據224包括諸如埠重要性(PI)等的多個參數，其可通過管理來設置並可基於 環境數據222由功率控制進程214來調節。策略數據224中的這一參數和其他參數由功率 控制進程214使用，以輔助進行功率分配決定。環境信息收集進程212使用乙太網封包來經由導線142發送並接收信息，以收集 與連接至交換機埠的設備有關的信息和涉及每個交換機埠的網絡拓撲信息。通過探測 (snoop on)由交換機100a或100b從附接設備接收的封包、與附接設備通信、以及通過讀取 由位於網絡他處的另一代理所存儲的拓撲信息，環境信息收集進程212收集環境信息。還 可從共同駐留在交換機100a或100b中的代理(未示出)收集拓撲信息。PoE協議代理216從連接至交換機埠的附接設備接收功率請求，並選擇性地 將功率請求發送到連接至交換機埠的附接設備。功率請求可例如使用符合IEEE標準 802. 3af或802. 3at的方法，來自於使用乙太網封包發送的消息，或者來自經由乙太網電纜 發送的信號。PoE協議代理216記錄了 PoE請求數據226中的每個埠所請求的功率量。 如果需要來自經由導線170連接的附接設備的功率，則功率控制進程214指定其需要的功 率，響應於此，PoE協議代理216通過經由導線170的網絡連接向連接至交換機埠的設備 發出功率請求，以期滿足上述(stated)功率需求。功率控制進程214可指定優先接收所請 求的功率的一個或多個埠，或者其可簡單地表述(state)功率請求量並允許PoE協議進 程216從通過經由導線170的網絡連接而連接的任意一個或多個附接設備獲得所請求的功 率。隨後，PoE協議進程214記錄PoE請求數據226中基於每一交換機埠而接收到並分 配的所有功率。功率控制進程214使用雙行程功率管理方法，以分配由整體供電電源110所提供 的功率。通過基於策略數據224(例如埠優先級(重要性))向交換機電路120施加功 率，並經由PoE通過經由導線140的網絡連接向其他設備施加功率，第一行程進行第一次功 率分配。第二行程通過經由導線140的網絡連接來監測實際功率消耗，並更多地了解連接 至多個交換機埠的每一個交換機埠的是哪些設備，以更好地調節所採用的埠優先級 (存儲在策略數據224中)。由於實際功率測量和所獲得的與連接至埠的設備類型有關的 信息，功率控制進程214在多個交換機電路120中通過經由導線140的網絡連接的PoE將 功率第二次分配給連接到交換機埠的其他設備。第二次功率分配可與第一次(初始)功 率分配不同。如果監測進程改變了埠優先級，則功率分配可被調節。然而，其他事件(例如拔掉外部設備)也可觸發功率的重新分配。功率管理進程通過經由導線140的網絡連接 來持續監測網絡流量和/或向附接至交換機埠的設備發送通信信息，以跟上附接設備類 型、操作狀態和可能的功率需求改變。功率分配策略224指定對於其數據交換操作和其PoE功率分配這兩者而言埠是 多麼重要(埠重要性(PI))。策略數據224還包括埠操作優先級(POP)參數，其指定當 將此埠操作相比具有同一 PI值的其他交換機埠的相對重要性。策略數據224還包括 埠 PoE優先級(PPP)參數，其指定使用此埠傳遞PoE相比具有同一 PI值的其他交換機 埠的相對重要性。如下文所示，功率控制進程214可經由導線140在多個交換機埠之間執行初始 (第一行程)功率分配。功率控制進程214初始化「剩餘可用功率值」，使其等於可用於交 換機的功率量(例如是由供電電源110所提供的功率，或是由供電電源110和通過功率輸 入控制器175所提供的功率的總和)。功率控制進程214識別共享最高PI值的埠組，並 確定這組埠請求多少PoE功率。如果針對這組埠所請求的總功率可以由剩餘的可用功 率值來提供，則功率控制進程214準許將PoE功率供至這組中的所有埠 ；否則，功率控制 進程214將這組埠的PPP參數值用作平局決勝制(tie breaker)，以在這組的多個埠中 分配剩餘的功率。如果將PPP值用作平局決勝制仍不能使功率在剩餘功率的預算內分配給共享電 流PPP值的所有埠，則進程214可以任選(1)不給具有最高PPP值的埠分配功率；或 (2)將另一參數用作平局決勝制以向具有最高PPP值的設備的子集分配功率。例如，平局 決勝制參數可為埠操作優先級(POP)、埠數目、諸如MAC地址等的附接至此埠的站 (station)的特性、設備類型(IP電話、PC、交換機、伺服器、網絡設施以及印表機等)或針 對特定設備或設備類型的管理分配優先級。繼每個PI埠組之後，如果已經分配了任意功率，則功率管理代理200等待一段 時間以允許設備通電並進入操作狀態。如果沒有分配功率，則不延遲地對下一個PI埠組 進行分析。測量交換機電路120使用的實際功率並重新計算剩餘的功率。參見圖3，示出根據本發明一個實施例的用於執行第二行程功率分配的方法的流 程圖。在初始功率分配(步驟301)之後，功率管理代理200通過經由導線140的網絡連接 進入意圖收集更多信息的數據收集模式，所述更多信息涉及(1)每個交換機埠上的附 接設備以及(2)網絡拓撲(步驟302)。例如，方法300可收集的關於附接設備的信息的實 例包括附接設備是否為端節點，如果是，是什麼類型的端節點(PC、VoIP電話、無線APjT 印機、伺服器等)；附接設備是否為中間設備，如果是，網絡拓撲的哪一部分通過此埠連 接；以及該埠是否為冗餘埠。方法300可使用這些和/或其他信息來調節在步驟303 分配給交換機埠的策略數據224 (例如PI、POP和PPP功率分配優先級參數)。新調節的功率分配參數用於功率分配的第二行程，以基於對所連接的設備的更詳細的了解和每個設備的重要性來重新分發功率分配(步驟304)。所有的休眠埠 (inactive port)均進入低功率(睡眠)模式(步驟305)。這些埠可以響應於來自數據 的LAN動作或響應於PoE信號發送而喚醒。管理代理200返回以監測其環境，且在任意改 變之後，功率管理代理200重新檢查功率可用性和分配優先級。參見圖4，其為流程圖，示出根據本發明一個實施例的由附接至交換機100b的埠(圖IB)的外部設備使用通過經由導線170的網絡連接提供的功率的方法。如果交換機 IOOb具有從附接設備接收功率的能力，並且如果整體供電電源110不足以提供對交換機電 路120供電所需的所有功率以及PoE所請求的功率，則方法400請求來自附接設備的功率 以滿足不能由整體供電電源110提供的所請求的功率量。首先，基於整體供電電源110的 輸出能力，方法400將功率分配給交換機電路120和通過經由導線140的網絡連接進行連 接的設備(步驟401)。隨後，方法400確定當前分配的功率是否與所請求的功率不同(步 驟402)。如果所有請求都還沒得到滿足，則方法400從附接至交換機埠的一個或多個設 備請求功率短缺(power shortfall)(步驟403)。隨後，方法400通過經由導線140的網 絡連接將從附接設備接收的功率分配到交換機埠、或者附接設備、或這兩者(步驟404)。 隨後，方法400重新估測(reassess)可用功率量和所需功率量(步驟405)，然後返回到基 於整體供電能力進行功率分配的步驟(步驟401)。參見圖5，根據本發明的一個實施例，具有PoE PSE能力的交換機501經由乙太網 電纜502和504連接至乙太網牆上插座(Ethernet wall jack) 503 兩端具有RJ 45連接 器的標準乙太網電纜502將手機充電底座(cell phonecharging cradle) 509連接至牆上 插座503。手機充電底座509連接至手機507。手機充電底座509與手機507之間的連接 提供了由交換機501提供的功率，還可提供乙太網數據連接。手機充電底座509還可提供 DC到DC或AC到DC的電壓轉換，以將由交換機501所提供的電壓(例如48瓦特)轉換成 手機用來對其電池充電的電壓(例如5瓦特)。手機充電底座509還可具有向交換機501提供表示正從交換機請求功率的信息的 電路。此電路可以從僅表示需要功率的簡單實施(例如僅需要25k電阻的IEEE 802. 3af發 現步驟)變成請求低於所使用的最大值的功率的較為複雜的實施(例如IEEE 802. 3af功 率分類機制)。手機充電底座509可請求一個級別的功率來快速地對手機進行初次充電，隨 後，當電池處於較高充電狀態時，隨著電池需要功率的降低，其請求降低。在可選的實施中，特定的乙太網電纜511可被用於從牆上插座直接連接到手機。 由於現今手機的尺寸較小，因而此電纜511可具有小型化的乙太網連接器以插入手機。並 且，需要請求功率的電路可以被放入插入到牆上插座內的RJ 45連接器中。此終端(end) 足夠大以容納電阻，並且還可具有小型ASIC，其提供基本的發現功能或者感知由被充電的 手機電池產生(draw by)的電流，因此，如上所述，降低了所請求的功率。本發明的實施例具有多種優點。例如，圖5中示出的實施例具有如下優點即使手 機505和507關閉，交換機也可通過乙太網電纜502和511向充電底座509和/或手機提 供功率，如若不然，則不能通過乙太網電纜502和511發送或接收乙太網封包。因而，可以 很容易地用交換機501對手機505和507充電，而無須打開手機505和507，並且無須要求 手機505和507通過交換機501建立網絡連接或發送任何數據。上文公開的所有技術可被 用於給充電底座509和手機505以及其它設備分配功率，這些設備中的一些可以是打開的， 並通過交換機發送乙太網流量。儘管某些現有技術的系統保證功率並將功率輸送的優先級分配給交換機上的一組埠，但這些系統並未對分配給其它組件(例如交換電路)的功率進行交替使用(trade off)。反之，本發明的實施例動態地監測、評估和交替使用分配給埠以及分配給交換機 中的交換電路的功率，從而避免給交換電路分配過多的功率而給埠分配的功率不足的問題，反之亦然。進一步地，埠可被分配有不同的優先級，使得在可用功率不足以向所有的 埠提供功率的情況下，功率可被提供給具有最高優先級的埠。而且，可經過PoE從外部 設備獲得功率，然後將功率提供給交換電路或經由PoE提供給其它外部設備。在上述的實施例中，用於交換機操作和PoE的功率預算不是預先分配的。因而， 在這些實施例中，可以在將任何功率分配給PoE之前，將大量功率分配給交換電路，反之亦 然。可選地，為了保證交換電路和外部設備這兩者至少接收到一定量的最小量功率，可強 制實行將一定量的功率分配給交換機操作、並將用於PoE功率輸送的另一些功率量分配給 其它設備的策略。作為另一實例，上述算法可對供給PoE和交換電路的功率應用上限值 (ceilings)0應該了解，儘管已經根據特定實施例在上文中描述了本發明，前述實施例僅是作為示例性而提供的，而沒有限制或限定本發明的範圍。包括在下文中但不局限於此的各種 其他實施例也落在權利要求書的範圍內。例如，此處描述的元件和部件可被進一步分成額 外的部件，或結合在一起以形成用於執行相同功能的較少的部件。儘管在某些實施例中示出的交換機100包括整體供電電源110，但是其僅為一個 實例而並未構成對本發明的限制。可選地或另外地，可用一個或多個外部供電電源來執行 與整體供電電源110相同的功能。例如，可將上述技術以硬體、軟體、固件或其任意組合的方式實現。上述技術可以 在可編程計算機上執行一個或多個電腦程式來執行，其中可編程計算機包括處理器、處 理器可讀的存儲介質(例如包括易失存儲器和非易失存儲器和/或存儲元件)、至少一個輸 入設備和至少一個輸出設備。程序代碼可被用於使用輸入設備而添入的輸入，以執行所述 功能並產生輸出。輸出可被提供給一個或多個輸出設備。落入所附權利要求書的範圍內的每個電腦程式可用任意程式語言(例如彙編 語言、機器語言、高級程式語言或面向對象的程式語言)來實現。例如，程式語言可為編譯 程式語言或解譯性程式語言。每個這種電腦程式可實現為這樣的電腦程式產品，其具體體現為由計算機處 理器執行的機器可讀存儲設備。本發明的方法步驟可由執行具體體現在計算機可讀介質上 的程序的計算機處理器執行，以通過針對輸入的操作和產生輸出來執行本發明的功能。通 過實例，適用的處理器包括通用和用於特殊目的的微處理器這兩者。一般而言，處理機從只 讀存儲器和/或隨機存取存儲器接收指令和數據。例如，適用於具體體現電腦程式指令 的存儲設備包括所有形式的非易失存儲器，例如包括EPROM、EEPROM和快閃記憶體設備的半導體 存儲設備；諸如內部硬碟和可移動盤等磁碟；磁光碟；以及CD-ROM。可將任意前述部件補充 或被併入特殊設計的ASIC(特定用途集成電路)或FPGA(現場可編程門陣列)。通常，計算 機還可從諸如內部盤(未示出)或可移動盤等存儲介質接收程序和數據。這些元件還可在 傳統的臺式計算機或工作站計算機以及其他計算機(適合用於執行實現此處描述的方法 的電腦程式)中發現，其可被用於與任意數字列印引擎或標記引擎、顯示監視器或能夠 在紙、膠片、顯示屏或其它輸出介質上產生色彩或灰度像素的其它光柵輸出設備相結合。
權利要求
一種網絡交換機中的功率管理方法，所述網絡交換機具有多個交換機電路和至少一個埠，該方法包括以下步驟(A)為所述多個交換機電路和所述至少一個埠選擇功率分配，包括以下步驟(A)(1)測量由所述多個交換機電路總共消耗的第一功率量；(A)(2)識別由所述至少一個埠經由乙太網供電PoE總共消耗的第二功率量；(A)(3)基於所述第一功率量和所述第二功率量來選擇第一次分配。
2.根據權利要求1所述的方法，其中步驟(A)還包括(A)(4)在步驟(A) (3)之前，識別用於在所述至少一個埠中分配功率的至少一個功 率管理策略；以及其中步驟(A) (3)包括基於所述第一功率量、所述第二功率量以及所述至少一個功率 管理策略來選擇所述第一次分配。
3.根據權利要求1所述的方法，還包括以下步驟(B)根據所述第一次分配，給所述多個交換機電路和所述至少一個埠提供功率。
4.一種用於網絡交換機的功率管理代理，所述網絡交換機具有多個交換機電路和至少 一個埠，所述功率管理代理包括用於接收第一信號的裝置，所述第一信號表示由所述多個交換機電路總共消耗的第一 功率量；用於接收第二信號的裝置，所述第二信號識別由所述至少一個埠經由乙太網供電 PoE總共消耗的第二功率量；以及用於選擇第一次分配的裝置，基於所述第一功率量和所述第二功率量對所述多個交換 機電路和所述至少一個埠進行功率的第一次分配。
5.根據權利要求4所述的功率管理代理，還包括用於識別至少一個功率管理策略的裝置，所述至少一個功率管理策略用於在多個埠 中分配功率；以及其中所述用於選擇第一次分配的裝置包括基於所述第一功率量、所述第二功率量以及 所述至少一個功率管理策略來選擇所述第一次分配的裝置。
6.根據權利要求4所述的功率管理代理，還包括功率輸出控制電路，用於根據所述第一次分配給所述多個交換機電路和所述至少一個 埠提供功率。
7.一種網絡交換機，包括 多個交換機電路； 至少一個埠；功率管理代理； 負載共享裝置；以及 功率表，包括用於測量由所述多個交換機電路總共消耗的第一功率量的裝置；用於將表示所述第一功率量的信號發送給所述負載共享裝置的裝置；用於識別由所述至少一個埠經由乙太網供電PoE總共消耗的第二功率量的裝置；以及用於將表示所述第二功率量的信號發送給所述負載共享裝置的裝置； 其中所述負載共享裝置包括用於選擇第一次分配的裝置，基於所述第一功率量和所述第二功率量對所述多個交換 機電路和所述至少一個埠進行功率的第一次分配；以及用於將表示所述功率的第一次分配的信號發送給所述功率管理代理的裝置； 其中所述功率管理代理包括功率輸出控制電路，所述功率輸出控制電路用於根據所述 第一次分配給所述多個交換機電路和所述至少一個埠分配功率。
8.根據權利要求7所述的網絡交換機，其中所述功率管理代理還包括用於識別至少 一個功率管理策略的裝置，所述至少一個功率管理策略用於在所述至少一個埠中分配功 率；以及其中所述負載共享裝置包括用於基於所述第一功率量、所述第二功率量以及所述至少 一個功率管理策略為所述多個交換機電路和所述至少一個埠選擇功率的第一次分配的裝置。
9.一種網絡交換機中的功率管理方法，所述網絡交換機具有多個交換機電路和至少一 個埠，該方法包括以下步驟(A)為所述多個交換機電路和所述至少一個埠選擇功率的第一次分配，(B)為所述多個交換機電路和所述至少一個埠選擇功率的第二次分配，包括以下步驟(A) (1)測量由所述多個交換機電路總共消耗的第一功率量； (A) (2)測量由所述至少一個埠經由乙太網供電PoE總共消耗的第二功率量； (A) (3)識別連接至所述至少一個埠的至少一個設備的特徵； (A) (4)基於所識別的設備特徵，改變用於在所述至少一個埠中分配功率的至少一個 功率管理策略，以產生至少一個被改變的功率管理策略；以及(A) (5)基於所述第一功率量、所述第二功率量、被識別的設備特徵以及所述至少一個 被改變的功率管理策略來選擇所述功率的第二次分配。
10.根據權利要求9所述的方法，還包括以下步驟(C)在步驟(B)之前，根據所述第一次分配，給所述多個交換機電路和所述至少一個端 口提供功率；以及(D)在步驟(B)之後，根據所述第二次分配，給所述多個交換機電路和所述至少一個埠提供功率。
11.根據權利要求10所述的方法，其中所述功率的第二次分配需要向所述至少一個端 口提供總共功率量，其中步驟(D)包括(D) (1)識別來自所述交換機的內部供電電源的可用功率量；(D) (2)如果所述可用功率量至少與需要提供給所述至少一個埠的總共功率量一樣 多，則使用來自所述內部供電電源的功率來給所述至少一個埠提供功率；以及(D) (3)如果所述可用功率量少於需要提供給所述至少一個埠的總共功率量，則(a)請求來自連接至所述至少一個埠的至少一個設備的功率；(b)從所述至少一個設備接收功率；以及(c)使用來自所述內部供電電源的功率和所接收到的功率來給所述至少一個埠提供功率。
12.根據權利要求9所述的方法，其中步驟(B)(3)包括確定所述至少一個設備是否為端節點。
13.根據權利要求9所述的方法，其中步驟(B)(3)包括識別所述至少一個設備的類型。
14.根據權利要求9所述的方法，其中步驟(B)(3)包括向所述至少一個設備發送請求 並接收對所述請求的響應，所述響應表示所述至少一個設備的特徵。
15.根據權利要求9所述的方法，其中步驟(B)(3)包括監測由所述至少一個設備發送 的網絡流量，並基於所述網絡流量來識別所述至少一個設備的特徵。
16.根據權利要求9所述的方法，其中步驟⑶(3)包括識別位於所述網絡拓撲中的所 述至少一個設備的位置。
17.根據權利要求9所述的方法，還包括以下步驟(A)根據所述第一次分配，給所述多個交換機電路和所述至少一個埠提供功率。
18.根據權利要求9所述的方法，其中所述至少一個功率管理策略包括與所述至少一 個埠相關的埠優先級。
19.根據權利要求9所述的方法，其中如果所述埠為連接至所述至少一個埠中的 一個埠的重要設備提供網絡接入，則步驟(B) (4)包括增加所述至少一個埠中的所述 一個埠的埠重要性值。
20.根據權利要求9所述的方法，其中如果所述至少一個埠中的一個埠為連接至 所述交換機的網絡拓撲的重要部分提供網絡接入，則步驟(B) (4)包括增加所述至少一個 埠中的所述一個埠的埠重要性值。
21.一種用於網絡交換機的功率管理代理，所述網絡交換機具有多個交換機電路和至 少一個埠，所述功率管理代理包括內部功率識別裝置，用於識別來自所述交換機的內部供電電源的可用功率量；內部功率提供裝置，如果所述可用功率量至少與要求提供給所述至少一個埠的總共 功率量一樣多，則使用來自所述內部供電電源的功率來給所述至少一個埠提供功率；以 及外部功率提供裝置，包括請求功率裝置，如果所述可用功率量少於要求提供給所述至少一個埠的總共功率 量，則請求來自連接至所述至少一個埠的至少一個設備的功率；接收功率裝置，如果所述可用功率量少於要求提供給所述至少一個埠的總共功率 量，則從所述至少一個設備接收功率；以及提供功率裝置，如果所述可用功率量少於要求提供給所述至少一個埠的總共功率 量，則使用來自所述內部供電電源的功率以及所接收到的功率來給所述至少一個埠提供 功率。
22.—種系統，包括網絡交換機；第一設備，通過網絡連接在所述網絡交換機的埠處連接至所述交換機；其中所述網絡交換機包括經由PoE向所述第一設備提供功率的裝置，其中在提供功率的同時沒有通過所述網絡連接將數據發送至所述第一設備、也沒有通過所述網絡連接從所述第一設備接收數據。
23.根據權利要求22所述的系統，其中所述提供功率裝置包括用於通過網絡電纜向所 述第一設備提供功率的裝置；以及其中所述交換機包括用於通過所述網絡電纜向所述第一設備傳輸數據的裝置。
24.根據權利要求22所述的系統，其中所述網絡電纜包括乙太網電纜。
25.根據權利要求22所述的系統，其中所述第一設備包括用於對所提供的功率進行 DC-DC轉換的裝置，以及用於向連接至所述第一設備的第二設備提供所轉換的功率的裝置。
26.根據權利要求22所述的系統，其中所述第一設備包括用於對所提供的功率進行 AC-DC轉換的裝置，以及用於向連接至所述第一設備的第二設備提供所轉換的功率的裝置。
27.—種網絡交換機，包括埠，包括用於通過網絡連接將所述埠耦接至第一設備的裝置；以及用於經由PoE向所述第一設備提供功率的裝置，其中在提供功率的同時沒有通過所 述網絡連接將數據發送至所述第一設備、也沒有通過所述網絡連接從所述第一設備接收數 據。
28.根據權利要求27所述的系統，其中用於提供功率的所述裝置包括用於通過網絡電 纜向所述第一設備提供功率的裝置；以及其中所述交換機包括用於通過所述網絡電纜向所述第一設備傳輸數據的裝置。
29.根據權利要求27所述的系統，其中所述網絡電纜包括乙太網電纜。
30.根據權利要求27所述的系統，其中所述第一設備包括用於對所提供的功率進行 DC-DC轉換的裝置，以及用於向連接至所述第一設備的第二設備提供所轉換的功率的裝置。
31.根據權利要求27所述的系統，其中所述第一設備包括用於對所提供的功率進行 AC-DC轉換的裝置，以及用於向連接至所述第一設備的第二設備提供所轉換的功率的裝置。
32.—種設備，包括埠，包括用於通過網絡連接將所述埠耦接至網絡交換機的裝置；以及用於通過網絡連接經由PoE從所述網絡交換機接收功率的裝置，其中在接收功率的同 時沒有通過所述網絡連接將數據發送至所述設備、也沒有通過所述網絡連接從所述設備接 收數據。
33.一種網絡電纜，包括用於將所述電纜連接至一設備的裝置；用於根據網絡協議通過網絡連接來向所述設備發送數據或者從所述設備接收數據的 裝置；以及用於代表所述設備通過所述網絡連接來請求功率的裝置。
34.根據權利要求33所述的網絡電纜，其中所述網絡協議包括乙太網協議，以及其中 所述網絡連接包括乙太網連接。
35.根據權利要求33所述的網絡電纜，還包括用於響應於所述請求通過所述網絡連接來接收功率的裝置；以及用於通過用於將所述電纜連接至所述設備的裝置將所接收的功率提供給所述設備的裝置ο
36.根據權利要求33所述的網絡電纜，其中用於連接的所述裝置包括用於請求功率的所述裝置。
37.根據權利要求33所述的網絡電纜，其中用於請求的所述裝置包括用於根據IEEE規 範802. 3af或802. 3at來請求功率的裝置。
全文摘要
本發明的實施例包括一種管理代理，其可以訪問數字電子通信交換機的功率輸出控制電路、功率表和負載共享裝置，以及具有對交換機中的交換機電路的功率進行管理的能力。功率表使得管理代理能夠識別被使能並運行的交換機電路所消耗的功率。結合了(1)對經由PoE分配給每個埠的功率的了解以及(2)策略信息(其指定功率分配優先權)被用在雙行程功率管理方法中。本發明的實施例可調節提供給交換機的內部電路和連接至交換機的外部設備這兩者的功率量。
文檔編號H04L12/04GK101826970SQ20101000212
公開日2010年9月8日 申請日期2010年1月5日 優先權日2009年1月5日
發明者哈森·卡巴拉, 詹姆士·S·希思科克 申請人:3柯姆公司