POE供电原理及供电过程总结分析

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  POE供电原理及供电过程

  一开始,PSE设备在端口输出很小的电压,直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE 802.3af标准的受电端设备。

  1. PD端设备分类

  当检测到受电端设备PD之后,PSE设备可能会为PD设备进行分类,并且评估此PD设备所需的功率损耗。

  2. 开始供电

  在一个可配置时间(一般小于15μs)的启动期内,PSE设备开始从低电压向PD设备供电,直至提供48V的直流电源。

  3. 供电

  为PD设备提供稳定可靠48V的直流电,满足PD设备不越过 15.4W的功率消耗。

  4. 断电

  若PD设备从网络上断开时,PSE就会快速地(一般在300~400ms之内)停止为PD设备供电,并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接PD设备。

  5.供电方法

  PoE标准为使用以太网的传输电缆输送直流电到POE兼容的设备定义了两种方法:

  中间跨接法( Mid -Span )

  使用以太网电缆中没有被使用的空闲线对来传输直流电,应用于普通交换机与网络终端设备之间,可以通过网线给网络终端设备供电,Midspan PSE(中跨供电设备)是一个专门的电源管理设备,通常和交换机放在一起。它对应每个端口有两个RJ45插孔,一个用短线连接至交换机,另一个连接远端设备。

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  末端跨接法(End-Span)

  是在传输数据所用的芯线上同时传输直流电,其输电采用与以太网数据信号不同的频率。相应的Endpoint PSE(末端供电设备)有支持POE功能的以太网交换机、路由器、集线器或其他网络交换设备。可以预见End-Span会迅速得到推广,这是由于以太网数据与输电采用公用线对,因而省去了需要设置独立输电的专用线,这对于仅有8芯的电缆和相配套的标准RJ-45插座意义特别重大。

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  6.发展

  以太网供电芯片厂商PowerDsine将召开一个IEEE会议,正式提交“大功率以太网供电”标准,该标准将支持为笔记本电脑等设备供电。PowerDsine将提交一份白皮书,建议把802.3af标准的48v输入、13w的可用功率极限提高1倍。除笔记本电脑外,新标准还有可能为液晶显示器和视频电话等供电。

  2009年10月30日 IEEE出了一个最新的802.3at标准,其中规定了POE可以提供更高的功率,超过了13W,可以达到30W!

  POE 供电设备原理详解

  标准的五类网线有四对双绞线但是在10M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的两对。IEEE80 2.3af允许两种用法:

  1.应用空闲脚供电时4、5脚连接为正极,7、8脚连接为负极。 下图为利用空闲线(4,5,7,8)传递48V的电源。

  POE供电原理及供电过程总结分析

  2.利用信号线(1,2,3,6)同时传递数据信号和48V的电源。应用数据脚供电时,将DC电源加在传输变压器的中点,在这种方式下线对1、2和线对3、6可以为任意极性。传输数据所用的芯线上同时传输直流电,其输电采用与以太网数据信号不同的频率,不影响数据的传输。

  POE供电原理及供电过程总结分析

  标准不允许同时应用以上两种情况。电源提供设备PSE只能提供一种用法,但是电源应用设备PD必须能够同时适应两种情况。该标准规定供电电源通常是48V、13W的。PD设备提供48V到低电压的转换是较容易的,但同时应有1500V的绝缘安全电压。 下面谈一下1000M BASE-T POE 供电系统

  POE供电原理及供电过程总结分析

  图3 RJ-45插座示意图

  POE供电原理及供电过程总结分析

  图4 供电电路分解细化

  1000M BASE-T POE 供电系统 4个线序对均传输数据,故无空闲对, 均采用数据对供电,图4左图,1脚和2脚、3脚和6脚通过网络变压器进行电压、信号的分频、分离出来的电压连接到桥式整流进行整流供电,如图5

  POE供电原理及供电过程总结分析

  图5 后段整流电路

  以上讨论的是POE adapter 供电模式,典型的POE adapter 如下图

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  图6 POE adapter

  POE供电原理及供电过程总结分析

  图7 POE供电交换机 POE 交换机供电示意图

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  POE供电原理及供电过程总结分析

  协商供电

  当在一个网络中布置PSE供电端设备时,POE以太网供电工作过程如下所示。

  1. 检测:一开始,PSE设备在端口输出很小的电压,直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE802.3af标准的受电端设备。

  2.PD端设备分类:当检测到受电端设备PD之后,PSE设备可能会为PD设备进行分类,并且评估此PD设备所需的功率损耗。

  3. 开始供电:在一个可配置时间(一般小于15μs)的启动期内,PSE设备开始从低电压向PD设备供电,直至提供48V的直流电源。

  4.供电:为PD设备提供稳定可靠48V的直流电,满足PD设备不越过15.4W的功率消耗。 5.断电:若PD设备从网络上断开时,PSE就会快速地(一般在300~400ms之内)停止为PD设备供电,并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接PD设备。

  另一种是通过POE供电交换机供电

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