PoE反向供電技術(shù)應(yīng)用

　　1、反向供電技術(shù)

　　PoE反向供電技術(shù)采用的是一種相對(duì)的方式來(lái)命名的技術(shù)，我們通常稱(chēng)由交換機(jī)給網(wǎng)絡(luò)終端供電，電流從交換機(jī)流向網(wǎng)絡(luò)終端為正向供電，那么通過(guò)網(wǎng)絡(luò)終端（客戶(hù)端）向交換機(jī)進(jìn)行供電，電流從終端流向交換機(jī)這種供電方式我們則稱(chēng)之為反向供電。

　　一個(gè)完整的PoE系統(tǒng)包括供電端設(shè)備PSE和受電端設(shè)備PD兩部分。PSE設(shè)備是為以太網(wǎng)客戶(hù)端設(shè)備供電的設(shè)備，同時(shí)也是整個(gè)PoE以太網(wǎng)供電過(guò)程的管理者；PD設(shè)備是接受供電的PSE負(fù)載，即PoE系統(tǒng)的客戶(hù)端設(shè)備。

　　2、反向供電的優(yōu)勢(shì)

　　反向供電解決了寬帶接入的取電難的問(wèn)題，同時(shí)也創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，其優(yōu)勢(shì)可以總結(jié)為以下幾個(gè)方面：

　?。?）解決了接入設(shè)備在特殊環(huán)境下取電難的問(wèn)題。

　　（2）提供了更加靈活的補(bǔ)充供電方案，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速部署。

　　（3）無(wú)需專(zhuān)門(mén)鋪設(shè)電源線給接入設(shè)備供電，節(jié)省工程投入。

　?。?）采用反向供電方式，實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)側(cè)設(shè)備的無(wú)源，不會(huì)因設(shè)備電源損壞等故障引起斷網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)故障減少，提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。

　?。?）降低維護(hù)工作量，節(jié)約了用于維護(hù)的人力資源

　　（6）采用反向供電技術(shù)，只有在用戶(hù)使用時(shí)才會(huì)加電工作，綠色環(huán)保。

　　3、PoE反向供電技術(shù)與應(yīng)用研究

　　3.1PoE反向供電原理

　　一個(gè)完整的PoE反向供電系統(tǒng)包括供電端設(shè)備（powersourcingequipment，PSE）、受電端設(shè)備（powered

　　device，PD）及其中間的傳輸線路。PSE為客戶(hù)端設(shè)備提供電源，同時(shí)也是整個(gè)PoE反向供電過(guò)程的管理者；PD是接受供電的PSE負(fù)載；PSE和PD之間采用標(biāo)準(zhǔn)五類(lèi)線完成信號(hào)傳送［1］。光接入網(wǎng)中典型的PoE反向供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1中，ONU內(nèi)置PD功能，放置在樓道，連接多個(gè)用戶(hù)，PSE放置在用戶(hù)家中，用戶(hù)PC通過(guò)PSE用標(biāo)準(zhǔn)五類(lèi)網(wǎng)線連接ONU。當(dāng)用戶(hù)上線時(shí)，PSE接通220V電源，將用戶(hù)PC發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)和電源信號(hào)耦合在一起后通過(guò)網(wǎng)線發(fā)送給ONU，具有PD功能的ONU將接收信號(hào)分流，一方面實(shí)現(xiàn)對(duì)ONU供電，另一方面將數(shù)據(jù)向上發(fā)送。

　　PoE反向供電采用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)傳輸電纜輸送直流電定義的方法，即中間跨接法和末端跨接法。中間跨接法使用以太網(wǎng)電纜中沒(méi)有被使用的空閑線對(duì)（4/5，7/8）傳輸直流電，末端跨接法在數(shù)據(jù)線對(duì)（1/2，3/6）上同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)和直流電信號(hào)。兩種供電方式的接口模型如圖2所示。

　　圖2（b）中，饋電傳輸方式利用數(shù)據(jù)線對(duì)1/2、3/6與電源信號(hào)耦合傳輸功率，從網(wǎng)口變壓器中心抽頭疊加-48V直流饋電。直流電和數(shù)據(jù)信號(hào)采用不同的頻率傳送，互不干擾，在同一線對(duì)同時(shí)傳輸電流和數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)電流和數(shù)據(jù)的“復(fù)用”。

　　3.2PoE反向供電應(yīng)用研究

　　對(duì)光接入網(wǎng)供電而言，PoE反向供電技術(shù)是一個(gè)很好的補(bǔ)充解決方案，但在實(shí)際應(yīng)用中還存在諸多問(wèn)題需要解決，如布放線纜要求、供電距離限制、多用戶(hù)平衡供電、供電對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響、安全和保護(hù)等。

　?。?）布放線纜要求

　　PoE反向供電系統(tǒng)通過(guò)RJ45接口以五類(lèi)線線纜傳送電源信號(hào)，為了保證系統(tǒng)的安全性和可靠性，傳輸線纜必須符合IEEE802.3af/at要求，采用非屏蔽雙絞線對(duì)電纜或屏蔽雙絞線對(duì)電纜。電纜的具體技術(shù)要求應(yīng)符合GB/T50311-2000《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB/T50312-2000《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定，并支持TIA-568-B標(biāo)準(zhǔn)或者TIA-568-C標(biāo)準(zhǔn)。

　?。?）供電距離限制

　　PoE反向供電系統(tǒng)需考慮ONU到PSE間的線纜長(zhǎng)度，防止線纜過(guò)長(zhǎng)而影響電源信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的傳送。根據(jù)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，集線設(shè)備和網(wǎng)卡端口的PHY芯片只保證驅(qū)動(dòng)100m以?xún)?nèi)的銅線，對(duì)更遠(yuǎn)的傳輸距離則不能保證，為了保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行并滿(mǎn)足可靠性要求，ONU到PSE間的五類(lèi)線線纜長(zhǎng)度應(yīng)控制在100m以?xún)?nèi)。

　?。?）多用戶(hù)供電研究

　　在PoE反向供電系統(tǒng)中，通常ONU為多個(gè)用戶(hù)共享，當(dāng)多個(gè)用戶(hù)同時(shí)對(duì)ONU供電時(shí)，需實(shí)現(xiàn)：均衡供電，確保用戶(hù)用電公平性；ONU設(shè)備必須具有一定的頑健性，當(dāng)供電用戶(hù)改變時(shí)，可以保證對(duì)系統(tǒng)供電和其他用戶(hù)的業(yè)務(wù)無(wú)影響，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　?。?）對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響

　　在PoE反向供電系統(tǒng)中，五類(lèi)線同時(shí)傳送數(shù)據(jù)信號(hào)和電源信號(hào)，而且由于用戶(hù)使用的任意性，隨時(shí)都有不同的用戶(hù)在上下線，因此需要綜合考慮以下兩個(gè)因素對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響：供電切換時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)功能的影響；用戶(hù)頻繁上下線的沖擊對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。理論上，供電功能與數(shù)據(jù)功能互不影響，同時(shí)具備抗擊電流頻繁沖擊的能力，即任何用戶(hù)的頻繁上下線都不應(yīng)對(duì)設(shè)備供電和其余用戶(hù)業(yè)務(wù)產(chǎn)生不良影響。

　?。?）安全和保護(hù)

　　PoE系統(tǒng)的布放環(huán)境極其復(fù)雜，為了最大限度地降低系統(tǒng)隱患故障，保證系統(tǒng)的安全性和可靠性，PoE反向供電系統(tǒng)運(yùn)行中必須考慮安全和保護(hù)方面的問(wèn)題，主要包括過(guò)功率保護(hù)和短路保護(hù)、欠壓保護(hù)和過(guò)壓保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)和誤插入保護(hù)等。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)以上故障時(shí)，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)，在故障清除后能重新正常工作。

　　4、測(cè)試和分析

　　通過(guò)PoE反向供電設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù)，驗(yàn)證各廠商PoE反向供電設(shè)備的特性參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)性能，為現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用提供參考。