POE供電原理及供電過(guò)程總結(jié)分析

　　POE供電原理及供電過(guò)程

　　一開(kāi)始，PSE設(shè)備在端口輸出很小的電壓，直到其檢測(cè)到線纜終端的連接為一個(gè)支持IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)的受電端設(shè)備。

　　1. PD端設(shè)備分類

　　當(dāng)檢測(cè)到受電端設(shè)備PD之后，PSE設(shè)備可能會(huì)為PD設(shè)備進(jìn)行分類，并且評(píng)估此PD設(shè)備所需的功率損耗。

　　2. 開(kāi)始供電

　　在一個(gè)可配置時(shí)間（一般小于15μs）的啟動(dòng)期內(nèi)，PSE設(shè)備開(kāi)始從低電壓向PD設(shè)備供電，直至提供48V的直流電源。

　　3. 供電

　　為PD設(shè)備提供穩(wěn)定可靠48V的直流電，滿足PD設(shè)備不越過(guò) 15.4W的功率消耗。

　　4. 斷電

　　若PD設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)上斷開(kāi)時(shí)，PSE就會(huì)快速地（一般在300～400ms之內(nèi)）停止為PD設(shè)備供電，并重復(fù)檢測(cè)過(guò)程以檢測(cè)線纜的終端是否連接PD設(shè)備。

　　5.供電方法

　　PoE標(biāo)準(zhǔn)為使用以太網(wǎng)的傳輸電纜輸送直流電到POE兼容的設(shè)備定義了兩種方法：

　　中間跨接法（ Mid -Span ）

　　使用以太網(wǎng)電纜中沒(méi)有被使用的空閑線對(duì)來(lái)傳輸直流電，應(yīng)用于普通交換機(jī)與網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備之間，可以通過(guò)網(wǎng)線給網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備供電，Midspan PSE（中跨供電設(shè)備）是一個(gè)專門(mén)的電源管理設(shè)備，通常和交換機(jī)放在一起。它對(duì)應(yīng)每個(gè)端口有兩個(gè)RJ45插孔，一個(gè)用短線連接至交換機(jī)，另一個(gè)連接遠(yuǎn)端設(shè)備。

　　末端跨接法（End-Span）

　　是在傳輸數(shù)據(jù)所用的芯線上同時(shí)傳輸直流電，其輸電采用與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)不同的頻率。相應(yīng)的Endpoint PSE（末端供電設(shè)備）有支持POE功能的以太網(wǎng)交換機(jī)、路由器、集線器或其他網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。可以預(yù)見(jiàn)End-Span會(huì)迅速得到推廣，這是由于以太網(wǎng)數(shù)據(jù)與輸電采用公用線對(duì)，因而省去了需要設(shè)置獨(dú)立輸電的專用線，這對(duì)于僅有8芯的電纜和相配套的標(biāo)準(zhǔn)RJ-45插座意義特別重大。

　　6.發(fā)展

　　以太網(wǎng)供電芯片廠商PowerDsine將召開(kāi)一個(gè)IEEE會(huì)議，正式提交“大功率以太網(wǎng)供電”標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將支持為筆記本電腦等設(shè)備供電。PowerDsine將提交一份白皮書(shū)，建議把802.3af標(biāo)準(zhǔn)的48v輸入、13w的可用功率極限提高1倍。除筆記本電腦外，新標(biāo)準(zhǔn)還有可能為液晶顯示器和視頻電話等供電。

　　2009年10月30日 IEEE出了一個(gè)最新的802.3at標(biāo)準(zhǔn)，其中規(guī)定了POE可以提供更高的功率，超過(guò)了13W，可以達(dá)到30W！

　　POE 供電設(shè)備原理詳解

　　標(biāo)準(zhǔn)的五類網(wǎng)線有四對(duì)雙絞線但是在10M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的兩對(duì)。IEEE80 2.3af允許兩種用法：

　　1.應(yīng)用空閑腳供電時(shí)4、5腳連接為正極，7、8腳連接為負(fù)極。 下圖為利用空閑線（4，5，7，8）傳遞48V的電源。

　　2.利用信號(hào)線（1，2，3，6）同時(shí)傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)和48V的電源。應(yīng)用數(shù)據(jù)腳供電時(shí)，將DC電源加在傳輸變壓器的中點(diǎn)，在這種方式下線對(duì)1、2和線對(duì)3、6可以為任意極性。傳輸數(shù)據(jù)所用的芯線上同時(shí)傳輸直流電，其輸電采用與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)不同的頻率，不影響數(shù)據(jù)的傳輸。

　　標(biāo)準(zhǔn)不允許同時(shí)應(yīng)用以上兩種情況。電源提供設(shè)備PSE只能提供一種用法，但是電源應(yīng)用設(shè)備PD必須能夠同時(shí)適應(yīng)兩種情況。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定供電電源通常是48V、13W的。PD設(shè)備提供48V到低電壓的轉(zhuǎn)換是較容易的，但同時(shí)應(yīng)有1500V的絕緣安全電壓。 下面談一下1000M BASE-T POE 供電系統(tǒng)

　　圖3 RJ-45插座示意圖

　　圖4 供電電路分解細(xì)化

　　1000M BASE-T POE 供電系統(tǒng) 4個(gè)線序?qū)鶄鬏敂?shù)據(jù)，故無(wú)空閑對(duì)， 均采用數(shù)據(jù)對(duì)供電，圖4左圖，1腳和2腳、3腳和6腳通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變壓器進(jìn)行電壓、信號(hào)的分頻、分離出來(lái)的電壓連接到橋式整流進(jìn)行整流供電，如圖5

　　圖5 后段整流電路

　　以上討論的是POE adapter 供電模式，典型的POE adapter 如下圖

　　圖6 POE adapter

　　圖7 POE供電交換機(jī) POE 交換機(jī)供電示意圖

　　協(xié)商供電

　　當(dāng)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中布置PSE供電端設(shè)備時(shí)，POE以太網(wǎng)供電工作過(guò)程如下所示。

　　1. 檢測(cè)：一開(kāi)始，PSE設(shè)備在端口輸出很小的電壓，直到其檢測(cè)到線纜終端的連接為一個(gè)支持IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)的受電端設(shè)備。

　　2.PD端設(shè)備分類：當(dāng)檢測(cè)到受電端設(shè)備PD之后，PSE設(shè)備可能會(huì)為PD設(shè)備進(jìn)行分類，并且評(píng)估此PD設(shè)備所需的功率損耗。

　　3. 開(kāi)始供電：在一個(gè)可配置時(shí)間（一般小于15μs）的啟動(dòng)期內(nèi)，PSE設(shè)備開(kāi)始從低電壓向PD設(shè)備供電，直至提供48V的直流電源。

　　4.供電：為PD設(shè)備提供穩(wěn)定可靠48V的直流電，滿足PD設(shè)備不越過(guò)15.4W的功率消耗。 5.斷電：若PD設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)上斷開(kāi)時(shí)，PSE就會(huì)快速地（一般在300～400ms之內(nèi)）停止為PD設(shè)備供電，并重復(fù)檢測(cè)過(guò)程以檢測(cè)線纜的終端是否連接PD設(shè)備。

　　另一種是通過(guò)POE供電交換機(jī)供電