POE供电原理10-9-17

-0-弘浩明传科技（北京）有限公司POE供电原理弘浩明传科技（北京）有限公司．1POE网线检测...............................................................................................................................................................73.3．2POE转接板测试...........................................................................................................................................................83.3．3测试案例........................................................................................................................................................................84.1弘浩AP功耗......................................................................................................................................................................11-1-1.1.1.1.POEPOEPOEPOE简介简介简介简介POE(PowerOverEthernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作做何改动的情况下，在为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。POE也被称为基于局域网的供电系统(POL,PoweroverLAN)或有源以太网(ActiveEthernet)，有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。IEEE802.3af标准是基于以太网供电系统POE的新标准，它在IEEE802.3的基础上增加了通过网线直接供电的相关标准，是现有以太网标准的扩展，也是第一个关于电源分配的国际标准。IEEE在1999年开始制定该标准，最早参与的厂商有3Com,Intel,PowerDsine,Nortel,Mitel和NationalSemiconductor。但是，该标准的缺点一直制约着市场的扩大。直到2003年6月，IEEE批准了802.3af标准，它明确规定了远程系统中的电力检测和控制事项，并对路由器、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、安全系统以及无线LAN接入点等设备供电的方式进行了规定。IEEE802.3af的发展包含了许多公司专家的努力，这也使得该标准可以在各方面得到检验。到2009年IEEE出了一个新的802.3AT标准，其中规定了POE可以提供更高的功率，单口输出功率超过了13W，理论可以达到50W。1.11.11.11.1产品特性产品特性产品特性产品特性一个完整的POE系统包括供电端设备(PSE,PowerSourcingEquipment)和受电端设备(PD,PowerDevice)两部分。PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备,同时也是整个POE以太网供电过程的管理者。而PD设备是接受供电的PSE负载,即POE系统的客户端设备,如IP电话、网络安全摄像机、AP及掌上电脑(PDA)或移动-2-电话充电器等许多其他以太网设备（实际上,任何功率不超过13W的设备都可以从RJ45插座获取相应的电力）。两者基于IEEE802.3af标准建立有关受电端设备PD的连接情况、设备类型、功耗级别等方面的信息联系,并以此为根据PSE通过以太网向PD供电。PSE主要功能如下：1、为PD搜索链接节点。2、通过链接节点对检测到的PD供电。3、通过链接节点监控供电状态。4、当PD无请求时，断电并回到搜索状态。POE标准供电系统的主要供电特性参数为：1.电压在44～57V之间,典型值为48V。2.每对线允许最大电流为600mA。3.典型工作电流为10～350mA,超载检测电流为350～500mA。4.在空载条件下,最大需要电流为5mA。5.为PD设备提供4～25.5W五个等级的电功率请求,最大不超过30W。但理论上，802.3at规范中重要的改进之一是将一对线电流的上限值规定为600mA。现在，PSE必须要能够连续提供至少600mA的电流，一个50V的最小输出电压和57V的最大输出电压。这转化为一个34.2W的PSE输出功率。电缆电阻的模型化设计值不大于12.5Ω，根据2RIP=，有4.5W的损耗，因而在PD连接器上产生了34.2W-4.5W=29.7W的可用功率。有必要把48V转换效率考虑在内，有0.9W的损耗，这样最终传输至PD负载的可用功率约为29.7W-0.9W=28.8W。如果在两对线上同时施加电压，传递两组600mA的电流，理论输出功率可达到28.8W*2=57.6W。2.12.12.12.1工作过程工作过程工作过程工作过程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IEEE802.3at标准的受电端设备。-3-2.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。2.22.22.22.2供电原理供电原理供电原理供电原理标准的五类网线有四对双绞线,但是在l0MBASE-T和100MBASE-T中只用到其中的两对，而l000MBASE-T则四对都用到。IEEE802.3at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。（图1）2、应用数据脚供电时,将DC电源加在传输变压器的中点,不影响数据的传输。在这种方式下1、2和3、6可以为任意极性。（图2）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。图为RJ-45插座示意图-4-图1空闲脚供电图2数据脚供电2.32.32.32.3供电方法供电方法供电方法供电方法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：一种称作“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,相应的EndpointPSE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。（图1）另一种方法是“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。（图2）MidspanPSE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-5-两个RJ45插孔,一个用短线连接至交换机,另一个连接远端设备。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。3.13.13.13.1应用实例应用实例应用实例应用实例425主板供电原理图图为425主板供电原理图它支持AUCPOWER供电、也支持网口RJ45供电只