POE (Power Over Ethernet )以太網供電技術

POE (Power Over Ethernet )以太網供電技術

POE (Power Over Ethernet)指的是在現有的以太網Cat.5佈線基礎架構不作做何改動的情況下，在爲一些基於IP的終端（如IP電話機、無線局域網接入點AP、網絡攝像機等）傳輸數據信號的同時，還能爲此類設備提供直流供電的技術。POE技術能在確保現有結構化佈線安全的同時保證現有網絡的正常運作，最大限度地降低成本。

POE也被稱爲基於局域網的供電系統(POL, Power over LAN )或有源以太網( Active Ethernet)，有時也被簡稱爲以太網供電，這是利用現存標準以太網傳輸電纜的同時傳送數據和電功率的最新標準規範，並保持了與現存以太網系統和用戶的兼容性。IEEE 802.3af標準是基於以太網供電系統POE的新標準，它在IEEE 802.3的基礎上增加了通過網線直接供電的相關標準，是現有以太網標準的擴展，也是第一個關於電源分配的國際標準。

IEEE在1999年開始制定該標準，最早參與的廠商有3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel和National Semiconductor。但是，該標準的缺點一直制約着市場的擴大。直到2003年6月，IEEE批准了802. 3af標準，它明確規定了遠程系統中的電力檢測和控制事項，並對路由器、交換機和集線器通過以太網電纜向IP電話、安全系統以及無線LAN接入點等設備供電的方式進行了規定。IEEE 802.3af的發展包含了許多公司專家的努力，這也使得該標準可以在各方面得到檢驗。

一個典型的以太網供電系統。在配線櫃裏保留以太網交換機設備，用一個帶電源供電集線器(Midspan HUB)給局域網的雙絞線提供電源。在雙絞線的末端，該電源用來驅動電話、無線接入點、相機和其他設備。爲避免斷電，可以選用一個UPS。

POE的系統構成及供電特性參數

一個完整的POE系統包括供電端設備(PSE, Power Sourcing Equipment)和受電端設備(PD,   Power Device)兩部分。PSE設備是爲以太網客戶端設備供電的設備,同時也是整個POE以太網供電過程的管理者。而PD設備是接受供電的PSE負載,即POE系統的客戶端設備,如IP電話、網絡安全攝像機、AP及掌上電腦( PDA)或移動電話充電器等許多其他以太網設備（實際上,任何功率不超過13W的設備都可以從RJ45插座獲取相應的電力）。兩者基於IEEE 802.3af標準建立有關受電端設備PD的連接情況、設備類型、功耗級別等方面的信息聯繫,並以此爲根據PSE通過以太網向PD供電。

POE標準供電系統的主要供電特性參數爲：
1.         電壓在44～57V之間,典型值爲48V。
2.         允許最大電流爲550mA,最大啓動電流爲500mA。
3.         典型工作電流爲10～350mA,超載檢測電流爲350～500mA。
4.         在空載條件下,最大需要電流爲5mA。
5.         爲PD設備提供3.84～12.95W五個等級的電功率請求,最大不超過13W。
2.         POE供電的工作過程

當在一個網絡中佈置 PSE供電端設備時,POE以太網供電工作過程如下所示。
1.         檢測：一開始,PSE設備在端口輸出很小的電壓,直到其檢測到線纜終端的連接爲一個支持IEEE 802.3af標準的受電端設備。
2.         PD端設備分類：當檢測到受電端設備PD之後,PSE設備可能會爲PD設備進行分類,並且評估此PD設備所需的功率損耗。
3.         開始供電：在一個可配置時間(一般小於15μs)的啓動期內,PSE設備開始從低電壓向PD設備供電,直至提供48V的直流電源。
4.         供電：爲PD設備提供穩定可靠48V的直流電,滿足PD設備不越過   15.4W的功率消耗。
5.         斷電：若PD設備從網絡上斷開時,PSE就會快速地(一般在300～400ms之內)停止爲PD設備供電,並重複檢測過程以檢測線纜的終端是否連接PD設備。

3.         POE通過電纜供電的原理

標準的五類網線有四對雙絞線,但是在l0M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的兩對。IEEE80 2.3af允許兩種用法,應用空閒腳供電時,4、5腳連接爲正極,7、8腳連接爲負極。
應用數據腳供電時,將DC電源加在傳輸變壓器的中點,不影響數據的傳輸。在這種方式下線對1、2和線對3、6可以爲任意極性。
標準不允許同時應用以上兩種情況。電源提供設備PSE只能提供一種用法,但是電源應用設備PD必須能夠同時適應兩種情況。該標準規定供電電源通常是48V、13W的。PD設備提供48V到低電壓的轉換是較容易的,但同時應有1500V的絕緣安全電壓。

POE的兩種供電方法

POE標準爲使用以太網的傳輸電纜輸送直流電到POE兼容的設備定義了兩種方法：一種稱作“中間跨接法”( Mid -Span ),使用以太網電纜中沒有被使用的空閒線對來傳輸直流電,相應的Endpoint PSE支持POE功能的以太網交換機、路由器、集線器或其他網絡交換設備。另一種方法是“末端跨接法”(End-Span),是在傳輸數據所用的芯線上同時傳輸直流電,其輸電採用與以太網數據信號不同的頻率。Midspan PSE是一個專門的電源管理設備,通常和交換機放在一起。它對應每個端口有兩個RJ45插孔,一個用短線連接至交換機,另一個連接遠端設備。可以預見,End-Span會迅速得到推廣,這是由於以太網數據與輸電採用公用線對,因而省去了需要設置獨立輸電的專用線,這對於僅有8芯的電纜和相配套的標準RJ-45插座意義特別重大。

發展：以太網供電芯片廠商PowerDsine將召開一個IEEE會議，正式提交“大功率以太網供電”標準，該標準將支持爲筆記本電腦等設備供電。PowerDsine將提交一份白皮書，建議把802.3af標準的48v輸入、13w的可用功率極限提高1倍。除筆記本電腦外，新標準還有可能爲液晶顯示器和視頻電話等供電。

 

 實際應用：

http://focus.ti.com/apps/docs/appcategory.tsp?appId=246

End-Equipment Solutions

 

Security End Equipment Solutions

<script src="http://focus.ti.com/js/shared/flashobject.js" type="text/javascript"></script>