POE(Power Over Ethernet)指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)架構(gòu)不作任何改動的情況下,在為一些基于IP的終端(如機、無線局域網(wǎng)接入點AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機等)傳輸數(shù)據(jù)信號的同時,還能為此類設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。POE也被稱為基于局域網(wǎng)的供電系統(tǒng)(POL,Power over LAN)或有源以太網(wǎng)(Active Ethernet),有時也被簡稱為以太網(wǎng)供電,這是利用現(xiàn)存標準以太網(wǎng)傳輸電纜的同時傳送數(shù)據(jù)和電功率的標準規(guī)范,并保持了與現(xiàn)存以太網(wǎng)系統(tǒng)和用戶的兼容性。
特點
POE技術(shù)能在確?,F(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線安全的同時保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運作,zui大限度地降低成本。IEEE802.3af標準是基于以太網(wǎng)供電系統(tǒng)POE的新標準,它在IEEE802.3的基礎(chǔ)上增加了通過網(wǎng)線直接供電的相關(guān)標準,是現(xiàn)有以太網(wǎng)標準的擴展,也是*個關(guān)于電源分配的標準。
相關(guān)標準
PoE早期應(yīng)用沒有標準,采用空閑供電的方式。
1、IEEE802.3af
IEEE802.3af (15.4W)成為了*PoE供電標準,規(guī)定了以太網(wǎng)供電標準,是現(xiàn)在PoE應(yīng)用的主流實現(xiàn)標準。
IEEE在1999年開始制定該標準,zui早參與的廠商有3Com,In,Power Dsine,Nor,Mi和National Semiconductor。但是,該標準的缺點一直制約著市場的擴大。直到2003年6月,IEEE批準了802.3af標準,它明確規(guī)定了遠程系統(tǒng)中的電力檢測和控制事項,并對路由器、交換機和集線器通過以太網(wǎng)電纜向、安全系統(tǒng)以及無線LAN接入點等設(shè)備供電的方式進行了規(guī)定。IEEE802.3af的發(fā)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(wǎng)供電系統(tǒng)。在配線柜里保留以太網(wǎng)交換機設(shè)備,用一個帶電源供電集線器(Midspan HUB)給局域網(wǎng)的雙絞線提供電源。在雙絞線的末端,該電源用來驅(qū)動、無線接入點、相機和其他設(shè)備。為避免斷電,可以選用一個UPS。
2、IEEE802.3at
IEEE802.3at(25.5W)應(yīng)大功率終端的需求而誕生,在兼容802.3af的基礎(chǔ)上,提供更大的供電需求,滿足新的需求。
為了遵循IEEE802.3af規(guī)范,受電設(shè)備(PD)上的PoE功耗被限制為12.95W,這對于傳統(tǒng)的以及網(wǎng)絡(luò)攝像頭而言足以滿足需求,但隨著雙波段接入、、PTZ視頻監(jiān)控系統(tǒng)等高功率應(yīng)用的出現(xiàn),13W的供電功率顯然不能滿足需求,這就限制了以太網(wǎng)電纜供電的應(yīng)用范圍。為了克服PoE對功率預(yù)算的限制,并將其推向新的應(yīng)用,IEEE成立了一個新的任務(wù)組,旨在探求提高該電源標準的功率限值的方法。IEEE802.3工作組為了在技術(shù)及經(jīng)濟上對IEEE802.3at實現(xiàn)的可能性進行評估,于2004年11月創(chuàng)立了PoE Plus的研究小組。之后又于2005年7月批準了建立IEEE802.3at調(diào)查委員會的計劃。新標準稱為Power-over-Ethernet Plus(PoEP)IEEE802.3at,它將功率要求高于12.95W的設(shè)備定義為Class4(該級別在IEEE802.3af中有描述,但留作將來使用),可將功率水平擴展到25W或更高。
系統(tǒng)構(gòu)成
POE的系統(tǒng)構(gòu)成:
一個完整的POE系統(tǒng)包括供電端設(shè)備(PSE,Power Sourcing Equipment)和受電端設(shè)備(PD,Powered Device)兩部分。PSE設(shè)備是為以太網(wǎng)客戶端設(shè)備供電的設(shè)備,同時也是整個POE以太網(wǎng)供電過程的管理者。而PD設(shè)備是接受供電的PSE負載,即POE系統(tǒng)的客戶端設(shè)備,如、網(wǎng)絡(luò)安全攝像機、AP及掌上電腦(PDA)或充電器等許多其他以太網(wǎng)設(shè)備(實際上,任何功率不超過13W的設(shè)備都可以從RJ 45插座獲取相應(yīng)的電力)。兩者基于IEEE802.3af標準建立有關(guān)受電端設(shè)備PD的連接情況、設(shè)備類型、功耗級別等方面的信息,并以此為根據(jù)PSE通過以太網(wǎng)向PD供電。
供電工作過程
當在一個網(wǎng)絡(luò)中布置POE供電端設(shè)備時,POE以太網(wǎng)供電工作過程如下所示。
1.檢測:一開始,POE設(shè)備在端口輸出很小的電壓,直到其檢測到線纜終端的連接為一個支持IEEE802.3af標準的受電端設(shè)備。
2.PD端設(shè)備分類:當檢測到受電端設(shè)備PD之后,POE設(shè)備可能會為PD設(shè)備進行分類,并且評估此PD設(shè)備所需的功率損耗。
3.開始供電:在一個可配置時間(一般小于15μs)的啟動期內(nèi),PSE設(shè)備開始從低電壓向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15.4W的功率消耗。
5.斷電:若PD設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)上斷開時,PSE就會快速地(一般在300~400ms之內(nèi))停止為PD設(shè)備供電,并重復(fù)檢測過程以檢測線纜的終端是否連接PD設(shè)備。
供電的原理
標準的五類網(wǎng)線有四對雙絞線,但是在10MBASE-T和100MBASE-T中只用到其中的兩對。IEEE802.3af允許兩種用法,應(yīng)用空閑腳供電時,4、5腳連接為正極,7、8腳連接為負極。
應(yīng)用數(shù)據(jù)腳供電時,將DC電源加在傳輸變壓器的中點,不影響數(shù)據(jù)的傳輸。在這種方式下線對1、2和線對3、6可以為任意極性。
標準不允許同時應(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必須能夠同時適應(yīng)兩種情況。該標準規(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,但同時應(yīng)有1500V的絕緣安全電壓。
發(fā)展
以太網(wǎng)供電芯片廠商Power Dsine將召開一個IEEE會議,正式提交“大功率以太網(wǎng)供電”標準,該標準將支持為筆記本電腦等設(shè)備供電。Power Dsine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,新標準還有可能為液晶顯示器和等供電。
zui近IEEE出了一個的802.3AT,其中規(guī)定了POE可以提供更高的功率,超過了13W,可以達到30W!
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