POE技术介绍

关键字 :POE PSE

1、什么是POE

以太网供电(Power over Ethernet),简称PoE;

  • 定义:通过携带以太网数据的CAT5双绞线提供直流电源(44V到57V)
  • 电缆两端
    • 电源设备(PSE):以太网交换机、路由器、集线器
    • PD (Powered Device): IP话机、无线接入点、安全摄像头

POE的优点:

  • 安装和使用方便
    • 电源和数据电缆的组合,CAT5电缆长度可达100米;
    • 易于安装(无需电工安装)
  • 高可靠性,基于IEEE 802.3标准;
    • 对于符合3标准的设备,PSE不会向不符合标准的PD设备或仅数据端口供电
  • 功率等级可调,满足各种需求,最高可达70W;

PoE供电系统包括如下两个设备角色:

  • 供电设备PSE(Power-sourcing Equipment):通过以太网给受电设备供电的PoE设备,提供检测、分析、智能功率管理等功能,例如:PoE交换机。
  • 受电设备PD(Powered Device):如无线AP、便携设备充电器、刷卡机、摄像头等受电方设备。按照是否符合IEEE标准,PD分为标准PD和非标准PD。


POE
的发展历程:


2
、POE分类

802.3af(PoE)

  • 2003年发布的IEEE 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、安防系统以及无线接入点等设备供电的方式进行了规定,为符合 3af标准的设备提供不超过15W的电功率。

IEEE 802.3at

  • PoE最大功率难以满足更大功率无线接入点、视频电话、视频监控系统等设备的供电需求,在兼容IEEE 802. 3af的基础上,2009年IEEE 802.3at标准发布,通过CAT-5或更高级别线缆最大能提供30W的功率。

IEEE 802.3bt

  • IEEE 802.3bt在2018年9月正式被批准,此次标准主要为提供更大功率终端的需求而诞生,在兼容3af、802.3at的基础上,可完成最高不超过90W的末端供电和数据传输,突破了PoE+供电30W的局限性。
  • 有了更大的功率,开发人员就可以非常容易地增加更多功能并升级已有产品,以满足监控、门禁、信息发布、停车场,甚至是笔记本电脑、电视等系统中大功率终端供电需求。
  • 相比3at(PoE+)标准,802.3bt新增两种供电类型,对应60W、90W输出功率。PSE端能够输出的功率选择性更大,根据PD需要选择相应的PSE端的功率。

 
PoE标准技术参数对比如下:


 

3、PoE工作流程

  • PoE供电线序说明

有两种供电线序,PSE可以适应PD设备采用任意一中供电线序。

  • Alternative A: 1&2线+ 3&6线
  • Alternative B: 4&5线+ 7&8线

在传输数据所用的芯线上同时传输直流电(1/2,3/6),其输电采用与以太网数据信号不同的频率,以实现传输数据与传输电流的复用。PoE+沿用PoE线序,在线序上同PoE保持一致。

PS:百兆速率下,可以使用空闲线对供电(又称:Alternative B)4/5,7/8线对供电;

 

  • 检测(Detection)

PSE设备在端口发出2~10V的电压脉冲,用于检测其线缆终端连接的PD是否为标准支持的受电设备。只有检测到PD是一个标准设备,才会继续下一步操作。

  • PD分类(Classification)

由于PD种类很多,需要的电源功率也各不相同,PSE会检测协商对端PD设备的功率等级;即PD接收到的功率不会超过PSE提供的功率,从而防止PD过载将拉PSE电压拉低;



  • 开始供电(Power up)

当PSE检测到线缆末端接的是一个标准PD,并且已经为PD进行了分类后,就开始为PD供电,输出48V的直流电压。

  • 供电(Power supply)

电压达到48V之后,PSE为PD设备提供稳定可靠48V的直流电,并根据PD的分类结果输出对应等级的功率;PD设备功率消耗不超过PSE最大输出功率。

  • 断电(Disconnection)

供电过程中,PSE会不断监测PD电流输入,当PD电流消耗下降到最低值以下,或电流激增时,PSE会主动断开供电,并重复检测过程。例如设备供电网线意外断开或者遇到PD设备短路、功率过载等情况。

 

4,POE应用场景:

  • 智慧城市,企业园区,及安防市场应用;


  • 家庭网络覆盖应用;

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