利用PoE技术安全传送功率_瑞达电器资料网,华玉生活

PoE是一种采用LAN电缆传输功率和数据的技术。它可以通过现有的Cat5，Cat5e和Cat6电缆在电信应用中安全而又可靠地传输数据和功率(15W，48V)。例如，它可以在13W的容许功率范围内(由受电端进行测量)为IP电话、WLAN接入点、网络照相机和其它多种网络终端设备供电。PoE也被称为是LAN供电并以IEEE802.3af为标准。

　　PoE设备的数量在不断增加，原因在于可以轻松利用现有标准5类电缆的基础设施，这样就无需对现存以太网基础设施进行调整和修改。PoE技术具有诸多优势，例如，您仅需为设备布置一套线缆，从而简化了安装并节省了空间。在出现电源故障时，还可以利用支持网络的同一个集中式不间断电源来继续服务。

　　同时不必支付给电工的高额费用或为了迎合电工的进度表而延迟安装，从而节省了时间和金钱。而且，此器件可以很容易的移置到您可以放置LAN电缆的任何地方。由于各处都不存在电源电压，所以很安全。采用一个不间断电源可以在电源故障的情况下保证其客户的电源供应。
简单的网络管理协议架构可用于监视和控制器件，以及传入器件和由器件传出的数据。因此，可以以一种集中的方式对器件进行远程管理、关断或远程。

　　IEEE 802.3af标准

　　现代的以太网络和传统的电话系统有许多共同之处。通常，它们都会以星状网的形式通过非屏蔽双绞线电缆发送数据和声音。二者的差异在于传统的电话是用与数据线或声音线相同的线缆进行供电，同时，以太网器件还需要一个本地电源。

　　802.3af标准允许中央转换器经由RJ-45插头提供高达13W功率的48V DC，从而对此进行了完全改变。此标准利用以太网电缆解决了向器件供电过程中的所有问题。

　　设置简易，此标准定义了两个可选电源实体的功能及电气特性：受电设备(Power Device，or PD)和供电设备(Power Sourcing Equipment，or PSE)，将用于标准中所定义的PHY层。此标准是关于这些器件或实体如何通过使用数据传输所用的一样的综合布线提供或吸收功率。供电数据终端设备旨在提供一个10Base-T, 100Base-TX 或1,000Base-T的器件，搭载一个连接所需数据和处理这些数据用到功率的单独接口。

　　较早的PoE设备并不会与 802.3af 标准相冲突，有效功率级还将有望面向未来的应用。我们已经开始关注30W功率传输的讨论。

　　为了满足802.3af 标准，PSE输出电压需要为44-57V；在正常模式下的最大输出电流为350mA，持续的输出功率大约为15.4W。

　　对于PD端，也就是客户端，通过您PD的输入电压需要为37-57V。平均输入功率为12.95W，输入浪涌电流为400mA。以下为另外一些规格：

　　·PSE输出电压：44-57V

　　·正常模式下PSE的最大输出电流：350mA

　　·PSE持续输出功率:15.4W

　　·PD输入电压：37-57V

　　·PD平均输入功率：12.95W

　　·PD输入浪涌电流：400mA

　　可选架构

　　规定了两个特定的应用：其一为端跨，可适用于PoE使能开关(图1a)。注意终端应用与您的开关相钩连并从开关中提取功率。

　　另一个应用或设备被称为中跨(图1b)。设计者或用户可以观察到，在开关和他们的终端应用之间有一个用于中跨的端口，位置为电源插入其网络的地方。依次的，钩连到这个中跨的受电设备接会从中获取电源。

　　为了阐明PoE系统如何运行，我们需要考虑一个简单的单端口PoE系统框图(图2)。其中包括一个PSE，即左端所示的网络集线器或开关，以及一个PD，即右端的终端应用。典型地，PD端将会驱动IP电话或网络照相机等应用。从左侧开始，PSE通过数据线或备用线路提供功率，功率将经由5条电缆然后传送到以太网应用端(PD)。设计者将在经由PD(如飞思卡尔的MCZ34670)供电前，提取此功率(如果采用数据线，则通过中心抽头变压器)。

　　图3显示了针对端点PSE应用的两个选项。可选的A架构采用5条LAN电缆的实际数据对传输功率。实际上，功率是叠加在数据对之上的。在802af标准中。供电通过采用每个链接端上发送器和接收器的二次绕组中心抽头来实现。同时，可用的B选项采用备用线，设计者在一个备用对上传输功率。

　　总之，用两种方式插入和提取功率。其一是采用数据对，您需要在数据顶端叠加数据。另一种是采用备用对来传输功率。

　　因为中跨配置允许电源外接到以太网，因而非常有用。而且，在您需要的情况下，它可以利用以太网设备，在不增加每个端口负担的情况下，为双绞线链接部分提供数据和功率。这样就允许将PoE添加到您的旧系统中，而无需更换开关或网络集线器。

　　目前的规格仅允许在5条电缆中的4条中具有功率。对于端点应用，我们考虑采用数据对或备用对。然而，在面向中跨应用的标准中，PSE只限于使用5条电缆线所独有的备用对。因此，PD利用备用对从PSE中提取功率。

　　PSE，PD操作

　　对PoE器件进行检测或供电要求PSE电源发挥作用，在PoE或非PoE间进行鉴别或区分。这就会避免使用不具有PoE兼容性的受电器件，而且不需要或不应该发送功率。很明显，基于安全考虑，这会避免您烧断那些与PoE不兼容的器件。

　　针对PoE系统安全而可靠的应用，802.3af标准授权PSE决定是否通过采用测试电压来为PD提供功率。测试电压用于决定PD的负载特征。PD的负载特征被称为PD特征检测。PSE读取PD特征检测以决定是否提供功率以及提供多少功率。如果在器件或客户端没有发现此特征，就不会有功率从网络传输到特定器件。

　　PSE的重要功能是确定能够接收功率的PD，以提供所需的功率级并在PD与链接断开时消除功率。检测机制是PSE一项极为重要的功能，可以实现在各种器件中的功率应用，这些器件可以插入8位模块插口。

　　特征检测

　　是什么产生了一个有效的检测？对于在供电器件上的电阻器的阻抗检测是有效检测所必须的。检测电阻仅要求一个带有23.75~26.25kW值的晶体管，我们采用一个叫做Rsig的晶体管，此晶体管贴附在器件的Rsig引脚上。同时，您还需要考虑二极管的串行电阻。

　　为了理解标准的电源接口，功率器件通过一系列与标准相兼容的步骤与以太网盘相连。否则，将不会有功率传送到您的PD。

　　供电端提供了2~10V的电压，为PD供电，而且这个电压范围足够从您的电阻器中检测到一个有效的特征(如，额定的25KW)。一旦这个电压检测到特征的存在，就会将功率提高到15~20V。在这里，它测量的是所需的特定功率。一旦成功的检测到特性并对其进行分类，它就会提升其功率以进行正常运行。由于它是用于电信应用，所以为48V。对于正常应用，我们具有37~57V的电压。