POE技术介绍

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目录

1.POE的定义

2.POE的组成

3.POE的供电方式

4.POE的工作过程

1.POE的定义

       POE（Power Over Ethernet），即以太网供电技术，简单来说就是通过一根双绞线传输视频和音频等数据信号的同时，还对设备进行直流供电（一般48V）。应用于IP电话、网络摄像机和刷卡机等设备时，在接入网络的同时就可以对设备供电，不需要再单独考虑供电问题，更加简单可靠，并且具备远程管理通电、断电等能力。

2.POE的组成

       PSE(Power Souring Equipment，供电设备)和PD（Powered Device，受电设备）是POE系统不可缺少的两个部分。其中，PSE是POE的前端，负责将信号和电源混合后传输给PD，PD负责将信号和电源分离。

       根据IEEE802.3af和IEEE802.3at两个不同的标准，POE供电系统的主要特性参数如表1所示。

表1

3.POE的供电方式

       普通以太网采用的双绞线，其传输体制符合EIA/TIA的相关标准，即使用4对线缆，其中2对用于数据信号传输，1对用于语音信号传输，1对用于电源。如图1所示，其线序（T568A/B）为蓝色线对用于语音，橙和绿色线对用于数据，棕色线对用于电源。标准的以太网使用橙色和绿色两对线缆传输网络信号，而蓝色和棕色成对未利用。

图1

       根据采用传输电力线对的不同，PSE和PD有以下两种不同的连接方式，一种是利用电缆中的空闲线（4、5、7、8）对传输直流电，称为“中间跨接法”；另一种是使用相同的线对（1、2、3、6）同时传输数据信号和直流电，称为“末端跨接法”，由于直流电和数据信号的频率不同，因此可以有效将二者分离。应用“中间跨接法”供电时，4、5脚为正极，7、8脚为负极。利用“末端跨接法”供电时，需要将DC电源加在传输变压器的中点，而两对信号脚可以是任意极性。在POE应用中这两种供电方式只可选用一种，不同同时运用。

图2 通过空闲脚供电（中间跨接法） 

 图3 通过数据脚供电（末端跨接法）

4.POE的工作过程

       IEEE802.3af定义的POE供电过程分为检测、分级、供电、供电管理和断路五个阶段。

       检测：PSE对PD的识别阶段，PD上会连接一个25kΩ的电阻用于标识自己，该阶段PSE会对PD输出两次不同的直流电压，通过两次的电流差计算出特性电阻的大小，如果阻值在19.0~26.5kΩ之间，即可判断所接负载为有效PD，如果不在，则不是有效负载。该过程需要在500ms内完成，以避免对受电设备造成损害。

       分级：PSE检测到有效PD之后，利用一个15.5~20.5V的探测电压检测PD的功率等级，通过监视PD的抽取电流大小来判断PD所需要的功率，以便于进行电源管理。IEEE802.3at标准中不同电流对应的功率等级如表1所示，IEEE802.3af标准共分为0~3四个级别，分级中的数据与IEEE802.3at中的一致。需要注意的是当检测分级完成后，PD需要完全表现为自身的功率阻抗特性。

表2

       供电：分级完成的15μs内PSE要为PD提供稳定的电源，并且电流大小在400~450mA，电压大小为44~57V。

       供电管理：PSE实时监视PD的用电情况，并进行合理的电源管理，当PD的用电情况不在等级范围内，PSE会判定PD处于异常状态，并断开电源重新开始下一轮的检测过程。

       断电：当PD受电设备被关闭后，PSE会快速停止供电。

      基于IEEE803.at标准的供电过程和基于IEEE802.3af标准的类似，不同之处是基于IEEE802.3at标准的PoE系统还添加了标记功能。在分级阶段，PSE会首先检测一次分级电流，如果功率等级0~3，将会直接为PD提供对应功率，如果等级为4，PSE将再连续交替进行两次分级操作和标记操作，通过这种操作，PSE和PD可以互相识别对方类型

       需要注意的是在现行标准中，只有超五类线及以上级别的以太网线才能满足IEEE802.3at网络标准的要求，如果选择了不匹配线缆，要么会导致通讯中断，要么会造成严重的火灾危险，给用户生命和财产安全造成损害。

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