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PoE供电的三种标准

PoE系统的802.3af(PoE)、802.3at(PoE+)、802.3bt(PoE++)三种标准。

PoE 全称为 Power Over Ethernet,PoE 又被称为基于局域网的供电系统(PoL, Power over LAN )或有源以太网( Active Ethernet),有时也被简称为以太网供电,这是利用现存标准,规范了以太网传输电缆在传送数据的同时,又满足供电的功率应用要求,并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。

PoE的系统构成及供电特性参数一个完整的PoE系统包括供电端设备(PSE,PowerSourcingEquipment)和受电端设备(PD,PowerDevice)两部分。POE交换机就是PSE设备,无线AP或者物联网LoRa网关就是PD设备。两者基于IEEE802.3af标准建立有关受电端设备PD的连接情况、设备类型、功耗级别等方面的信息联系,并以此为根据PSE通过以太网向PD供电。

标准的五类网线有四对双绞线,IEEE802.3af允许两种线序供电方法:一种是在4、5、7、8线对上传输电流,并且规定,4、5为正极,7、8为负极。另一种供电是在1、2、3、6线上传输电源,极性较为任意,1、2为正极,3、6为负极或是1、2为负极,3、6为正极。POE交换机采用第二种供电线序,无线AP或者物联网LoRa网关两种供电线序都支持。

EEE802.3af的工作过程:

1、检测:一开始PSE在为受电设备供电前,先输出一个低电压检测受电设备(PD)是否符合IEEE802.3af标准。

2、分级:当PSE检测到符合要求后,会将输出电压进一步提高,来对受电设备进行分级,如果受电设备此时没有回应分级确认电流,PSE默认将受电设备规为0级,为其提供15.4W的输出功率。

3、供电:经过确认分级后,PSE会向受电设备输出48V的直流电,并确认受电设备不超过15.4W的功率要求。

4、维护:更新实时功率,进行断路检测和单端口过载检测,当受电设备超载或短路后,PSE停止为其供电,再次进入检测阶段。

EEE802.3af主要供电参数:

直流电压在44~57V之间,典型值为48V。典型工作电流为10~350mA,典型的输出功率:15.4W。超载检测电流为350~500mA。在空载条件下,最大需要电流为5mA。为PD设备提供3.84~12.95W四个Class等级的电功率请求。

IEEE802.3af的分级参数:

Class0设备需要的最高工作功率为0~12.95W;

Class1设备需要的最高工作功率为0~3.84W;

Class2设备需要的工作功率介于3.85W~6.49W;

Class3设备的功率范围则介于6.5~12.95W。

为什么会有IEEE802.3at标准?

由于IEEE802.3af标准使受电设备(PD)上的PoE功耗被限制为12.95W,这就限制了以太网电缆供电的应用范围。为了克服PoE对功率预算的限制,推出新标准:IEEE802.3at(也称为PoE+),它将功率要求高于12.95W的设备定义为Class4,可将功率水平扩展到25W或更高。

IEEE802.3at与802.3af相比,802.3at可输出2倍以上的电力,每个端口的输出功率可在30W以上。受电设备PD可以最大到29.95W,PSE将为其提供30W以上的直流电源。PD以Class4分级的电流响应,告诉PSE是否能够为其提供802.3at规定的较高功率。

IEEE802.3at(PoE+)主要供电参数:

直流电压在50~57V之间,典型值为50V。典型工作电流为10~600mA,典型的输出功率:30W。受电设备PD支持Class4的分级。

IEEE802.3bt(PoE++):

802.3bt规范引入了四种新的高功率PD分级(Class),从而使单特征类别的总数达到9个。Class5~8对于PoE标准而言是新的,并转化为40.0W至71W的PD功率水平。

802.3bt可向后兼容802.3at和802.3af。一个较低功率802.3at或802.3af的PD可连接至一个较高功率802.3bt的PSE,不会出现任何问题。而当一个较高功率802.3bt的PD连接至一个较低功率802.3at或802.3af的PSE,PD只需能够工作在各自的较低功率状态即可,这被称为“降级”。

IEEE802.3bt值得关注点:

IEEE 802.3bt的到来预示着PoE技术迈入强劲市场机遇的新时代,并且该标准是扩展以太网联盟PoE认证计划的坚实基础。其中一项创新点还是非常值得关注:

第一:IEEE 802.3bt将供电设备(PSE)的最大功率提升三倍,从30 W扩展至90 W,并将用电设备(PD)的功率水平提升至71.3 W。

第二:IEEE 802.3bt将支持的等级数量从4个增加到8个,分别针对4-90 W和3.84-71.3 W的Type 3和Type 4供电设备(PSE)和用电设备(PD)。

第三:IEEE 802.3bt标准提供了许多新特性和新功能,例如支持高效的4线对功率传输,以及支持2.5 Gbps、5 Gbps和10 Gbps PoE工作的通道定义等。

“受IEEE 802.11ac无线接入点的日益普及以及包括网络附加存储、楼宇自动化、安防、娱乐等在内的各种新应用的刺激和推动,对支持PoE的交换机端口的需求预计将飙升至新高度,预计在未来五年内端口出货量将达到8.5亿,“随着功率传输容量的增加,再加上高成本效益、灵活性和可扩展性,PoE已经发展成为企业和消费领域极具竞争力的解决方案。”

“IEEE 802.3bt标准经过巧妙设计,可促进一系列PoE用例的快速扩展。“这种固有的灵活性将使其能够利用新一代先进的PoE技术,从而有助于铺设永不过时的网络。随着IEEE 802.3bt标准的等级数量和用例范围的增加,必须有一种有效的方法来轻松识别哪些用电设备 (PD) 和供电设备 (PSE) 可以耦合在一起,这正是以太网联盟第2代PoE认证计划的用武之地。该计划通过提供快速、轻松的方法来直观地识别兼容产品,有助于促进多供应商之间的互操作性,并确保用户充分获得当前和未来PoE解决方案的全部优势。”

各类网线支持的PoE协议: