1. Введение
PoE также называется Power over LAN (PoL) или Active Ethernet, иногда для краткости называемым Power over Ethernet.Это новейшая стандартная спецификация, в которой используются существующие стандартные кабели передачи Ethernet для одновременной передачи данных и питания, а также поддерживается совместимость с существующими системами Ethernet и пользователями.Стандарт IEEE 802.3af — это новый стандарт, основанный на POE системы Power-over-Ethernet.Он добавляет соответствующие стандарты для прямого электропитания через сетевые кабели на основе IEEE 802.3.Это расширение существующего стандарта Ethernet и первый международный стандарт распределения электроэнергии.стандарт.
IEEE начал разработку стандарта в 1999 году, и первыми участвующими поставщиками были 3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel и National Semiconductor.Однако отсутствие этого стандарта ограничивает расширение рынка.До июня 2003 года IEEE утвердил стандарт 802.3af, который четко определял элементы обнаружения и управления питанием в удаленных системах, а также подключал маршрутизаторы, коммутаторы и концентраторы к IP-телефонам, системам безопасности и беспроводным локальным сетям через кабели Ethernet.Регламентируется способ электропитания точек и другого оборудования.Разработка IEEE 802.3af включает в себя усилия многих экспертов компании, что также позволяет полностью протестировать стандарт.
Типичная система питания через Ethernet.Поместите коммутационное оборудование Ethernet в коммутационный шкаф и используйте концентратор среднего пролета с концентратором питания для подачи питания на витую пару локальной сети.На конце витой пары блок питания используется для питания телефонов, точек беспроводного доступа, камер и других устройств.Чтобы избежать перебоев в подаче электроэнергии, можно использовать ИБП.
2 принцип
Стандартный сетевой кабель категории 5 имеет четыре пары витых пар, но в 10M BASE-T и 100M BASE-T используются только две из них.IEEE80 2.3af допускает два использования.Когда контакт холостого хода используется для подачи питания, контакты 4 и 5 подключаются как положительный полюс, а контакты 7 и 8 — как отрицательный полюс.
Когда вывод данных используется для подачи питания, источник питания постоянного тока добавляется к средней точке передающего трансформатора, что не влияет на передачу данных.Таким образом, пара 1, 2 и пара 3, 6 могут иметь любую полярность.
Стандарт не допускает одновременного применения двух вышеуказанных условий.Оборудование электропитания PSE может обеспечивать только одно использование, но оборудование энергоприложения PD должно быть способно адаптироваться к обеим ситуациям одновременно.Стандартом предусмотрено, что питание обычно составляет 48В, 13Вт.Для оборудования PD относительно легко обеспечить преобразование 48 В в низкое напряжение, но в то же время оно должно иметь безопасное напряжение изоляции 1500 В.
3 параметра
Полная система POE состоит из двух частей: оборудования электропитания (PSE) и оборудования электропитания (PD).Устройство PSE — это устройство, которое подает питание на клиентское устройство Ethernet, а также является менеджером всего процесса подачи питания POE Ethernet.Устройство PD — это нагрузка PSE, которая принимает питание, то есть клиентское устройство системы POE, такое как IP-телефоны, сетевые камеры безопасности, точки доступа и многие другие устройства Ethernet, такие как КПК или зарядные устройства для мобильных телефонов (фактически, любая мощность не превышает 13 Вт. Устройство может получать соответствующую мощность от разъема RJ45).Оба основаны на стандарте IEEE 802.3af и устанавливают соединение через соединение PD, тип устройства, уровень энергопотребления и другую информацию об устройстве приема энергии, и на этой основе PD получает питание от PSE через Ethernet.
Основными характеристическими параметрами источника питания стандартной системы электропитания POE являются:
1. Напряжение находится в диапазоне от 44 В до 57 В, типичное значение составляет 48 В.
2. Максимально допустимый ток составляет 550 мА, а максимальный пусковой ток — 500 мА.
3. Типичный рабочий ток составляет 10–350 мА, а ток обнаружения перегрузки составляет 350–500 мА.
4. В условиях холостого хода максимальный требуемый ток составляет 5 мА.
5. Обеспечьте три уровня требований к электрической мощности 3,84～12,95 Вт для оборудования PD, максимальная мощность не превышает 13 Вт.(Обратите внимание, что уровни PD 0 и 4 не отображаются и не должны использоваться.)
4 рабочий процесс
При размещении терминального оборудования электропитания PSE в сети ниже показан рабочий процесс POE Power over Ethernet.
1. Обнаружение
Вначале устройство PSE выдает на порт очень небольшое напряжение, пока не обнаружит, что подключение кабельного наконечника представляет собой устройство приема энергии, поддерживающее стандарт IEEE 802.3af.
2. Классификация устройств ЧР
Когда PD принимающего конечного устройства обнаружен, устройство PSE может классифицировать устройство PD и оценить потери мощности, необходимые устройству PD.
В течение периода запуска настраиваемого времени (обычно менее 15 мкс) устройство PSE начинает подавать питание на устройство PD с низкого напряжения до тех пор, пока оно не обеспечит источник питания 48 В постоянного тока.
4. Источник питания
Обеспечивает стабильное и надежное питание 48 В постоянного тока для оборудования PD, что соответствует энергопотреблению оборудования PD, не превышающему 15,4 Вт.
5. Выключение
Если устройство PD отключено от сети, PSE быстро (обычно в течение 300–400 мс) прекратит подачу питания на устройство PD и повторит процесс обнаружения, чтобы определить, подключен ли разъем кабеля к устройству PD.
5 способ питания
Стандарт PoE определяет два метода использования кабелей передачи Ethernet для передачи питания постоянного тока на POE-совместимые устройства:
1.Средний пролет
Используйте неиспользуемые свободные пары проводов кабеля Ethernet для передачи питания постоянного тока.Он используется между обычными коммутаторами и сетевым терминальным оборудованием.Он может подавать питание на сетевое терминальное оборудование через сетевой кабель.Midspan PSE (среднепролетное оборудование электропитания) — это специальное оборудование управления питанием, обычно устанавливаемое вместе с коммутатором.Он имеет два гнезда RJ45, соответствующие каждому порту, один подключается к коммутатору коротким кабелем, а другой — к удаленному устройству.
Конечный пролет
Постоянный ток одновременно передается по основному проводу, используемому для передачи данных, и для его передачи используется частота, отличная от частоты сигнала данных Ethernet.Соответствующая конечная точка PSE (терминальное оборудование электропитания) имеет коммутатор Ethernet, маршрутизатор, концентратор или другое сетевое коммутационное оборудование, поддерживающее функцию POE.Можно предвидеть, что End-Span будет быстро продвигаться по службе.Это связано с тем, что для передачи данных и мощности Ethernet используется общая пара, что устраняет необходимость в настройке выделенной линии для независимой передачи энергии.Это касается только 8-жильных кабелей и соответствующего стандарта RJ. Разъем 45 особенно важен.
6 развитие
PowerDsine, производитель чипов Power-over-Ethernet, проведет встречу IEEE, чтобы официально представить стандарт «мощного питания через Ethernet», который будет поддерживать питание для ноутбуков и других устройств.PowerDsine представит официальный документ, в котором предлагается удвоить стандартный предел входного напряжения 48 В и доступной мощности 13 Вт по стандарту 802.3af.Помимо ноутбуков, новый стандарт может также использоваться в жидкокристаллических дисплеях и видеотелефонах.30 октября 2009 года IEEE выпустил новейший стандарт 802.3at, который предусматривает, что POE может обеспечивать более высокую мощность, которая превышает 13 Вт и может достигать 30 Вт!