基于以太網(wǎng)的供電系統(tǒng)(PoE,Power over Ethernet)最早是由IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)范的?;谝蕴W(wǎng)供電系統(tǒng)(PoE)主要是由供電設(shè)備(PSE,Power Sourcing Equipment)和受電設(shè)備(PD,Powered Device)之間是通過以太網(wǎng)線纜(PTL,Power Transmission Line)所組成。后來IEEE對802.3af標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了不斷的修訂,又發(fā)布了802.3at標(biāo)準(zhǔn)(PoE+)和802.3bt標(biāo)準(zhǔn)(PoE++),這些修訂版本都是在IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)對PoE的性能及參數(shù)進(jìn)行了增強。
欲具體了解PoE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)情況的請進(jìn)入。
PoE系統(tǒng)的基本情況和性能應(yīng)包括系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)布局和工作模式,系統(tǒng)中PTL輸電性能、PSE的負(fù)載能力和接受供電的PD個數(shù)及可達(dá)到的供電系統(tǒng)總體性能參數(shù)等。按PoE供電系統(tǒng)的總體性能要求,標(biāo)準(zhǔn)對于其供電系統(tǒng)中的組元,即PSE、PD與PTL的性能都作了規(guī)范,反過來只有PoE供電系統(tǒng)中的這些組元的性能滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求,其組成的供電系統(tǒng)的性能指標(biāo)才能達(dá)到IEEE PoE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的總體性能要求。下述以IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)最基本的內(nèi)容扼要介紹基于以太網(wǎng)的供電系統(tǒng)(PoE)的相關(guān)性能參數(shù)。
欲詳細(xì)了解PSE、PD和PTL各組元相關(guān)介紹的請進(jìn)入。
1、供電設(shè)備(PSE)
供電設(shè)備(PSE)可提供有適應(yīng)組成末端(End-span)設(shè)備和中跨(Mid-span)設(shè)備兩類供電系統(tǒng)的兩種PSE設(shè)備;供電系統(tǒng)工作模式系統(tǒng)可工作在End-span供電模式下或Mid-span供電模式下,根據(jù)PD設(shè)備所需功率情況可為一個或多個PD設(shè)備同時供電;設(shè)置有用于實現(xiàn)對于PD設(shè)備建立穩(wěn)定供電的檢測機構(gòu),以對于PD設(shè)備的狀態(tài)和供電要求作實時監(jiān)控的能力檢測機構(gòu)經(jīng)歷的5個階段及各階段的狀態(tài)參數(shù)詳見下表1;可提供供電系統(tǒng)所需要的電功率,最高可達(dá)15.4~18W,包括規(guī)范的電壓(44~57V)和電流范圍(10~550mA)及供電質(zhì)量,如直流電的紋波、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性等。
表1:IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)供電系統(tǒng)建立供電各階段的狀態(tài)參數(shù)
此外,電源的輸入/輸出特性、一般特性和環(huán)境特性都應(yīng)滿足PoE標(biāo)準(zhǔn)供電系統(tǒng)性能的要求。例如,對于輸入應(yīng)當(dāng)有過壓和欠壓保護(hù)自動恢復(fù);對于輸出電壓應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性和精度;可實現(xiàn)單路和多路的不間斷供電;有足夠高的使用壽命,其MTBF應(yīng)大于2×105小時;環(huán)境溫度范圍在-40℃~ +90℃,相對濕度為10%~90%等。
2、用電設(shè)備(PD)
用電設(shè)備(PD)可適應(yīng)組成End-span和Mid-span兩類供電系統(tǒng);可接受PSE設(shè)備的檢測以提供其PD設(shè)備的相關(guān)性能參數(shù)和供電功率范圍從3.84W到12.95W的五個等級功率請求;提供PD設(shè)備的實時工作狀態(tài),包括正常接受供電、停止工作或離線狀態(tài)等。
下表2給出IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)供電系統(tǒng)按分級電流確定PD設(shè)備正常工作時需要的最大功耗分級和相應(yīng)的要求PSE設(shè)備提供的電功率輸出。具有最大功率輸出15.4W的0級定義為默認(rèn)(default)級。具有功率輸出4W、7W和15.4W的其他級別是允許選擇的功率,而第5類則是準(zhǔn)備將來使用的。
表2:IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)按PD設(shè)備的分級電流確定的設(shè)備電源分類級別
此外,PD設(shè)備也應(yīng)適合于供電系統(tǒng)統(tǒng)一的使用環(huán)境,如適應(yīng)的溫度范圍和相對濕度等。
3、輸電線路(PTL)
輸電線路(PTL)使用的電纜規(guī)格;使用的是冗余雙絞線對還是數(shù)據(jù)雙絞線對;PTL允許傳輸?shù)淖畲蠊╇姽β始肮ぷ鞯碾妷汉碗娏鞣秶?/span>PTL的總傳輸功率損耗等。802.3af標(biāo)準(zhǔn)PoE系統(tǒng)對可為客戶終端提供的電功率作了詳細(xì)的規(guī)范,這其中包括電壓與電流范圍、空載、起動和超載等各種情況。
由于UTP線徑比較細(xì),因此允許傳送的電流功率都不能太大。IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)為每個節(jié)點提供的電流被限制在350mA之內(nèi)??梢蕴峁┙o每個節(jié)點的連續(xù)總功率,包括在運行電纜中的損耗總計僅為12.95W,以便使規(guī)定在雙絞線對上傳輸?shù)碾姽β首袷匕踩珮?biāo)準(zhǔn)和關(guān)于現(xiàn)行電纜標(biāo)準(zhǔn)要求。也由于要使用UTP傳送的電功率要保證PD設(shè)備的工作,而傳送的電壓又較低,因此傳送的電流相對較高,使在輸電線路上功率損耗就比較大,通常在短短的輸電線路上都要損耗1~2W。
另外,電隔離、安全絕緣和抗電磁干擾(EMI)能力等也是PoE供電系統(tǒng)與設(shè)備設(shè)計中需要考慮的關(guān)鍵因素之一,因為這些因素會影響到系統(tǒng)供電和以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的可靠性。根據(jù)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)IEC 60950中的規(guī)定,要求PSE和PD設(shè)備電隔離性能應(yīng)滿足在50~60Hz范圍內(nèi),60s內(nèi)應(yīng)可承受均方根值1 500V的電壓。
IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)PoE供電系統(tǒng)的性能參數(shù)的匯總具體詳見下表3。
表3:IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)PoE供電系統(tǒng)的性能參數(shù)
另外,我國通信行業(yè)YD/T 2720《數(shù)據(jù)終端設(shè)備供電技術(shù)要求》參照了IEEE 802.3at標(biāo)準(zhǔn),并整合了IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合我國網(wǎng)絡(luò)的具體情況,規(guī)定了我國的DTE通過以太網(wǎng)鏈路提供電能或者獲得電能(PoE+)的技術(shù)要求。
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