以太网接口及POE设计

PoE标准     Power Over Ethernet  是有源以太网供电的简称

通过Cat-5电缆供电在IEEE 802.3af以太网供电标准中进行了定义。PoE标准以前限制在几瓦以内，但更新的PoE技术可实现更高的功率。例如，PoE+允许每端口功率高达25 W，而PoE++（四 对以太网供电系统）通过使用现有电缆的所有电线允许70 W到100 W的功率。与此PoE标准并行的是ADI公司定义的专有标准 LTPoE++™，该标准定义高达90W的受电设备(PD)功率规范（请参见表1）。

表1. ADI的最新PoE标准

PoE标准	PoE 类型	PD 功率(W)	可用功率 (W)
PoE (IEEE 802.3af)	类型1	13	11.25
PoE+ (IEEE 802.3at)	类型2	25	22
ADI的LTPoE++
	LTPoE++	38.7	32.9
	LTPoE++	52.7	44.8
	LTPoE++	70	60.8
	LTPoE++	90	76.8

LTPoE++ 降低了PoE系统与类似解决方案相关的技术复杂性。即插即用功能、易于实现和安全可靠的电源是LTPoE++的其他特性。此外，LTPoE++还可与IEEE的标准PoE规范互操作和向后兼容。但是，由于系统损耗和电缆损耗，实际可用功率略低于指定的PD功率，PoE+和PoE++也是如此。

PoE组件

通过以太网电缆给设备供电主要需要两个组件：受电设备和供电设备(PSE)。

图1. 显示PoE系统的主要组件的方框图。

PSE负责像电源一样供电，而PD接收并使用功率（负载）。PSE设备在通电时有一个签名过程，以保护不兼容设备在连接时不受损坏。这涉及先检查PD的签名电阻。仅当此值正确时(25kΩ)， 才会为PD供电。如果PSE检测到PD，会先开始分类；即确定连接设备的电源要求。为此，PSE将施加规定电压并测量产生的电流。然后根据电流电平将PD分配至一个功率等级。如果一切正常，将供应全部电压和电流。一旦为PD供电，PD就要负责将–48 V的PoE电压转换为适合终端设备的电源电压。在典型的PD设计中，使用一个附加DC-DC转换器（二极管桥控制器）。该DC-DC转换器负责调整或覆盖PD提供的组件的电源要求。更新的IC已经能够将接口和DC-DC转换器集成到一个低功率等级的组件中，这就简化了设计。

1. 应用空闲脚供电时4、5脚连接为正极，7、8脚连接为负极。 下图为利用空闲线（4，5，7，8）传递48V的电源

2. 利用信号线（1，2，3，6）同时传递数据信号和48V的电源。应用数据脚供电时，将DC电源加在传输变压器的中点，在这种方式下线对1、2和线对3、6可以为任意极性。传输数据所用的芯线上同时传输直流电，其输电采用与以太网数据信号不同的频率，不影响数据的传输。

 

标准不允许同时应用以上两种情况。电源提供设备PSE只能提供一种用法，但是电源应用设备PD必须能够同时适应两种情况。该标准规定供电电源通常是48V、13W的。PD设备提供48V到低电压的转换是较容易的，但同时应有1500V的绝缘安全电压。 下面谈一下1000M BASE-T POE 供电系统

 

 

一个完整的PoE系统包括供电端设备和受电端设备两部分。

供电端设备(PSE)：支持POE功能的以太网交换机、路由器、集线器或者其他网络交换设备。

受电端设备(PD)：在监控系统中主要就是网络摄像机(IPC)

POE标准供电系统的主要供电特性参数

供电工作过程

当在一个网络中布置 POE供电端设备时,POE以太网供电工作过程如下所示。

1. 检测：一开始，POE设备在端口输出很小的电压，直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE802.3af标准的受电端设备。

2.PD端设备分类：当检测到受电端设备PD之后，POE设备可能会为PD设备进行分类，并且评估此PD设备所需的功率损耗。

3. 开始供电：在一个可配置时间(一般小于15μs)的启动期内，PSE设备开始从低电压向PD设备供电，直至提供48V的直流电源。

4.供电：为PD设备提供稳定可靠48V的直流电，满足PD设备不越过15.4W的功率消耗。

5.断电：若PD设备从网络上断开时，PSE就会快速地(一般在300～400ms之内)停止为PD设备供电,并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接PD设备。

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来源： https://blog.csdn.net/u010783226/article/details/116274200