POE供电原理

在工程项目中，随着光纤线路的普及，网络监控、AP、WIFI等网络系统不再受到100M距离的命运束缚。同时人们为了适度降低监控设备及人工成本，POE监控供电系统，逐步进入工程人员的视野，有些工程人员只知道运用而不知其原理，下面给大家简单介绍下关于POE供电的基本础知识。

POE （Power Over Ethernet）指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。 POE也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，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。

　　POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，限度地降低成本。IEEE 802.3af标准是基于以太网供电系统POE的新标准，它在IEEE 802.3的基础上增加了通过网线直接供电的相关标准，是现有以太网标准的扩展，也是个关于电源分配的国际标准。

　　PoE供电：以太网供电，即网线供电，同一根网线上既可以传输数据又可以传输电力。原理：当需要供电的设备和PoE供电设备连接后，供电设备会检测这个设备是否支持PoE供电，是就开始供电直到48V稳定供电，不是那就不会供电。

标准的五类网线有四对双绞线但是在10M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的两对。IEEE80 2.3af允许两种用法：

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

图3  RJ-45插座示意图

图4  供电电路分解细化

1000M BASE-T   POE 供电系统 4个线序对均传输数据，故无空闲对， 均采用数据对供电,图4左图，1脚和2脚、3脚和6脚通过网络变压器进行电压、信号的分频、分离出来的电压连接到桥式整流进行整流供电，如图5

图5  后段整流电路

以上讨论的是POE adapter 供电模式，典型的POE adapter 如下图

图6  POE adapter

另一种是通过POE供电交换机供电

图7  POE供电交换机

POE 交换机供电示意图

协商供电

当在一个网络中布置PSE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,PSE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,PSE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。