以太网供电技术详解:PoE简介、供电原理、线序解析及PoE/PoE+/PoE++技术对比

科技   2024-11-12 16:10   河北  

1.什么是PoE?

POE(Power over Ethernet)是一种以太网供电技术,它允许在现有的以太网电缆中传输电力和数据信号,从而无需额外的电源线。POE技术广泛应用于IP电话、无线接入点、网络摄像头、安全系统和其他需要网络连接和供电的设备。

2.PoE供电系统的组成

3.PoE技术的发展

随着网络技术的飞速进步和各类网络设备功率需求的日益增长,以太网供电(PoE)技术也顺应时代需求,从基础版逐步演进到更为强大的版本,即PoEPoE+以及最新的PoE++

首先,我们回顾一下PoE(基于IEEE 802.3af标准)的初次亮相。这一标准于2003年正式推出,标志着以太网供电技术的诞生。它规定了PoE交换机向终端设备提供的最大电力为15.4W,这一限制使得它主要适用于那些功耗较低的设备,比如IP电话、小型监控摄像头等。这样的设计在当时已经足够满足大部分低功率网络设备的供电需求。

然而,随着技术的进步和更多高功耗设备的涌现,PoE的供电能力逐渐显得力不从心。于是,PoE+(基于IEEE 802.3at标准)应运而生。这一升级版技术于2009年发布,将最大供电功率提升到了30W,为那些需要更多电力的设备,如高性能摄像头、无线接入点等,提供了有力的支持。PoE+的出现,极大地扩展了以太网供电技术的应用范围。

尽管PoE+已经显著提升了供电能力,但面对日益增长的功耗需求,它仍然显得捉襟见肘。因此,PoE++(基于IEEE 802.3bt标准)在2018年横空出世,再次刷新了以太网供电技术的功率上限。PoE++技术将每个端口的最大供电功率提升至60W-90W,甚至在某些情况下可以达到100W的惊人水平。这一革命性的提升,使得PoE++能够轻松应对医疗设备、工业设备、高功率LED照明等高功耗设备的供电需求。

4.PoE原理

4.1供电原理

按照IEEE 802.3afIEEE 802.3atIEEE 802.3bt标准,在一定的时间内,供电设备必须完成对终端网络设备的检测和分级,然后决定是否对其供电以及输出多少功率。这一规定可以保障不兼容的网络设备不至于受到48V电源的破坏。所以供电设备的主要功能是检测是否有兼容的设备(PD)连接入系统或从系统中断开,并对受电设备进行功率分级,以提供相应功率的电源或切断电源。

PSE设备和PD设备对接时,其供电的流程如下图所示:

# PoE供电流程,如下表:

# 功率分级,如下表:

4.2供电线序

PSEPD采用标准RJ45接口作为供电及受电接口。

4.2.1PoE和PoE+供电线序

PoEIEEE 802.3af标准)和PoE+IEEE 802.3at标准)采用两个线对提供供电,有信号线供电和空闲线供电两种PSE供电方式,如下图所示。一般标准的PD必须支持两种受电方式,但PSE只需支持其中一种供电方式。

1)信号线供电示意图

PSE可通过信号线对1/2,3/6PD供电。PSE向以太网线注入直流电,直流电采用的频率和数据频率互不干扰,实现在同一对线同时传输电流和数据的“复用”。此时PSE通过PoE变压器经网线的信号线对与PD端相应的PoE变压器相连接。PSE通过PoE变压器的中心抽头馈电,PD通过PoE变压器的中心抽头受电。

2)空闲线供电示意图

PSE通过网线的信号线对(1/2,3/6)与PD建立数据连接,并采用空闲的两线对(4/5,7/8)向PD馈电,供电原理同信号线供电模式。

4.2.2 PoE++供电线序

PoE++IEEE 802.3bt标准)采用4个线对(1/2,3/6,4/5,7/8)提供供电,如下图所示。

PSE向以太网线注入直流电,直流电采用的频率和数据频率互不干扰,实现在同一对线同时传输电流和数据的“复用”。此时PSE通过PoE变压器经网线的信号线对与PD端相应的PoE变压器相连接。PSE通过PoE变压器的中心抽头馈电,PD通过PoE变压器的中心抽头受电。

5.PoE/PoE+/PoE++技术规格对比

PoE遵循的供电标准是IEEE 802.3af,最大能提供15.4W的功率,可以为IP电话、无线AP等终端设备供电。

PoE+PoE的增强版,供电标准是IEEE 802.3at,最大能提供30W的功率,可以为视频电话、PTZPan Tilt Zoom)摄像机等终端设备供电。

PoE++PoE+的增强版,供电标准是IEEE 802.3bt,最大能够提供60W的功率,能够满足更多的终端功率需求,可以为基站、室外热感摄像机等终端设备提供更大功率的供电。

PoE、PoE+、PoE++供电技术的特性参数之间的差异如下表所示,用户可以根据现网PD的实际情况,使用对应的供电技术对PD进行供电。

6.参考标准与协议

PoE、PoE+、PoE++参考的标准与协议如下表所示:


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