問(wèn)：淺談PoE以太網(wǎng)供電

 

以太網(wǎng)是有線網(wǎng)，而發(fā)送器和傳感器通常需要電源，這樣問(wèn)題就來(lái)了：為何不使用以太網(wǎng)電纜同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和供電？今天我們就來(lái)聊聊有關(guān)以太網(wǎng)供電的幾個(gè)問(wèn)題。

 

 

 

1.什么是PoE？

 

PoE（Power Over Ethernet），即以太網(wǎng)供電，是指通過(guò)網(wǎng)線傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)客戶端設(shè)備供電。

 

2.為什么要通過(guò)PoE供電？

 

PoE在樓宇自動(dòng)化，監(jiān)控或交通信號(hào)燈攝像頭等應(yīng)用中有著廣泛的應(yīng)用。

 

PoE主要的優(yōu)勢(shì)包括：

PoE不需增加電源線：可以降低硬件成本。

安全性高：電壓比較低，所以系統(tǒng)比較安全。供電設(shè)備在全功率供電前，會(huì)發(fā)出一個(gè)10V的測(cè)試電流。只有在受電設(shè)備上檢測(cè)到25Ω電阻時(shí)，才會(huì)施加全電壓。這樣可以防止連接設(shè)備受損。

安裝方便：使用Cat-5雙絞線連接，供電設(shè)備（PSE）和受電設(shè)備（PD）之間最長(zhǎng)距離可達(dá)100m。因此PoE非常適合在不宜安裝電源插座的地方，如墻上，屋頂，天花板等地方應(yīng)用。

即插即用：這意味著可以在網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行更改。當(dāng)需要更改時(shí)，更換以太網(wǎng)連接設(shè)備和交換電纜相對(duì)容易。只需要技術(shù)人員將新設(shè)備的線纜插入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)即可。

PoE供電標(biāo)準(zhǔn)

PoE一直在發(fā)展，從以太網(wǎng)寫(xiě)IEEE 802.3af發(fā)展到IEEE 802.3bt，通過(guò)PoE提供的功率越來(lái)越高。

 

3.PoE如何實(shí)現(xiàn)供電？

 

PoE主要由兩部分組成：供電設(shè)備(PSE)和受電設(shè)備（PD），通過(guò)Cat-5雙絞線傳輸數(shù)據(jù)以及供電。

 

 

供電設(shè)備PSE:

 

PSE設(shè)備是為以太網(wǎng)客戶端設(shè)備供電的設(shè)備，同時(shí)也是整個(gè)POE以太網(wǎng)供電過(guò)程的管理者。常見(jiàn)PSE包括以太網(wǎng)路交換器、路由器等。

受電設(shè)備PD：

 

PD設(shè)備是接受供電的PSE負(fù)載，即POE系統(tǒng)的客戶端設(shè)備。常見(jiàn)PD包括IP電話、網(wǎng)絡(luò)安全攝像機(jī)。

 

電纜線：

 

POE系統(tǒng)使用Cat-5雙絞線，可以給終端提供44V到57V直流電壓，最長(zhǎng)距離可達(dá)100m。

 

4.PoE握手過(guò)程是怎樣的？

 

PSE負(fù)責(zé)像電源一樣供電，而PD接收并使用功率（負(fù)載）。為了安全考慮，PSE連接PD時(shí)并不是直接連接，而是有個(gè)“握手”過(guò)程。具體如下：

 

1）檢測(cè)：PSE在全功率供電前，會(huì)發(fā)出一個(gè)10V的測(cè)試電流，來(lái)檢測(cè)PD的存在。只有在PD上檢測(cè)到25Ω電阻時(shí)，才會(huì)施加全電壓。這樣可以防止連接設(shè)備受損。

 

2）分類：PSE檢測(cè)到PD之后，會(huì)先開(kāi)始分類；即確定連接設(shè)備的電源要求。PSE將施加規(guī)定電壓并測(cè)量產(chǎn)生的電流。然后根據(jù)電流電平將PD分配至一個(gè)功率等級(jí)。

 

3）供電：如果一切正常，將供應(yīng)全部電壓和電流。一旦為PD供電，PD就要負(fù)責(zé)將–48 V的PoE電壓轉(zhuǎn)換為適合終端設(shè)備的電源電壓。

 

5.PoE有哪些應(yīng)用實(shí)例和產(chǎn)品？

 

我們以ADI提供的解決方案為例：

 

 

PSE側(cè)：

 

方案中包括的核心芯片有隔離式控制器LTC4271代表非隔離側(cè)PSE主機(jī)的數(shù)字接口；隔離式控制器LTC4290在隔離側(cè)提供以太網(wǎng)接口——這兩個(gè)組件通過(guò)簡(jiǎn)單的以太網(wǎng)變送器連接。

 

電纜：

 

Cat-5線纜是由四對(duì)雙絞線組成，用來(lái)連接PSE和PD設(shè)備。

 

PD側(cè)：

 

一旦為PD供電，PD就要負(fù)責(zé)將–48 V的PoE電壓轉(zhuǎn)換為適合終端設(shè)備的電源電壓。理想二極管電橋控制器LT4321與PD控制器LT4295配合，可以全橋配置控制四個(gè)MOSFET。

 

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