显然,该电流与数据信号是相互独立的:两者互不干扰。PSE(电源供应设备)通过交换机(也称为端跨)或中跨(如果它位于电缆末端以外的位置)将电流引入电缆。在电缆的另一端,受电设备(PD)将消耗电能。.
诸如 Cat 5e、Cat 6、Cat 6A 等网络线缆由八根导线组成,排列成四对双绞线。在 10Base-T 和 100Base-T 以太网中,其中两对用于传输数据,称为数据对。另外两对未使用,称为备用对(千兆以太网使用全部四对)。由于电流呈环路流动,因此需要两根导线才能通过线缆供电。PoE 将每对导线视为一根单独的导线,可以使用两对数据对或两对备用对来传输电流。它也可以同时使用全部四对导线。.
以太网供电 (PoE) 以 44 至 57 伏直流电压(通常为 48 伏)注入网线。该电压既能保证沿网线高效传输电力,又能确保用户安全。然而,如果设备并非设计用于接收 PoE 电源,则可能会损坏设备。因此,PoE 交换机或中间跨接设备在为 PoE 设备供电之前,必须执行特征检测过程。.
特征检测采用较低电压来检测符合 IEEE 标准的受电设备 (PD) 的特征信号(25 kΩ 电阻)。在端口为 PoE 设备供电之前,电源供应器 (PSE) 和受电设备 (PD) 必须完成“握手过程”(检测、分类和分离),以确保连接的是有效的受电设备。.
PSE通过发送检测电流信号启动此过程,并根据测得的电压计算检测电阻。如果检测电阻在23.75 kΩ至26.25 kΩ的范围内,则认为该检测电阻有效。.
检测成功后,PSE 通过发送电压信号启动分类。同时,PD 从端口移除检测电阻,并接入分类电阻。如果 PD 判断分类信号有效,则激活内部 LDO,在分类电阻两端施加 2.5V 电压。PSE 测量流过分类电阻的电流,从而识别 PD 的分类级别。.
最后,在获得有效分类结果(即不存在过电流或类别不匹配)后,PSE 将开启端口并开始监测浪涌电流。同时,DP 将接管控制以限制浪涌电流。.
即使通电后,PSE 仍会持续监测电流。如果电流过大、发生短路或受电设备 (PD) 被拔出,它将切断电源。.
这意味着连接不符合规范的设备(例如打印机、传真机或个人电脑)不会有问题:由于这些设备没有 IEEE 802.3af 认证标志,端口会自动断电。但是,如果您在 24 端口网络刀片上使用集成 PoE 功能,并且许多端口支持无源设备,那么使用中间跨接器并将供电端口仅连接到需要供电的设备可能更明智。这将降低整体安装成本。.
PoE标准概述
IEEE 802.3af 和 802.3at 都通过以太网电缆的四对双绞线中的两对供电。后者向下兼容 802.3af。.
随后,一些非标准解决方案相继问世。HD Base-T联盟于2010年推出了基于HD Base-T的供电(PoH)技术。该技术可为HD Base-T 4K设备提供视频、音频、控制信号、1000 Mbps以太网传输以及电力。.
PoE系统等级分为1到8级。1型和2型(IEEE 802.2af和IEEE 803.2at)包含1到4级。3型(IEEE 802.3bt)包含5级(功率最高40W)和6级(功率最高51W,受电端)。4型(同样符合IEEE 802.3bt)包含7级(功率最高62W)和8级(功率最高73W,受电端)。请注意,PSE和PD的功率等级不同。由于散热,功率损耗是正常的。.
国际标准化组织 (ISO) 和电信行业协会 (TIA) 正在努力更新标准,以支持符合 IEEE 802.3bt 标准的 4 对 PoE,他们分别发布了技术服务公告 TSB-184-A 和 ISO 技术报告 ISO/IEC TR 29125。这些文件提供了 802.3bt PoE 通过 4 对线缆传输的布线指南,以及其他应用。.
这些国际标准提供了有关安装条件、不同4对以太网电缆分类的电缆束尺寸指南以及电缆中允许的最大功率的信息。它们还描述了有助于控制电缆束内温度升高的方法。.
2015年,UL开展了一项研究,分析通信电缆中高电流水平的影响及其安全性。一项关键发现是,即使电流略有增加,也会导致测量温度显著升高。另一项发现是,电缆结构的变化对测量温度有重大影响。.
此后,UL推出了有限功率(LP)认证,表明该电缆已通过评估,能够在推荐的安装条件下承载标示的电流,且不影响其额定温度。此标识仅供参考,并非强制性要求。LP电缆标识仅表明该电缆已通过UL评估,能够在不超出其额定温度范围的情况下承载标示的电流。.
关于 PoE 的迷思和误解
PoE存在兼容性问题 ——在PoE技术发展的早期,许多DIY和家庭用户采用自制方案通过网线供电。然而,随着PoE技术的普及,IEEE 803.3af标准已被广泛采用,这意味着所有现代PoE设备之间的兼容性都得到了保证。
PoE供电需要一定的电气知识:IEEE 802.3af PoE旨在确保在任何标准以太网配置下都能可靠运行。用户只需像往常一样连接网络,设备即可自动处理供电。
PoE需要特殊的线缆吗 ? - 完全不需要,普通局域网和支持PoE的局域网都使用相同的线缆,例如Cat 5e、Cat 6和Cat 6A等,以及“RJ45”型连接器。
强制 PoE 设备供电 ——这种错误非常常见;然而,根据上述“握手”过程,PSE 只会提供 PD 所需的电量。如果 PD 因任何原因停止工作,PSE 将断开电源。请务必记住,制造商标明的功率额定值是最大值。
POE 的类型和类别。RP 类别
以太网供电 (PoE) 可以为系统安装带来诸多优势,尤其是在使用 Type 4/Class 8 时,其功率可达 90W。然而,在高功率水平下,规划和安装要求也更加严格、复杂,并且可能令人困惑。.
PoE 课程
以太网电缆以 44 至 57 伏直流电压注入电力。这种相对较高的电压既能保证沿电缆高效传输电力,又能确保用户安全。然而,它可能会损坏非 PoE 设备。因此,在 PSE 向 PD 供电之前,会进行电源协商/分类。.
PoE 共有 8 个等级,外加 0 级(未分类)。等级反映了 PSE 和 PD 均可支持的最低功率级别,该等级在分类握手过程中确定。.
PoE协商以及整个等级体系的目标在于确保提供的功率符合需求。PoE领域一个常见的误解是,无论另一端的设备是什么,功率都会“强行”通过电缆传输。实际上,低等级设备(甚至无源设备)可以连接到功率容量更高的供电设备(PSE),而不会出现过载风险。PoE的每个后续版本都包含了之前的等级,因此,IEEE 802.3af仅包含1-3级,而IEEE 802.3bt(4型)则包含了全部八级。.
PoE的类型
PoE 类型根据描述它们的标准、接收电源的线对数量和电压来划分。.
IEEE 803.2af 标准中的 1 型 PoE 通过两对电线供电,最大电流为 350mA。.
类型 2,IEEE 803.2at,也使用两对导线,可提供高达 600 mA / 30 W 的电流。.
IEEE 802.3bt 标准(包括 3 型和 4 型)允许通过所有四对双绞线传输电力,从而可以向 PSE 提供高达 90 W 的功率(向 PD 提供高达 71 W 的功率)。3 型 PoE 可为 PSE 提供 600 mA 的电流和高达 60 W 的功率,而 4 型 PoE 可为 PSE 提供 960 mA 的电流和高达 90 W 的功率,具体取决于 PoE 等级。.
如前所述,PoE 标准向下兼容,因此 1 型或 2 型设备可以毫无问题地连接到 4 型 PoE 网络。但是,4 型设备不太可能从 1 型或 2 型网络中获得足够的电力来运行。.
远程喂养(RP)类别
PoE类型和等级的存在是为了确保PoE网络中的组件能够协商、提供和接收正确的功率。相比之下,远程供电(RP)类别则旨在解决安装实践问题。.
2020 年,国际和欧洲标准(ISO/IEC 14763-2 和 EN 50174-2)定义了三种 RP 等级。RP 等级的划分基于配电点的平均电流。RP1 适用于电流最低的应用,其中配电点所有导线上的平均电流(平均 ic)不超过 212 mA;RP2 适用于 212 mA 至 500 mA 的应用;而 RP3 则允许 PSE 或 PD 连接到配电点,不受 Ic < 500 mA 的限制。然而,在后续的布线扩展过程中,仍然需要进行全面的安装前规划,并做好文档记录和管理控制。因此,所有 4 类 PoE 安装默认必须符合 RP3 标准。.
RP 分类的目的是确保在可能出现问题的情况下,电源产生的热量积聚能够得到妥善管理。在低功率装置(RP1)中,热量积聚的风险极低,因此安装和规划要求也最低。相反,高功率网络(RP3)的热量积聚风险要大得多,在网络设计和实施过程中必须考虑到这一点。.
对于低功率网络,使用 RP1 或 RP2 方案可以节省规划和文档编制时间。然而,虽然这简化了网络安装,但会在网络的整个生命周期内增加额外的管理和文档工作。每次需要更改或添加设备时,都必须证明平均电流不会超过允许的限值。而 RP3 方案将规划集成到初始网络设计中,从而构建出更易于未来管理的架构。只要满足 ic < 500 mA 的电流限制,将远程电源设备连接到配电盘则不受限制。.
RP类别适用于整个线缆束。例如,如果同一线缆束中混合使用了15W Type 1和55W Type 3 PoE供电的线缆,则整个线缆束的平均电流将决定其最低RP类别。.
RP类别适用于整个线缆束。例如,如果同一线缆束中混合使用了15W Type 1和55W Type 3 PoE供电的线缆,则整个线缆束的平均电流将决定其最低RP类别。.
因此,即使最初的安装仅旨在提供低功耗的PoE(1型或2型),朝着符合RP3标准的方向努力可能更为明智。这取决于网络的长期目标,而这些目标一如既往地应该事先明确定义。.
此外,建议对所有采用远程供电的分销商采用一致的类别。.
同样,当安装规范描述现有布线的扩展时,必须指定现有安装的 RP 类别。.
最后,必须进行专门的标签标注:建议在机柜和配电盘(或接线面板)上都贴上标签。
确保一切就绪。
