技术文章
技术文章
不再受限于电源位置 PoE新技术颠覆以太网络
进入了二十一世纪之后，以太网络进入家庭早已成为现实。家家户户的上彀调制解调器，无论是透过电话线的ADSL/VDSL仍是电缆线，衔接到计算机还不是仰赖以太网络的接线。再进一步深层地探究数字家电范畴的高画质电视机、AV扩大机、家庭电玩游戏机、乃至将来的下一代代光驱，都曾经布下以太网络的天罗地网。且从总线上供给电源的办法，遭到业界与消耗者的超级喜欢，USB 2.0的成功不就是摆在眼前的现实吗？
话说以太(Ethernet)网络的诞生是为军事用处而来，最终却蜕变成全球信息高速公路网的基盘，这是任何一个人都事前料想不到的工作。究竟，聪明的工程人员，也开端动脑筋到以太网络的衔接在线，在同一条衔接线中一样也可以将电力与数据送出，此种给电的技能，就是PoE(Power Over Ethernet)的精华。实际上，在2003年6月12日PoE也正式成为标准标准，也就是IEEE 802.3af。
具有48伏电力 适用更多的网络设备
假若拿USB 2.0界面与PoE的供电才能来彼此比拟竞的话，PoE最高48伏特的15.4瓦是远远胜出USB的2.5瓦(5伏特，500mA)。因而，比方IP电话机、网络开麦拉、网络开关设备或路由器等，皆是十分适宜运用的标的产物。安全送电而且不会对数据的通讯发作不良的影响是最起码的根本需求。
曾经有媒体在年度「网络猜测」这个项目用以下的文字描述。「电源线的不见-以太网供电技能(Power over Ethernet，PoE)将开端运用，无线AP、语音IP电话等设备都可以颠末以太网线衔接及供电，引发电工业大停工！」在用词上虽然带着语不惊人死不休的滋味，不过至少可以体会出PoE供电技能真实遭到重视。
那么，该如何来界说PoE呢？谨慎的说法是运用者可根据IEEE802.3af运用标准的以太网络缆线(CAT-5，Ethernet Cable)来传送电源。意思就是运用同一条CAT-5衔接线来传送数据以及直流电源(DC Power)。
所以说，PoE技能就是对准具有10Mbps～1Gbps传输才能的CAT5对绞线，赋予电力供给机能的一门技能。有802.3af标准的策定，促进新的组件与设备可以逐步上台，并可以彻底包管彼此运用性以及与既有的以太网络机器包管有交换性。
USB的运用经历通知消耗者毋需外接AC电源配接器，让运用者在运用数字器件时便利性大增。今天随身碟与外接小型硬盘的流行，首要的推手与缘由就在这里，与网络休戚相关的IP电话机就是立刻可以联想到的运用。
根据IEEE 802.3af，可以给电的最长间隔可以达100公尺之远，彻底可以不受限于AC电源的设置场所，Web照相机、长途感应的举动探测器等用处，是绝佳的魅力点。
因而，PoE技能带来的优点可以摘抄如下：
．因为设备网络的电线数量的削减，让体系的构成更为简略。
．一样的理由，PoE可帮忙将本钱降至最低，缩短停机工夫、简化保护作业及晋升设备弹性。
．可以归入长途电源监控的功用。
．不需求电源配接器(Adaptor)，就不必在乎市电110V、220V的任何环境，都可通用。
PoE削减布线施工本钱
在图1的典范架构中，是以「Access Gateway」与「RADIUS服务器」一起运作，来作为无线与有线运用者的身分认证。而且从办理服务器上，可以监控运用者的网络运用状况。除此之外，因为办理服务器则是设备于LAN端，因而，可以来办理存取点设备(Access Point)、存取网关(Access Gateway)与无线网络运用者等。
假定存取点设备(Access Point)撑持了IEEE
802.3af PoE (Power over Ethernet)的机能，电源可藉由撑持PoE的以太网络交换器来供给运用，因而，只需布接网络线，而不需别的衔接电源线，这样的作法可以削减布线的施工本钱，而且整体的观感上也会更为简练清新。别的，若是在存取点设备(Access Point)暂时发作了当机的状况，也可以透过PoE的电源让存取点设备(Access Point)从头开机。
引见PoE的三大特性
业界里的人都晓得，最初网络的呈现与运用，并没有PoE这个东西。电力与数据的载送存在同一个前言上，在市道最为遍及的也仅有USB以及1394接口算了。因而，PoE可以说是晚进之辈。但它却具有三大特性。
特征一，它是运用于以太网络的型态。无论是电力供给仍是数据传送，均是选用了一样的架构。
特征二，因为最长间隔标准为100公尺的长度，为了因应长间隔下的电力丢失课题。因而，选用了高电压的战略。IEEE 802.3af标准里头的技能细节，就是要包管安全高电压送电的完成。而无敌接口王USB的长度也不过5米算了。
特征三，在同一个网络上，毋需电源的既有设备与需求电源的新设备可以和平共存的。因而检测办法、电力载送的操控与办理办法等，也都是IEEE 802.3af在标准化进程中，所评论的议题。
PoE供电设备分为端点型及中跨型
先来探究一个最为根本的问题。既有的以太网络传送以及PoE电力传送技能的差异点究竟在何处？
众所皆知，以太网络透过了Hub或Switch设备，建构了点对点型的网络。供给电力的PoE仍然也是保持点对点的衔接型态。不同之处在于PoE技能的电力传送乃是单方向。换言之，就会存在有「给电端」以及「受电端」两个品种的设备存在。
「供电设备」或可名为「给电设备」，就称之为PSE(Power Sourcing Equipment)，受电设备或用电设备则以PD(Powered Device)来称号。请留神，一个PSE可以供电给一个或复数个受电设备PD。
典型的PSE设备可以有以太网络路由器 (Router)、交换式集线器(Switch Hub)和集线器
(Hub)等。
而立刻可以联想的到的PD设备则可能有网络电话(VoIP Phone)、无线局域网络存取点(WLAN Access Point)、安固保整体系(Security
System)，销售点终端设备、(POS Terminal)、网络照相机(Network Camera)等。 而供给电设备又可以细分红端点型(Endpoint)以及中跨型(Mid-Span)。前者比方是具有电源供给的网络Hub或Switch，可以彻底替代掉既有的Hub或Switch，而后者则是指在既有的网络中供给电力附加机能的设备(图2)。 众所皆知，以太网络的传送通常是选用Cat5的信号线材，其间有四对的对绞线，双端设备了RJ-45的衔接头。熟知的10Base-T以及100Base-TX标准，都只是运用其间的两对信号线(1-2，3-6)，姑且余留两对线没有运用。通常称为「准备用」对线(4-5，7-8)。 端点型(Endpoint)以及中跨型(Mid-Span)给电设备用的信号线略有差异。端点型(Endpoint)的场合，可以透过信号对线(Signal Pair)(图3)或者是准备对线(Spare Pair)(图4)来供给电力。而中跨型(Mid-Span)却仅可以运用准备对线来供给电力。请留神Gigabit以太网络，也就是1000BASE-T，运用了悉数4对线。因而，IEEE 802.3af关于Gigabit以太网络并无标准中跨型(Mid-Span)给电设备。 无论是透过信号对线或者是准备对线，皆是运用一样形式来传送电力。给电设备端乃是从阻隔电压器的中心抽头(Center Tap)供给48伏特的直流电压，相对地，受电端设备当然也是从中心抽头承受电力。 各个变压器所供给的直流电力当然不会对传送的数据发作影响。因而，既有的实体层PHY芯片仍然可以持续沿袭下去。 而受电端设备有可能从信号对线或者是准备对线承受电力，因而城市运用二极管桥接办法。
PoE有其规则的电力供给搬迁图 无论是端点型(Endpoint)或是中跨型(Mid-Span)给电设备，只要是契合IEEE 802.13af的标准，都有必要与既存的以太网络设备保持交换兼容性。所以也有必要有一套专用的协议，用来判别衔接在网络上的设备，能否需求扮演受电设备的人物。这个协议根本上是两个时间的处置。第一个步调就是检测(Detection)，便是用来区别是IEEE 802.af对应之受电设备仍是其它Ethernet机器。可以这么来说，这个步调是十分十分重要的一环。缘由安在呢？究竟，既有的75奥姆终端阻抗Ethernet机器，并没有存在48伏特同相电压的输入，稍一不小心，就有可能会发作损坏的状况。 第二个步调，就称做归类(Classification)。大致上是说，受电设备会将最大的电力需求传达至给电设备。将电力归类的意图之一，就是为了避免给电设备堕入过度负荷的困境。比方说，当发作过度负荷时，送往全部受电设备的电力会一齐中止掉。有了归类(Classification)的机制，就可以逃避掉这样的状况。 紧跟在检测(Detection)以及归类(Classifica-tion)之后，首要会转移到起动(Startup)形式，此后才会进入电力供给(Powering)形式。因而，PoE是有其规则的一套状况搬迁图。 首要，咱们来探究检测(Detection)的协议是选用怎样的办法。 根据IEEE802.3af的规则，受电设备内部必需且有检测用处的「25K奥姆」电阻。实际上的测定就是运用了电流-电压特性上的两点间斜率算出来的阻抗值。更详细的说，就是在2.8V到10V之间，选出至少最低电压差1V的两点来断定阻抗值。若是认定是25K奥姆的场合，就可以知道为受电设备了。 一旦检测出受电设备之后，给电设备会进入归类形式，讲白了也就是获得受电设备的最大耗费电力的信息。详细来说，给电设备有必要在10ms～75ms之间，施予受电设备15.5伏特到20.5伏特之间的的电压来测验流入的电流值。也就是根据这个成果，受电设备根据耗电的巨细被概括成五类。归类在IEEE 802.3af标准中是列为选项(Option)。因而，给电设备未必一定要实施归类的规律，这时分就以Class-0来处置就可以了。当然，在这种场合下，攸关消耗电力的全部信息就不必供给了。表1便是受电设备电力归类的收拾。 假定给电设备可以供给整体150W的电力，分给Class-1的受电设备的数目就可以达37个。若是不实施归类的话，给电设备就有必要分配15.4W给各个衔接埠(Port)。 颠末受电设备检测以及选项的归类进程之后，第三个时间就是给电设备进入起动形式(Startup)，此后才会进入第四时间的电力供给形式(Powering)。 起动形式(Startup)的最首要意图，就是要决议电力供给的必要与否。按照802.3af的规则，这个判别的举措有必要在检出受电设备后的400ms之内进行。 为了包管安全性的议题，当给电设备对某个衔接端口(Port)开端供电之后，还会持续监督电流的状况。有两种制限的办法，其一，是自动式的办法。规则了不能跳过400mA～450mA的ILIM参数值。此外，另一种是被动式的约束办法。独特标准了ICUT以及tOVLD(50ms～75ms)的两个参数值，一旦跨越制限电流达50ms～75ms以上，就会中止衔接埠的供电。 为了达到以上所说的电力操控，通常所见到的计划皆是选用了功率MOSFET组件。给电设备会敞开MOSFET晶体，然后变化其闸极(Gate)电压来操控输出电流。当衔接端口在起动形式时间，供电设备会按捺MOSFET的电流在60mA的规模，当衔接端口电压抵达30V之际，给电设备才会开端将最大的电力供给受电设备，这种办法就是SELV(Safety Extra Low Voltage)安全独特低电压。 而受电设备处于起动形式的时分，其首要使命就是关于旁路电容器的充电。当衔接端口电压抵达30V～42V的时分，就会脱离所谓的UVLO(Under Voltage Lock Out)状况。
当一路平安地颠末50ms的起动形式之后，最终的时间才是进入电力供给形式(Powering)。各个受电设备有必要恪守上表所规则的电力，不得跨越。表2显现归类与电流之间的联系。
已然有了共通的标准标准，描绘之际挑选芯片解决计划时，仍是以契合IEEE 802.3af为首要思考标准，如此将会比拟契合情理。除此之外，关于PoE体系测验的验证根底，也有必要要有满足的认知。其间包罗有功率分级(Power
Classification)、时序(Timing)、签署辨证(Signatures)，以及IEEE标准中所界说的wiring alternative等。
因而在评价完好的PoE测验设备时，不只要思考具有有操控IEEE 802.3af参数所需求的弹性及灵敏度，仿真用电设备(PD)，具有全自动化的操作测验顺序以及IEEE 802.3af契合性(Conformance)验证软件等。
不再受限于电源方位的PoE技能
总归，PoE (Power over Ethernet)是一门运用以太网络来供电的技能，是一项改动网络设备供电办法的全新技能。在IEEE 802.3af的标准下，可以透过现有以太网络线一起传输数据与电力。
而PoE技能可以广泛运用在无线基地台、网络开麦拉、VoIP等产物上，因为不需求别的再衔接外部电源，因而在计划设备这些长途设备时，可以更方便地挑选适宜的架起地址，而不再受限于电源方位的约束。若运用PoE交换器会集办理多台长途设备的电源供给，还可以调配所谓的UPS不断电体系，即便遇到劲风、下大雨或人为因素以及遭受停电的时分，也犯不着去忧虑长途设备电力、通讯的中止等问题。因而，咱们达观其成。
北京迪阳世纪科技有限责任公司 版权所有 © 2008 - 2018 著作权声明
010-62156134 62169728 13301007825 节假日:13901042484 微信号:sun62169728
地址：北京市西城阜外百万庄扣钟北里7号公寓
E_mail:sales@pc17.com.cn 传真: 010-68328400
京ICP备17023194号-1 公备110108007750![]()
010-62156134 62169728 13301007825 节假日:13901042484 微信号:sun62169728
地址：北京市西城阜外百万庄扣钟北里7号公寓
E_mail:sales@pc17.com.cn 传真: 010-68328400
京ICP备17023194号-1 公备110108007750