PoE是什么呢?
PoE(Power over Ethernet)供電技術,是在現有的以太網布線基礎架構,在不做任何改動的情況下,借助一根常規以太網線纜在傳輸數據的同時并可以供應電力,可以保證該線纜在為以太網設備如IP電話機、無線AP、網絡攝像機傳輸數據信號的同時,還能為這些設備提供直流供電的技術。
PoE系統包括兩部分,供電設備(PSE)和受電設備(PD),PoE供電過程需PD跟PSE通過溝通握手成功后,PSE才能會給設備供48V的直流電。
圖1: PoE系統構成
PD是怎樣跟PSE握手的呢?
PSE跟PD握手分為2個階段:信號檢測階段,分級階段。
圖2: PoE處理期間的PSE信號 (IEEE 802.3af)
1信號檢測階段(Detection)
PSE給PD供電前,需要先檢測是否有受電設備存在,以免將造成48V電源損壞非標準PD設備。PSE會用2.7V~10.1V的檢測電壓去檢測電源輸出線對之間的特征阻抗,來判斷受電設備是否為標準的PD設備。IEEE802.3標準定義PD存在的特征為:
a. 直流阻抗在19K~26.5Kohm之間;
b. 容值不超過150nF。
2分級階段(Classification)
一旦檢測到是標準PD設備,PSE需要判斷該PD設備的用電量,便于系統對電源進行管理。PSE 給出一個14.5V -- 20.5V的探測電壓來檢測PD設備的功率級別。PD通過從母線上拉一個恒定電流(分級特征信號)向PSE表明自己所需的最大功率。PSE 測量這個電流,以確定PD屬于哪個功率級別。分級期間使用的PSE電流必須限制到100mA,以避免損壞PD,而且它的連接時間不能超過75ms,以對PD功耗加以控制。
成功檢測和分級后,PSE才會向PD正式供電。
PoE供電標準是什么?
IEEE 在2003年制定了IEEE802.3af PoE 供電標準,IEEE802.3af規定PSE最大的輸出功率是15.4W,PD端最大的功率是12.95W。但隨著PD設備功能多樣化,13W 的供電功率已不能滿足需求,IEEE委員會在2009年制定了IEEE802.3at標準,將PSE和PD的輸出供電能力擴大到約2倍。
不過近兩年來智能時代的來臨,AI技術的火熱,越來越多需要PoE供電設備的功率已經超過25W,IEEE802.bt的更大功率的Po供電需求被提出,也讓我們拭目以待正式IEEE802.3bt的新標準的發布。
表格1: 三種標準的協議對比
類別 |
802.3af (PoE) |
802.3at (PoE +) |
802.3bt (PoE ++) (Draft) |
分級 | 0~3 | 0~4 | 0~8 |
PSE輸出電壓 | 44~57V DC | 50~57V DC |
50~57V DC Type 3 52~57V DC Type 4 |
PSE輸出功率 | <=15.4W | <=30W |
60W Type 3 90W Type 4 |
PD輸入電壓 | 36~57V | 42.5~57V | - |
PD設備功率 | <=12.95W | <=25.5W |
51W Type 3 71W Type 4 |
最大電流 | 350mA | 600mA |
600mA Type 3 960mA Type4 |
纜線 | Unstructured | CAT-5 or better | Cat5e |
對線數 | 2 | 2 |
2 pairs class 0–4 4 pairs class 0–4 4 pairs class 5–6 4 pairs class 7–8 |
PoE供電有哪些鮮明特點呢?
節省成本:PoE 無需進行獨立的數據和電源基建安裝,故可節省時間和金錢。
簡易性:電源與以太網基建完全整合,因此在不方便提供電源的地方供電時變得更簡易。
安全性:通過PoE供電,前端沒有強電,系統的安全性好,不會因為電源問題發生事故。
PoE可以應用在哪些地方?
互聯網設備的普及,AI技術也越來越成熟,越來越多的設備會跟互聯網產生交互,平常接觸比較多的像 IP phone, 網絡攝像機(IPC), 智能門禁系統等都已經采用了PoE供電。相信不久的將來與我們生活息息相關的設備都有可能會采用PoE的供電,PoE供電將在我們的工作生活中隨處可見。
重點
MPS公司開發了一系列的PoE PD產品,包括PD af/at的協議芯片(MPS也正在積極研發PD BT的協議芯片),集成的PD DCDC的芯片,以及單獨的DCDC方案。
下圖展示了MPS公司的一些PoE PD系列產品:
按照功能總結下來我們主要的PD芯片,如下表:
MPS公司產品 | ||||
料號 | MP8001 | MP8003A | MP8007 | MP8008 |
IEEE802.3af協議 | Yes | No | Yes | No |
IEEE802.3at協議 | No | Yes | No | Yes |
PD+PSR flyback+mosfet | No | No | Yes | No |
PD+SSR flyback | No | No | No | Yes |
在我們PD眾多成員中,有一顆PoE PD的大神,那就是我們高顏值且肌肉發達的產品MP8007,如下美圖:
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