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什么是poe网线供电,poe供电就是网线供电吗

本文主要介绍什么是poe网线供电,poe供电就是网线供电吗,并提供一些实用的技巧和方法。其中,主要从以下几个方面进行详细阐述,接下来就来看一下安防网小编为您分享。

什么是poe网线供电

一个完整的POE系统由PSE(电源设备)和PD(用电设备)组成。

PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备,也是整个POE以太网供电过程的管理者。PD设备是接受供电的PSE负载,即POE系统的客户端设备,如IP电话、网络安全摄像机、AP、智能互联网的串口服务器等许多以太网设备。他们基于IEEE 802.3af、IEEE 802.3at、IEEE 802.3bt(草案)标准,在接收端建立关于PD的连接情况、设备类型、功耗水平等方面的信息链接,基于此,PSE通过以太网向PD供电。

什么是poe网线供电,poe供电就是网线供电吗

智能嵌入式POE电源串行服务器

图2 PoE系统的历史

POE供电方式POE供电根据应用场景不同可分为终端供电和跳线供电,而跳线供电根据网线按供电线对可分为中跨和端跨。

  • 终端供电方法
  • 终端供电是指具有POE供电功能的PSE设备(交换机/集线器)通过网线直接向PD设备(IP电话/网络摄像机)供电。在POE标准中,根据供电线路对的不同,有两种供电模式,备选A和备选B。

  • 替代A模式
  • 备选A模式:PSE设备由两对数据线1、2、3和6供电。

    图3替代A模式电源

  • 备选B模式
  • 备选B模式:PSE设备由两对空空闲线4、5、7、8供电。

    图4替代A模式电源

    2.交叉供电方法

    部分交换机/集线器不具备PSE供电功能,需要一个具备PSE供电功能的设备为POE的PD侧设备供电。电源分为中跨和端跨两种。

  • 中间方法:中跨度
  • 中跨法,使用未使用的空备用以太网电缆对传输DC电力。

    图5中跨PSE设备电源

  • 端跨法
  • 另一种方法是“端跨法”,即在用于数据传输的核心线上同时传输DC。

    POE供电线对的极性也规定了标准中备选A和备选B供电模式下线对的正负极,如下图所示。对于PSE设备,只需满足两种供电方式中的一种:备选A或备选B,对于PD设备,必须同时满足备选A和备选B两种供电方式。

    POE对极性

    POE供电流程

    POE供电流程

  • 第一步:局部放电检测
  • 首先,PSE将向网络设备发送测试电压,以检测受电设备中的24.9 kω共模电阻。测试信号从2.5V开始,然后上升到10V,这将有助于补偿Cat-5电缆的阻抗造成的损失,因为这种电缆的最长长度是100m。如果PSE从PD检测到适当的阻抗特性(24.9 kω),它将继续提升电压。如果未检测到特征阻抗,PSE不会给电缆加电。PD电路中的齐纳二极管可以保证系统的其余部分不受测试信号的干扰。

  • 第二步:PD侧设备分类
  • 检测到PD时,PSE会对PD施加15 ~ 20 V的电压,通过测量电流来确定PD的具体水平。如果除了第一级的电阻之外没有发现其他分级电路,则该器件被定义为零级。在这个阶段,PD的电源部分将被UVLO电路保持在无源状态,以便隔离开关阶段,直到完成表征和分类阶段。

  • 第三步:给PD供电
  • 分类完成后,在一段可配置的启动时间内(一般小于15μs), PSE设备从低压到PD设备启动如下操作:

  • 开始供电。
  • 高达48V DC电源。

  • 稳定的电源
  • 为PD设备提供稳定可靠的48V DC。

  • 切断电源
  • 如果PD设备断网,PSE会迅速(一般在300 ~ 400 ms内)停止给PD设备供电,并重复检测过程,检测线缆的终端是否连接到PD设备。

    POE标准电气性能参数的区别POE标准详细规定了PSE设备和PD设备的电气参数,符合POE标准的设备必须满足这些电气参数,否则PSE设备和PD设备可能存在不兼容的情况。下表列出了标准中给出的一些重要参数。

    种类

    802.3af(PoE)

    802.3at(PoE plus)

    802.3bt(类型3)

    802.3bt(类型4)

    分类(分类)

    0~3

    0~4

    0~7

    0~8

    最大电流

    350毫安

    600毫安

    1.2A

    1.73A

    PSE输出电压

    44~57V DC

    50~57V DC

    50~57V DC

    52~57V DC

    PSE输出功率

    gt= 15.4瓦

    gt=30W

    gt=60W

    gt=90W

    PD输入电压

    36~57V DC

    42.5~57V DC

    42.5~57V DC

    41.2~57V DC

    PD最大功率

    12.95瓦

    25.5瓦

    51W

    71.3瓦

    电缆要求

    无社会组织的

    CAT-5e或更好

    CAT-5e或更好

    CAT-5e或更好

    电源电缆对

    2

    2

    IEEE 802.3bt标准于2018年11月定稿,但至今未正式发布。IEEE 802.3bt和IEEE 802.3af/at的主要区别如下:

    首先,IEEE 802.3bt将PSE的最大功率从30 W提高到90 W的三倍,并将PD的功率水平提高到71.3 W

    其次,IEEE 802.3bt将支持的等级从4个增加到8个,分别针对4-90 W和3.84-71.3 W的3类和4类供电设备(PSE)和用电设备(PD)。

    第三,IEEE 802.3bt标准提供了许多新的特性和功能,例如支持高效的4线电力传输,以及支持2.5 Gbps、5 Gbps和10 Gbps PoE的信道定义。

    非标准POE为了降低测量成本,市场上出现了非标准POE设备。标准POE和非标准POE有什么区别?

    不言而喻,标准的PoE产品是符合IEEE802.3af和IEEE802.3at协议的产品,电源电压的标准值是48V。标准的PoE供电模式要求前端供电设备(PSE)必须具备终端检测、设备分类和电能损耗评估功能,受电设备(PD)也要兼容IEEE802.3af协议标准,才能被PSE检测到。只有供电端(PSE)和受电端(PD)符合标准,才能称为真正的PoE解决方案。

    非标PoE产品是指那些只用网线空空闲芯线作为供电线,没有IC监控管理单元,不经过PD(受电设备)检测判断直接供电的产品。供应的直流电通常为12V、24V和48V。尤其是48V非标产品,非常容易混淆,经常让人误认为是标准PoE。

    由于没有握手机制,非标准PoE存在以下潜在安全风险:

    隐患:受电端不能稳压,终端工作不稳定。线芯细,压降大,受电端没有稳压器,系统经常工作在欠压或过压状态,会缩短受电端的使用寿命。

    隐患:烧坏设备、触电、线路老化、漏水、短路火灾隐患。当供电设备未与电压匹配的网络端子连接时,容易烧坏设备;电源电压超过36V时,手被电死,人身安全受到威胁;此外,非标准PoE也是一种无线路径异常识别机制,存在短路火灾隐患。

    目前常见的HI-POE方案符合IEEE 802.3bt(草案)标准,PSE最小输出功率可达90W,PD最大功耗可达71.3W目前符合该标准的常见厂商有TI、凌特、Maxim等能参与标准制定的大公司。目前市面上能支持IEEE 802.3bt标准的PSE设备其实都支持IEEE 802.3bt(草案)或者我们自己公司定义的协议,所以目前的大功率PSE设备可能是不兼容的。

    比如TI的TPS2372支持IEEE 802.3bt(草案)(Type1~Type4)电气设备(PD)要求的所有特性;凌特的LT4295支持IEEE 802.3bt(草案3.7)电气设备(PD)要求的所有特性。

    符合IEEE 802.3at标准的两个PSE芯片的堆叠。使用两个符合IEEE 802.3at标准的PSE芯片,堆叠具有60W输出容量的PSE器件。比如Mirosemi公司的PD69101方案,可以为PD设备提供60W的功率。

    非标准POE如前所述,非标准POE简单粗暴地将网线中剩余的线路作为电源线,所以只要不超过传输线的最大传输电流,就可以根据要求设计不同的功率等级。

    PoE技术安防监控系统的应用场景目前,POE技术广泛应用于视频监控系统中,可以利用网线为摄像机供电,传输信号。在安防系统中,前端摄像头比较分散,点多,很多点不方便铺设电源,所以PoE技术对于有线供电的优势就凸显出来了。

    无线覆盖在无线AP覆盖中,PoE也被广泛使用。一般是后期安装。前期没有预设电源,需要铺设传输网络传输信号。PoE技术可以同时解决这两种信号的传输问题,既美观又方便施工。

    三网融合的应用目前,三网融合是国家电网发展的一个趋势。家家户户都用fttp传输电话信号、宽带等网络信号。PoE可以解决光猫的室外供电问题。

    传输损耗IEEE802.3af,2003年制定的国际标准,要求PSE达到输出功率15.4W,而到达受电设备的功率为12.95W,功率损耗为2.45W IEEE802.3at,2009年制定的国际标准,要求PSE达到输出功率30W,到达受电设备的功率为25.5W,功率损耗为4.5W随着时间的推移,这两个标准的功率可以所以最新的国际标准IEEE802.3bt有两个要求,其中一个要求PSE达到60W输出功率,到达受电设备的功率为51W,功率损耗为9W。另一种要求PSE达到90W输出功率,到达受电设备的功率为71W,功率损耗为19W。

    标准

    PSE提供最小功率(w)

    PD最大功率(w)

    最大传输线路损耗(w)

    IEEE802.3af(类型1)

    15.4

    12.95

    2.45

    IEEE802.3at(类型2)

    30

    25.5

    4.5

    IEEE802.3bt(类型3)

    60

    51

    IEEE802.3bt(类型4)

    90

    71

    19

    传输损耗计算公式:

    P=I R

    其中I为流经输电线路的电流,R为百米网线的电阻值。

    所以为了降低网线的功耗,要尽量让电线的电流小一些,网线的电阻小一些。降低导线电流的方法是提高PSE设备的输出电压,所以我们在选择PSE设备时,在符合标准的前提下,电压越高越好。标准中规定了100m网线的最大电阻值,如下表所示。

    标准

    100米网线的最大电阻(ω)

    电源对(对)

    IEEE802.3af(类型1)

    20

    2

    IEEE802.3at(类型2)

    12.5

    2

    IEEE802.3bt(类型3)

    12.5

    IEEE802.3bt(类型4)

    12.5

    IEEE802.3bt标准与IEEE802.3at/af标准最大的区别是采用四对网线同时供电,可以大大降低传输线损耗。但是,即使使用四根双绞线,这个损耗仍然很大。此时,功率损耗已经超过PSE的20%,因此更高功率的标准已经不能以这种方式提高PD接收的功率。

    POE设备中网络电缆的选择和分类双绞线电缆的常见型号有CAT1、CAT2、CAT3、CAT4、CAT5、CAT5e、CAT6和CAT7。在安防行业,我们常用的网线是CAT5e和CAT6。

    网络电缆必须按照568A或568B的标准连接。必须连接八根线,长度要在100m以内。网线质量越好,传输稳定性越高,至少是5类网线。如果预算费用足够,可以选择传输距离更远,效果更好的6类网线。

    超五类线超五类线:超五类线具有衰减和串扰低、衰减串扰比(ACR)和信噪比(StructuralReturnLoss)更高、延迟差更小的优点。5类电缆主要用于千兆以太网(1000Mbps)。

    在标准中,cat5e采用线规为24AWG的单铜线。

    图5-类别线

    6类和6类:该类电缆的传输频率为1 MHz ~ 250 MHz,6类布线系统的综合衰减串扰比(PS-ACR)在200MHz有较大余量,提供2倍于5类的带宽。VI类布线的传输性能远高于V类标准,最适合传输速率高于1Gbps的应用。

    Cat6采用单股铜线,线规为23AWG。

    图六种线条

    六型双绞线的外观和结构与五型或超五型双绞线不同,不仅增加了绝缘十字骨架,而且在十字骨架的四个凹槽中放置了四对双绞线,电缆的直径更粗。

    线类

    线规

    100米导线电阻(无氧铜)

    解释

    吴磊线

    第5类

    24AWG

    9.5

    适用于100M以下的网络。

    光纤

    Cat5e

    24AWG

    9.5

    主流产品,适合POE电源

    六种类型的线

    第6类

    23AWG

    7.5

    用于组建千兆网络,适用于POE供电

    网络电缆的DC电阻因网络电缆的材料而异。

    五类双绞线各种材料100米的电阻(线规24AWG)。

    材料

    100米网线电阻

    解释

    是否适合POE供电

    铜包钢电缆

    75-100Ω

    价格低,阻力大,传播效果差。

    不适合POE电源

    覆铜网络电缆

    四十二个

    电阻大,上网性能一般,但抗氧化能力强。

    不适合POE电源

    铜包铝网络电缆

    24-28Ω

    性价比高,通讯距离和效果好,但材料易氧化,使用寿命短。

    短距离POE电源

    铜包银线

    15Ω

    通信距离比铜包铝长,材料容易氧化。

    长距离小功率POE电源

    无氧铜线

    9.5Ω

    这种材料的网线性能最好。

    适用于POE长途供电

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