以太網供電PoE技術與應用分析_圖文

1、年月第十四屆全國半導體集成電路、硅材料學術會議珠海以太網供電（）技術與應用分析代軍馬勛電子科技大學微電子與固體電子學院成都杭州中科微電子有限公司杭州摘要：本文對基于標準的以太網供電（，）系統(tǒng)與應用作分析介紹，同時對其供電設備（）的工作方式與控制、受電設備（）的撿測與分類技術作出分折，最后分析討論了該技術目前市場應用及前景。關鍵詞：標準（供電設備）（受電設備）概述術則不僅大大減少了組網工作量，而且支以太網供電（）是一種電源分配技持一點對多點的電力傳輸架構，并可與數(shù)術，它主要是一個電源傳輸協(xié)議，而不是據(jù)網絡并行傳輸，從而可在網絡核心部署數(shù)據(jù)協(xié)議。目的是能同時將電源和數(shù)據(jù)傳一個不間斷電源或后備電源系

2、統(tǒng)的方式用輸至任何連到以太網上的設備，于內所有網絡設備。此外，還提供為此于年月作為標了基于和簡單網絡管理協(xié)議的遠準獲得通過，用于在以太網上傳輸和接收程訪問與管理功能，簡化網絡管理，降低電源信號。系統(tǒng)示意圖見圖。維護成本。也代表了全球真正統(tǒng)一的電源電壓接口標準，使設備制造商能夠基于全球統(tǒng)一的規(guī)范研發(fā)產品，而這正是此前以太網技術賴以大獲成功的關鍵所在。以太網供電系統(tǒng)分析系統(tǒng)原理定義了兩類主要元件：供電設備（）和受電設備（）。以太網供電開始于能提供電源的供電設備（），該設備通過測量其共模終端來檢測需要供電的設備。一個有效的受電設備（）必須具圖系統(tǒng)示意圖有一個共模電阻的“檢測特征”。我們知道，包括無線

3、接入點、便攜用一個稱為分級的第二次測量來判斷電腦、電話等在內的網絡設備以前均需的峰值功率要求，掌握了這一信息后要兩類連接，即與企業(yè)的連接和與電就能對那些需要供電的設備提供電源，而力網絡的連接。而且，對重要網絡設備，不會損壞不需要供電的設備，并能有效地還需要提供獨立的不間斷電源或后備電分配可用功率。一旦在接收電源（一般源。隨著設備數(shù)量的急速增加，為每為直流）時，消耗的功率能高達。一設備提供這兩類連接的工作量開始呈級如果一直未接入或處于關斷狀態(tài)，數(shù)增加。同時，為了獲得最佳運行效果，就停止輸送電源，并不斷檢測有效的部分網絡設備有時需要部署于某些特殊位電阻特征電阻。以太網供電連接完全 置，進一步加大了

4、部署難度與成本。技由來進行控制，共?；蚨丝陔妷海ǎ┠暝碌谑膶萌珖雽w集成電路、硅材料學術會議珠海向傳遞鏈路狀態(tài)（表所示）相關信息。電電壓狀態(tài)說明壓范范圍圍檢測探測到的特征電阻分級測量分級電流特征啟動離開狀態(tài)圖端點供電示意圖供電向提供電中間源中間安裝在數(shù)據(jù)交換機和之間空閑不在其它狀的連線上，這類稱為中間（）或態(tài)稱中跨，電源可利用中間方式注入網表鏈路狀態(tài)線。中間通過電纜中的“空閑設備線對”提供電源，見圖所示。而數(shù)據(jù)線對以太網供電設備是，它負責檢測、則直接通過，即對于基于中間的網絡而言，分級和控制電源，以符合網絡中從一個已有的非交換機接收數(shù)的電源要求。網絡可用端點或中間據(jù)而從中間獲得電源。方式實

5、現(xiàn)。端點端點在同一設備內集成了以太網交換機和電源，即結合了電源供電功能與數(shù)據(jù)終端設備（）功能，或目前以太網交換機和集線器的轉發(fā)器功能。這些位于以太網連線的另一個端點（即網絡連接的終端）上，并稱為端點（）。這些端點一般通過數(shù)據(jù)線對（信號線對）輸送電源，因為這些線對肯定圖中間供電示意圖連在上。這種以太網交換機有時被稱為端點與中間的不同具有“在線電源”（見圖）。端點最適端點不同于中間的地方是合于新的網絡基礎設施的部署。它可以選擇利用信號線對同時傳輸電源和信號，也可以選擇空閑線對傳送電源。通常來講，必須能夠通過信號線對或空閑線對提供電源，但不需要兩者同時提供電源。設備標準中定義的受電設備（ ）就是通過

6、網絡從電源供電設備（年月第十四屆全國半導體集成電路、硅材料學術會議珠海）取得電源的設備。設備檢測當受電設備（）被接入以太網鏈路先為那個端口加電，或者當或備用電源能量快用完時，哪些端口應該首先被切斷。然后，交換機就可維持最重要的以太網端口的供電。這樣的端口可能包括電話、標記閱讀器、某些監(jiān)視攝像頭或接入點、或者一些經營性的數(shù)據(jù)電路。這些失效保護特性被整合于控制器內部，可通過硬件接線或軟件方式進行配置，有助于緊急情況下管理功率預算。因此，應尋找軟件可配置的控制器。時，必須檢測每個以太網設備是否需要電源。標準的要求開始于一個和小于的特征識別，正因如此，使通過測量這一共模終端來檢測需要供電的設備，將從不

7、需要供電的其它以太網設備中區(qū)分出來。只需要具有這些檢測特征，同時其鏈路處于檢測模式，則即可實現(xiàn)檢測。對檢測的具體方法：為實現(xiàn)這種檢測，通過測量兩個（電壓一電流）分類電流最大功率最小等級說明無分類低功塞中室功等級功率點和從它們之間的斜率來計算電阻以判斷端口的共模終端來檢測需要供電的設備，就是利用至的限流電壓探測信號線。像以太網供電的其它部分一樣，以太網線的共模抑制對檢測而言并沒有什么好處，必須通過累積多個交流周期（但不可太多）來抑制信號，檢測必須在內完成。大功窒保留功率分級標準還包含了一個可選的功能，稱為功率分級（見表）。這項功能使能夠更加精細地管理其功率預算。如果一直未接入或處于關斷狀態(tài)，就停

8、止輸送電源，并不斷檢測有效的表分級電流及功率表設備啟動在端口電壓升到和之間前不會吸取電源，在較低電壓條件下保持在欠壓閉鎖狀態(tài)（），以避免對檢測和分級產生干擾。在開始的時候，將特征電阻。這個信息便于管理任意給定時刻它向已連接的傳遞的最大功率。表列出了可以供應一個使用的不同功率級別，以及它們所對應的分級特征，表中的分類電流是上的電流，電流范圍更寬一些。在成功完成檢測后，對端口提供的電壓，并將置于分級模式。在對進行分級（測量端口電流）前會給它的時間使它穩(wěn)定下來。為保持合理的功耗，必須在內完成分級。另外一些緊急情況下非常有用的功能是，能夠排出一個優(yōu)先級順序，決定首或更大的輸入旁路電容連接到端口處。盡管

9、旁路電容的切換會使端口電壓降低到到導通閾值以下，但這一瞬態(tài)壓降不會使其產生振蕩。標準允許有的啟動時間，在它滿足表中所在級別的電流極限以前，足以使旁路電容充滿。能使用浪涌電流極限來對較大的電容充電，同時滿足電流限制要求。一般會保持電路的其余部分不工作直至旁路電容充電完成。供電年月第十四屆全國半導體集成電路、硅材料學術會議珠海當旁路電容充電完成后，端口電壓就止，除上述應用之外，它還可以為一系升高進入供電模式，使電路的其余部分運列形狀很小的裝置供電，譬如蜂窩電話、行，并在它所在類的功耗極限內吸取電源。、無線耳機、便攜電腦，甚至交直流兩如果電流過高的時間超出將會使電源用式剃須刀。關斷。如果能提供所在級

10、別要求的隨著網絡中電話、視頻監(jiān)控的應功率，將對提供電源。如果能用，加之無線以太網應用越來越廣泛，通向每一個端口提供的功率，則可以選過以太網本身提供電力支持的要求也越來擇完全跳過分級。通過分級能更有效地利越迫切，所以以太網供電也成了必然趨勢。用電源，降低提供電源的成本，因此大多已經成立新的小組準備擴展現(xiàn)有的以數(shù)都要采用分級。無論是否對進行太網供電標準，主要目的就是支持更大范分級，在對提供電源前必須在圍的設備，可以說數(shù)據(jù)與電力的集成即將內完成有效檢測，否則如果等待時間邁上一個新的臺階。太長將會損壞插在原本是位置上不需要技術應用難點分析供電的以太網設備。這其中最突出的是標準支持的檢測斷開的電源最大功

11、率僅為瓦，僅能滿足加電給后，按照電話與接入點等功耗較小的設備，標準它必須監(jiān)視的“維持功率”特征。但對于功率稍大的設備則明顯捉襟見肘，必須吸收最低為的電流，這樣與技術期望滿足便攜機電源供應的長就能知道它還保持連接。標期目標，更相去甚遠。準定義了交流和直流兩種檢測斷線的方缺乏更多的關鍵應用，這項技術目前主法。對進行交流阻抗測量一般要比純直要是用于電話和無線局域網供電的應用，流電阻測量方法更精確。一個小幅度的共因此尚需要探索更多的應用領域。散熱、模交流電壓與數(shù)據(jù)信號和被同時送電氣需重新設計。預測未來年內，所有到以太網線上。然后測量交流電流并算出的以太網交換機均支持以太網供電功能，端口阻抗，如果還沒有

12、被斷開，這個值則可以想象對配線間的電氣環(huán)境和散熱提應該低于。交流電壓的頻率應該出了極大挑戰(zhàn)。在至之間。應用現(xiàn)狀及前景分析參考文獻：一度完全是某些廠商提供的專利馬云飛未來以太網供電新技術實性技術，而現(xiàn)在則基于，這現(xiàn)方案簡介賽迪網是全球第一個通用供電標準。現(xiàn)主要應用電源解決方案電子產品世界于語音傳輸（）、無線局域網（）、吳星華電源和數(shù)據(jù)可同一傳輸?shù)男乱曨l監(jiān)視和建筑物安全領域。到目前為以太網供電系統(tǒng)亞太資源網 以太網供電(PoE技術與應用分析作者：作者單位：代軍， 馬勛代軍(電子科技大學微電子與固體電子學院,成都,610054， 馬勛(杭州中科微電子有限公司,杭州,310053相似文獻(9條1.期刊

13、論文 王平. 余剛. 胡向東. 袁李. WANG Ping. YU Gang. HU Xiang-dong. YUAN Li 基于MSP430單片機的以太網供電設備的硬件設計 -重慶郵電大學學報（自然科學版）2007,19(22.期刊論文 苗海濤. 王發(fā)茂. 袁李. Miao Haitao. Wang Famao. Yuan Li 基于MAX5945的以太網供電設備 -單片機與嵌入式系統(tǒng)應用2007,""(93.期刊論文 王平. 余剛. 胡向東. 袁李. WANG Ping. YU Gang. HU Xiang-dong. YUAN Li 基于MSP430單片機的以太網供電

14、設備的軟件設計 -重慶郵電學院學報（自然科學版）2006,18(5網絡供電是EPA的求和總體設計,選用MSP430F148單片機和TPS2383A以太網供電電源管理器,基于I2C-BUS通信規(guī)范,開發(fā)了符合IEEE802.3af標準的以太網供電設備,著重論述了該以太網供電設備的軟件實現(xiàn)過程,最后給出了該供電設備在EPA系統(tǒng)中的應用實例,具有良好的使用效果.4.期刊論文 梅蘭日蘭電子(中國有限公司. MGE(ChinaLtd 新型話音和數(shù)據(jù)網絡應用已對電氣規(guī)劃產生深遠影響VoIP和PoE技術為電源管理市場帶來了全新機遇和挑戰(zhàn) -智能建筑電氣技術2007,1(1隨著過去幾年中一些新型網絡技術的不斷

15、涌現(xiàn),一種通過計算機網絡進行通話傳輸?shù)募夹g-IP語音技術(VoIP獲得了迅猛發(fā)展,并已經成為商業(yè)運作中十分經濟的重要手段.相比過去使用了幾十年的傳統(tǒng)的自行供電式POTS(簡單舊式電話業(yè)務網絡系統(tǒng)和統(tǒng)一供電式交換機(Centrex系統(tǒng),這些新型的VoIP 電話實際上相當于一些需要獨立電源的小型計算機.可以通過兩種方式實現(xiàn)獨立供電:一種方法是每部電話使用單獨的外置電源("壁電"或"墻電",另一種方法就是通過一種新型或現(xiàn)有以太數(shù)據(jù)網絡供電.無論是采取上述何種方法,都會對整個系統(tǒng)的電氣規(guī)劃產生重大影響,其中包括一些我們由此而經常忽視的問題.5.期刊論文 Amit

16、 Gattani 以太網供電新標準促熱網絡化電源管理應用市場 -電子元器件資訊2010,""(16.期刊論文 R&D技術講座PoE以太網絡供電 -電子與電腦2008,""(107.期刊論文 Phil Callahan. Matthew Landry. Phil Callahan. Matthew Landry 高壓元器件整合簡化PoE用電裝置設計高壓元器件整合與工藝技術選擇是縮小電路板面積和提高直流電源轉換效率的關鍵 -今日電子2007,""(6自從IEEE StdTM 802.3af以太網絡供電(Power-over-Eth

17、ernet,PoE標準于2003年6月通過后,已有數(shù)百萬臺具備PoE功能的VoIP電話、無線按入點(WAP和安全攝影機在世界各地銷售.PoE能夠方便地同時提供數(shù)據(jù)與電源功能,所以許多應用現(xiàn)在都開始內置這項功能,例如銷售點終端裝置(POS、網絡傳感器和樓宇自動化.以太網絡供電設備(PSE和用電裝置(PD等PoE產品的出貨量預計到2008年將超過一億.8.期刊論文 GE Fanuc智能平臺推出適合嚴格軍事應用的高性能加固型單插槽圖形解決方案/美盛科技發(fā)表新型嵌入式以太網絡供電系統(tǒng)受電端模塊 -電子與電腦2009,""(129.學位論文 江曉華 基于網絡供電監(jiān)控系統(tǒng)的研究 200

18、6電臺具有重要的政治經濟地位，其供電系統(tǒng)都應按照一級負荷的要求進行設計，要配有可主各自動投切的市電雙電源供配電設備，靜態(tài)不間斷電源及備用柴油發(fā)電機等。由于以上電源設備往往安裝在大樓的不同位置，因此對用戶來說存在著如何把它們聯(lián)系起來，進行合理有效的監(jiān)控和管理，以達到最大程度的保證電臺供電安全的問題。本文從電臺不間斷供電系統(tǒng)的需求和功能分析入手，結合當今飛速發(fā)展的計算機軟、硬件技術，設計了一套電臺供電系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)。這一系統(tǒng)運用了以太網通訊、MODEM通訊和GSM通訊的有關技術，通過網絡實現(xiàn)了供電電源系統(tǒng)電量及設備的遠程監(jiān)控。基于網絡通訊是實現(xiàn)監(jiān)控的難點，本文分別對的監(jiān)控系統(tǒng)中遠程終端的硬件和軟件進行研究。在硬件的研究方面，探討了在單片機中實現(xiàn)TCP