POE交換機(jī)和POE供電模塊課件

POE交換機(jī)和POE模塊日期：2011-01第2

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頁課程編號(hào)課件包CW01WLAN通信技術(shù)基礎(chǔ)CW02無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)CW03無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CW04WLAN無線網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)CW05WLAN核心網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)CW06WLAN網(wǎng)絡(luò)施工工藝CW07WLAN配置與調(diào)試CW08WLAN測(cè)試與驗(yàn)收CW09WLAN維護(hù)優(yōu)化CW10終端知識(shí)課件編號(hào)課件名稱CW03-1天線CW03-2饋線與器件CW03-3以太網(wǎng)連接線CW03-4無線接入點(diǎn)（AP）CW03-5路由器和交換機(jī)CW03-6POE交換機(jī)和POE模塊CW03-7無線控制器（AC）第3

頁課程目標(biāo)通過學(xué)習(xí)此課程，您應(yīng)該能夠：了解設(shè)備供電方式了解802.3af標(biāo)準(zhǔn)了解以太網(wǎng)供電的原理設(shè)備供電方式簡(jiǎn)介設(shè)備的供電方式有兩種：一種是集中式供電，即電源都引自同一處，另一種是分布式供電，即各子設(shè)備在安裝位置附近獲取電源。從抗干擾效果的角度講，集中式供電可以基本消除各處參考電位不等的影響。分布式供電方式的整體停電風(fēng)險(xiǎn)比較分散，但存在著管理不便，維護(hù)不容易，成本高等缺點(diǎn)。成本抗干擾效果維護(hù)停電風(fēng)險(xiǎn)管理分布式供電高差不方便分散不方便集中式供電低好方便集中方便802.3af標(biāo)準(zhǔn)介紹電氣電子工程師協(xié)會(huì)IEEE于2003年6月批準(zhǔn)了以太網(wǎng)供電PoE（PoweroverEthernet）標(biāo)準(zhǔn)－IEEE802.3af。PoE這項(xiàng)創(chuàng)新的技術(shù)，指的是現(xiàn)有的以太網(wǎng)CAT-5布線基礎(chǔ)架構(gòu)，在不用做任何改動(dòng)的情況下，借助一根常規(guī)以太網(wǎng)線纜在傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)供應(yīng)電力，從而保證該線纜在為以太網(wǎng)終端設(shè)備如IP電話機(jī)、無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)AP、安全網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)以及其他一些基于IP的終端傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的同時(shí)，還能為此類設(shè)備提供直流供電的能力。實(shí)際上，任何需要數(shù)據(jù)連接并能在13W或更低功率下工作的設(shè)備都可采用以太網(wǎng)供電技術(shù)。PoE技術(shù)將電源和數(shù)據(jù)集成在同一有線系統(tǒng)當(dāng)中，即在確保現(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線安全的同時(shí)，保證了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作。

以太網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)⑴由于每個(gè)設(shè)備只需要一組連線，因此每個(gè)設(shè)備的布線更為簡(jiǎn)單和便宜；⑵免去了AP插座和適配器，使工作環(huán)境更安全、整潔，成本也更低；⑶能與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)無縫集成；(4)不間斷電源可確保在AP電源斷電時(shí)繼續(xù)為設(shè)備供電；(5)設(shè)備移動(dòng)方便，可以移到任何有局域網(wǎng)線的地方－移動(dòng)對(duì)工作場(chǎng)所影響最??；(6)可對(duì)連接到以太網(wǎng)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。以太網(wǎng)供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)PSE的工作原理一、檢測(cè)在允許PSE向線路供電之前，它必須用一個(gè)有限功率的測(cè)試源來檢查25k特征電阻，以避免將48V電源加給非兼容PoE的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，對(duì)其造成危害。在加電之前，PSE首先用2.8V至10V的探測(cè)電壓去偵測(cè)是否有PD接入，具體實(shí)施時(shí)是將2.8V至10V之間的兩個(gè)電壓（間隔在1V或以上）送到網(wǎng)絡(luò)鏈路，然后根據(jù)得到的兩個(gè)不同的電流值再作運(yùn)算（ΔV/ΔI），通常我們將此方法稱為兩點(diǎn)檢測(cè)法。PSE的工作原理二、分級(jí)一旦偵測(cè)到有效的PD，PSE需要了解PD的用電量，以便于系統(tǒng)對(duì)電源的管理，這個(gè)過程稱為PD分級(jí)（IEEE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定此過程是可選的）。這一階段PSE利用一個(gè)15.5V至20.5V的探測(cè)電壓來檢測(cè)PD的功率級(jí)別。PD通過從線上吸收一個(gè)恒定電流(分級(jí)特征信號(hào))來向PSE表明自己所需的最大功率。PSE測(cè)量這個(gè)電流以確定PD屬于哪個(gè)功率級(jí)別，分級(jí)期間使用的PSE電壓源必須限制到100mA，以避免損壞失效的PD，而且它的連接時(shí)間不能超過75ms，以對(duì)PD功耗加以控制。

級(jí)別分級(jí)特征電流PSE最小輸出功率說明00-5mA15.4WPD功率未知，不分級(jí)18-13mA4.0W低功耗PD216-21mA7.0W中等級(jí)功耗PD325-31mA15.4W高功耗或全功率PD435-45mA15.4W保留，功率情況同0級(jí)PSE的工作原理四、斷路檢測(cè)

PSE不能向非PD設(shè)備傳輸電力，同樣PSE也不能在PD已經(jīng)斷開后還使電源處于接通狀態(tài)，因?yàn)楣╇婋娎|有可能會(huì)插在一個(gè)非PD設(shè)備上，或引起線纜的短接。IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種方法讓PSE檢測(cè)PD是否斷開，即DC斷路檢測(cè)法和AC斷路檢測(cè)法，不同的芯片供應(yīng)商根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況選擇最適合系統(tǒng)的檢測(cè)方法。AC/DC斷路檢測(cè)DC斷路法根據(jù)從PSE流向PD的直流電流大小，從而判斷PD是否在線。當(dāng)電流在給定時(shí)間tDIS(300ms到400ms)內(nèi)保持低于閾值IMIN(5mA到10mA)，PSE就認(rèn)為PD不存在，從而切斷電源。這種方法的缺點(diǎn)就是，當(dāng)PD工作在低功耗模式時(shí)，為避免掉線PD必須周期性地吸取一定的電流。

AC斷路法利用端口阻抗的低頻AC測(cè)量來檢測(cè)PD的存在。AC斷路法必須檢測(cè)位于以太網(wǎng)電纜遠(yuǎn)端的一個(gè)PD的阻抗，并同時(shí)提供一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓來為PD供電。AC斷路法是測(cè)量以太網(wǎng)端口的交流阻抗，當(dāng)沒有設(shè)備連接到PSE時(shí)，端口應(yīng)該是高阻抗，可能達(dá)到幾兆歐；而當(dāng)接有PD時(shí)，端口的阻抗會(huì)小于26.5kΩ；如果PD消耗大量功率，那么阻抗通常會(huì)更低。PD的工作原理—檢測(cè)時(shí)當(dāng)PSE在PD端口處用2.7V至10.1V之間的電壓偵測(cè)時(shí)，為了便于PSE識(shí)別，IEEE802.3af對(duì)于PD在偵測(cè)過程中的表現(xiàn)（特征）作了規(guī)定，PD必須具有表2-5所示的輸入特性。PD的輸入端口可具有高達(dá)1.9V的偏移電壓（以容許二極管的壓降）和10μA的偏移電流（漏電流）。參數(shù)有效的PD偵測(cè)特征無效的PD偵測(cè)特征ΔV/ΔI(斜率)23.75kΩ＜RPD＜26.25kΩRPD＜12kΩ或RPD＞45KΩ輸入電容0.05μF<CPD＜0.12μFCPD＞10μF輸入電感LPD＜100μH－偏移電壓＜1.9V—偏移電流＜10μA—PD的工作原理—上電時(shí)探測(cè)和分級(jí)完成后，PD就會(huì)從PSE獲得一個(gè)44V到57V的電壓，這時(shí)PD要遵守幾條規(guī)定。在端口電壓升到30V以前，它不應(yīng)該消耗太大的負(fù)載電流，以避免與分級(jí)特征信號(hào)互相干擾；當(dāng)電壓達(dá)到42V時(shí)，它必須處于完全工作狀態(tài)。工作狀態(tài)時(shí)PD端口電壓應(yīng)該在36至57V之間，而當(dāng)PD的端口電壓跌落到30至36V之間時(shí)，PD應(yīng)該關(guān)斷端口。PD工作時(shí)不能連續(xù)消耗350mA電流或12.95W功率，短時(shí)內(nèi)允許有400mA的浪涌電流。PD的輸入電容必須低于180μF，以便在電源接通時(shí)將浪涌電流保持在合理的水平；如果輸入電容大180μF，PD就要主動(dòng)限制浪涌電流，使它低于400mA。PD的工作原理—掉電檢測(cè)時(shí)最后，PD還必須通過維持功率特征（MPS，MaintainPowerSignature）發(fā)送持續(xù)工作信號(hào)。如果沒有MPS，PSE將切斷電源，阻止一個(gè)受電電纜接入不能通電的以太網(wǎng)設(shè)備。PD至少要保持10mA的電流且交流（AC）阻抗要維持在26.25kΩ或更少與超過0.05μF電容并聯(lián)，以避免PD掉線(offline）。參數(shù)符號(hào)單位MinMax1輸入電流IportmA102輸入阻抗Rpd_dK?26.253輸入電容Cpd_dμF0.05目前的研究狀況目前已有多家半導(dǎo)體廠商提供了符合IEEE802.3af規(guī)格的PSE控制器。這些器件在降低系統(tǒng)成本、提供更高可靠性的同時(shí)，也加速了以太網(wǎng)供電的廣泛普及。這些控制器為凌特公司(Linear)的LTC4258/59，德州儀器的TPS2383、TPS2384、以色列PowerDsine公司的PD64008、美信公司(Maxim)的MAX5935、ST的STE12PS。以太網(wǎng)供電技術(shù)正在一步一步向前邁進(jìn)，大功率以太網(wǎng)供電標(biāo)準(zhǔn)正在開發(fā)。PowerDsine已經(jīng)在IEEE大會(huì)上提交“大功率以太網(wǎng)供電”標(biāo)準(zhǔn)，估計(jì)于2011年年