干货分享 |  POE扫盲队来了

差不多先生 2018-09-19 09:33:53

什么是POE?

POE即Power Over Ethernet,是指无需使用额外电源线而通过以太网网线供电的方案。此方案广泛应用于安防摄像头,IP电话等场合。

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POE的分类

一、POE标准的发展过程经历了2003年IEEE 802.3af标准的发布,2009年IEEE 802.3at的发布,今年即将迎来IEEE 802.3bt标准的发布。在这个标准中会有一个供电设备端即PSE(Power Sourcing Equipment),以及一个受电设备端即PD(Power Device). IEEE 802.3af(我们常称其为Type1)对应的功率等级为PSE=15.4w, PD=13w. IEEE 802.3at(我们常称其为Type2)对应的功率等级为PSE=30w, PD=25.5w, IEEE 802.3bt(Type3~4)对应的功率等级为PSE=90w, PD=71w.

二、根据PSE位置的不同,有可以将其分为Endpoint PSE和Midspan PSE。判断的方式是看POE功能是在交换机设备内完成还是在设备外完成。

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三、POE的具体供电方式如下图所示:这里标注了一个Alternative A, 到底是什么概念呢?下图可以看到以太网的供电和信号线是在一起的,即通过信号线12,36来传输信号和电源。与Alternative A并列存在的还有一个Alternative B,即信号线和供电线分离,通过信号线12,36 传输信号,空闲线45, 78来供电。

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Bt 标准不同于at标准,是要使用所有的线来传能量,即分别通过12,36和45,78进行两路能量传递,如下图。

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四、POE的电压范围一般为44v~57v(其中IEEE 802.3-2008, clause 33要求的最低PSE 电压为44v, IEEE 802.3at要求的最低PSE电压为50v)。最大PD电流为350mA(IEEE 802.3-2008, clause 33),600mA(IEEE 802.3at).

POE 供电的具体过程

Detection:PSE会发送一个电压给PD,通过PD端的24.9kohm的电阻来判断有无有效PD存在。在这个过程中电压为2.7v~10v。(有的芯片为2点检测,有的芯片为4点检测,4点检测相对2点检测可靠性更高一些)。

Classification: detection之后,PSE会加14.5v~20.5v的电压在PD端,通过检测CLS电阻上的电流判断PD的功率等级。

Power up: 检测和分级都正常之后会进行上电。

下图为某芯片上电的实际过程波形,可以看到芯片进行4点检测,随后进行了分级和上电。

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Bt 因为功率比at大分级时有所不同。会有两个分级电阻,并进行5次分级检测来实现90w的分级,如下图。

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目前支持at的方案很多,有集成的方案,分立的方案(PD和反激控制器分离)。市面上看到TI方案占有率还不错为PSE: TPS23861(4ports at), TPS2388(8ports at), PD:TPS23753A, TPS2378, TPS2373-3/4(支持bt 标准)。

还有一些fancy的产品即将面世,PD: TPS23755(af, 为PD+flyback+mosfet,CCM PSR mode), TPS23880(4ports bt).

总结

今天普通了一些POE的基本知识也略带介绍了一下即将面世的POE bt 标准,如果你觉得这篇文章对你有帮助记得分享给你的小伙伴,如果你想了解更多,欢迎给作者留言,谢谢。


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