PoE 乙太網路的供電問題

乙太網路是有線網路,而發送器和傳感器通常需要電源支持,這樣問題就出現了喔:為什麼不使用乙太網路電纜同時進行數據傳輸和供電呢?

:one: 什麼是PoE?

PoE(Power Over Ethernet),即乙太網路供電,通過網路電纜傳輸數據的同時客戶端設備供電。


:two: 為什麼要通過PoE供電?

PoE在樓宇自動化,監控或交通信號燈的攝影鏡頭等被廣泛應用。

:small_orange_diamond:PoE 主要的優勢:

:black_small_square: PoE 無須增加電源線:降低硬件成本。

:black_small_square: 安全性高:電壓比較低,所以系統比較安全。供電設備在全功率供電前,會發出一個 10V 的測試電流。只有在受電設備上檢測到 25 Ω 電阻時,才會施加全電壓。這樣可以防止連接的設備受損。

:black_small_square: 安裝方便:使用Cat-5雙絞線,連接供電設備(PSE) 和受電設備(PD),最長可達100米。非常適合在不宜安裝電源插座的地方,例如牆上,屋頂,天花板等地方。

:black_small_square: 即插即用:可以在網絡繼續運行時進行更改。當需要更改時,更換乙太網路連接設備和更換電纜相對比較容易。只需要技術人員將新設備的線纜插入網絡交換器就完成啦。

:small_orange_diamond:PoE 供電標準
PoE一直在發展,從乙太網路寫IEEE 802.3af發展到IEEE 802.3bt,通過PoE提供的功率越來越高。


:three: 如何供電?

PoE 主要兩部分組成:供電設備(PSE) 和受電設備(PD),通過Cat-5雙絞線傳輸數據以及供電。
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:black_small_square: 供電設備PSE:

PSE設備是為乙太網路客戶端設備供電的設備,同時也是整個PoE乙太網路供電過程的管理者。

常見的PSE: 乙太網路交換器,路由器等

:black_small_square: 受電設備PD:

PD設備是接受供電的PSE負載,即PoE系統的客戶端設備。

常見的PD: IP電話、網絡安全攝影機

:black_small_square: 電纜線:

Cat-5雙絞線,可以給終端提供44V到57V直流電壓,最長可達100米。


:four: PoE 握手

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PSE負責像電源一樣供電,而PD接收並使用功率(負載)。為了安全考慮,PSE連接PD並不是直接連接,而是有個“握手”過程。具體如下:

1) 檢測:PSE在全功率供電前,會發出一個 10V 的測試電流,來檢測PD的存在。只有在PD上檢測到 25 Ω 電阻時,才會施加全電壓。這樣可以防止連接設備受損。

2) 分類:PSE檢測到PD之後,會先開始分類;即確定連接設備的電源要求。 PSE將施加規定電壓並測量產生的電流。然後根據電流電平將PD分配至一個功率等級。

3) 供電:如果一切正常,將供應全部電壓和電流。一旦為PD供電,PD就要負責將–48 V的PoE電壓轉換為適合終端設備的電源電壓。


:five: PoE 實例

我們以ADI方案為例:
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:black_small_square: PSE:

隔離式控制器LTC4271代表非隔離PSE主機的數位接口

隔離式控制器LTC4290在隔離提供乙太網路接口

這兩個組件通過簡單的乙太網路變送器連接

:black_small_square: 電纜:

Cat-5纜線是由四對雙絞線組成,連接PSE和PD

:black_small_square: PD:

一旦為PD供電,PD就要負責將–48 V的PoE電壓轉換為適合終端設備的電源電壓。

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