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PoE标准发展史简介

早期PoE供电技术无规范可循,直到IEEE802.3af标准和IEEE 802.3at标准的出现,规范了PoE技术标准。PoE技术的发展历程以下七个阶段:

第一阶段:早期供电技术

使用电源线和电源插座为无线接入点AP、网络监控摄像头等IP设备供电。即便是PoE技术发展到今天,国内仍然还有很多项目采用这种落后的布线方法。

第二阶段:假PoE

通过网线的4578传输直流电5V或者12V给无线接入点AP、网络监控摄像头等IP设备供电,这种方式能有效节约成本,但只适用于短距离传输。

第三阶段:非标准PoE

通过网线1236或者4578传输48V直流电,再通过变压器将48V转换成5V12V给无线接入点AP、网络监控摄像头等IP设备供电。此方式的传输距离相对于假PoE的传输距离较远。

第四阶段:IEEE802.3af标准

IEEE802.3af标准是20036月由思科公司主导修订并由以太网供电委员会发布的《IEEE802.3af标准载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)介质访问控制协议和物理层规范》(修正版本《通过介质相关界面(MDI)供电给受电终端设备DTE)。通过网线1236或者4578传输48V给无线接入点AP、网络监控摄像头等IP终端设备,检测并判断PD是否为PoE兼容设备,是则进行分级并为其供电。802.3af标准明确规定了远程系统中的电力检测和控制事项,并对路由器、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、安全系统以及无线LAN 接入点等设备供电的方式进行了规定。

1、 检测:一开始PSE在为受电设备供电前,先输出一个低电压来检测受电设备(PD)是否符合IEEE802.3af标准,如果符合标准,一般是在受电设备中,选用24.9K的电阻,来确认符合IEEE802.3af供电标准。

2、 分级:当PSE检测到符合要求的阻值后,会将输出电压进一步提高,来对受电设备进行分级,如果受电设备此时没有回应分级确认电流,PSE默认将受电设备规为0级,为其提供15.4W的输出功率。

3、 供电:经过确认分级后,PSE会向受电设备输出48V的直流电,并确认受电设备不超过15.4W的功率要求,当受电设备超载或短路后,PSE停止为其供电,再次进入检测阶段。

IEEE802.3af标准供电系统的主要供电特性参数为:

直流电压在4457V之间,典型值为48V

典型工作电流为10350mA,典型的输出功率:15.4W

超载检测电流为350500mA

在空载条件下,最大需要电流为5mA

PD设备提供3.8412.95W四个Class等级的电功率请求。

IEEE802.3af的分级参数:

Class 0设备需要的最高工作功率为0~12.95W

Class 1设备需要的最高工作功率为0~3.84W

Class 2设备需要的工作功率介于3.85W~6.49W

Class 3设备的功率范围则介于6.512.95W

第五阶段:IEEE802.3at标准

由于IEEE802.3af规范,受电设备(PD)上的PoE功耗被限制为12.95W,这对于传统的网络受电设备足以满足需求,但随着IP电话以及网络摄像头、双波段接入、视频电话、PTZ视频监控系统等高功率应用的出现,13W的供电功率显然不能满足需求,这就限制了以太网电缆供电的应用范围。为了克服PoE对功率预算的限制,并将其推向新的应用,IEEE成立了一个新的任务组,旨在探求提高该国际电源标准的功率限值的方法。IEEE802.3工作组为了在技术及经济上对IEEE802.3at实现的可能性进行评估,新标准称为 IEEE 802.3at,它将功率要求高于12.95W的设备定义为Class 4,可将功率水平扩展到25W或更高,新标准并在2009年初发布。

IEEE 802.3at802.3af相比,802.3at可输出2倍以上的电力,每个端口的输出功率可在30W以上,就标准而言,两者在功率、分级上有不同的定义。

IEEE802.3at规定,受电设备PD可以最大到29.95WPSE将为其提供30W以上的直流电源。PDClass4分级的电流响应,告诉PSE是否能够为其提供802.3at规定的较高功率。

IEEE802.3at标准供电系统的主要供电特性参数为:

直流电压在5057V之间,典型值为50V

典型工作电流为10600mA,典型的输出功率:30W

受电设备PD支持Class4的分级。

第六阶段:IEEE802.3at 4pairs标准

通过网线8芯线传输48V给无线接入点AP、网络监控摄像头等IP终端设备,检测并判断PD是否为PoE兼容设备,是则进行分级并为其供电。该标准通常在特殊场所使用,标准规定PSE端输出60WPD端可获得51W

第七阶段:LTPoE++标准和IEEE 802.3bt

2011年,凌力尔特公司发布了新的专有标准LTPoE++,将PoEPoE+规范扩展到90W供电,同时还维持与IEEE PoE标准100%的兼容。它支持四种不同的功率等级(38.7W52.7W70W90W),可以根据应用要求来调整电源供电。

    PoE++技术被划分为两类,分别称为Type3 PoEType 4 PoEType 3 PoE可以像PoEPoE+一样,使用双绞线四根铜线中的两根来供电;也可以像Type 4 PoE一样,使用全部四根铜线来供电。Type 4 PoE则明确使用四根铜线拉供电。很明显,用于供电的铜线越多,能提供的功率就越大。

    PoE++Type 4交换机端口的供电电压略有提升,在52V57V之间,功率提升到100W;终端设备端口电压在41.1V57V之间,功率提升到71W。当使用Type 4 PoE交换机时,甚至可以给笔记本电脑和电视来远程供电。

     IEEE 802.3bt于2018年发布,将功率水平扩展到90W。并且,802.3bt可向后兼容802.3at和802.3af。一个较低功率802.3at或802.3af的PD设备可连接至一个较高功率802.3bt的PSE。 其中以下创新点是非常值得关注:

     第一:IEEE 802.3bt将供电设备(PSE)的最大功率提升三倍,从30 W扩展至90W,并将用电设备(PD)的功率水平提升至71.3 W。

  第二:IEEE 802.3bt将支持的等级数量从4个增加到8个,分别针对4-90W和3.84-71.3 W的Type 3和Type 4供电设备(PSE)和用电设备(PD)。

  第三:IEEE 802.3bt标准提供了许多新特性和新功能,例如支持高效的4线对功率传输,以及支持2.5 Gbps、5 Gbps和10 Gbps PoE工作的通道定义等。

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