1 Inleiding
PoE wordt ook wel Power over LAN (PoL) of Active Ethernet genoemd, ook wel kortweg Power over Ethernet genoemd. Dit is de nieuwste standaardspecificatie die bestaande standaard Ethernet-transmissiekabels gebruikt om tegelijkertijd gegevens en stroom te verzenden en de compatibiliteit met bestaande Ethernet-systemen en -gebruikers handhaaft. De IEEE 802.3af-standaard is een nieuwe standaard gebaseerd op de POE van het Power-over-Ethernet-systeem. Het voegt gerelateerde standaarden toe voor directe stroomvoorziening via netwerkkabels op basis van IEEE 802.3. Het is een uitbreiding van de bestaande Ethernet-standaard en de eerste internationale standaard voor stroomdistributie. standaard.
IEEE begon in 1999 met de ontwikkeling van de standaard en de eerste deelnemende leveranciers waren 3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel en National Semiconductor. Het ontbreken van deze standaard heeft echter de uitbreiding van de markt beperkt. Tot juni 2003 keurde de IEEE de 802.3af-standaard goed, die duidelijk de stroomdetectie- en besturingsitems in externe systemen specificeerde, en verbondrouters, switches en hubs naar IP-telefoons, beveiligingssystemen en draadloze lokale netwerken via Ethernet-kabels. De wijze van stroomvoorziening voor wissels en andere apparatuur is geregeld. Bij de ontwikkeling van IEEE 802.3af zijn de inspanningen van veel bedrijfsexperts betrokken, waardoor de standaard ook volledig kan worden getest.
Typisch Power over Ethernet-systeem. Plaats het ethernetschakelaarapparatuur in de bedradingskast en gebruik een mid-span hub met een voedingshub om stroom te leveren aan het twisted pair van het LAN. Aan het uiteinde van het twisted pair wordt de voeding gebruikt om telefoons, draadloze toegangspunten, camera's en andere apparaten van stroom te voorzien. Om stroomuitval te voorkomen, kan een UPS worden gebruikt.
2 principe
De standaard Categorie 5-netwerkkabel heeft vier paar getwiste paren, maar slechts twee daarvan worden gebruikt in l0M BASE-T en 100M BASE-T. IEEE80 2.3af staat twee toepassingen toe. Wanneer de inactieve pin wordt gebruikt voor de voeding, zijn pinnen 4 en 5 verbonden als de positieve pool en zijn pinnen 7 en 8 verbonden als de negatieve pool.
Wanneer de datapin wordt gebruikt voor stroomvoorziening, wordt de gelijkstroomvoeding toegevoegd aan het middelpunt van de transmissietransformator, wat de datatransmissie niet beïnvloedt. Op deze manier kunnen paar 1, 2 en paar 3, 6 elke polariteit hebben.
De norm staat niet toe dat beide bovengenoemde voorwaarden tegelijkertijd worden toegepast. De voedingsapparatuur PSE kan slechts één keer worden gebruikt, maar de voedingsapparatuur PD moet zich tegelijkertijd aan beide situaties kunnen aanpassen. De norm schrijft voor dat de voeding doorgaans 48V, 13W is. Het is relatief eenvoudig voor PD-apparatuur om conversie van 48 V naar laagspanning te bieden, maar tegelijkertijd moet deze een isolatieveiligheidsspanning van 1500 V hebben.
3 parameters
Een compleet POE-systeem bestaat uit twee delen: voedingsapparatuur (PSE) en voedingsapparatuur (PD). Het PSE-apparaat is een apparaat dat stroom levert aan het Ethernet-clientapparaat en tevens de beheerder is van het gehele POE Ethernet-voedingsproces. Het PD-apparaat is een PSE-belasting die stroom accepteert, dat wil zeggen het clientapparaat van het POE-systeem, zoals IP-telefoons, netwerkbeveiligingscamera's, AP's en vele andere Ethernet-apparaten, zoals PDA's of opladers voor mobiele telefoons (in feite het eventuele vermogen bedraagt niet meer dan 13 W. Het apparaat kan het overeenkomstige vermogen uit de RJ45-aansluiting halen). De twee zijn gebaseerd op de IEEE 802.3af-standaard en brengen een verbinding tot stand via de PD-verbinding, het apparaattype, het energieverbruiksniveau en andere informatie van het stroomontvangende apparaat, en op deze basis wordt de PD door de PSE via Ethernet van stroom voorzien.
De belangrijkste karakteristieke parameters van de voeding van het POE-standaard voedingssysteem zijn:
1. De spanning ligt tussen 44V en 57V, met een typische waarde van 48V.
2. De maximaal toegestane stroom is 550 mA en de maximale startstroom is 500 mA.
3. De typische werkstroom is 10-350mA en de overbelastingsdetectiestroom is 350-500mA.
4. Onder nullastomstandigheden bedraagt de maximaal vereiste stroom 5 mA.
5. Zorg voor drie niveaus van elektrische stroomvereisten van 3,84 ~ 12,95 W voor PD-apparatuur, het maximum bedraagt niet meer dan 13 W. (Houd er rekening mee dat PD-niveaus 0 en 4 niet worden weergegeven en niet mogen worden gebruikt.)
4 werkproces
Bij het plaatsen van PSE-voedingseindapparatuur in een netwerk wordt hieronder het werkproces van POE Power over Ethernet weergegeven.
1. Detectie
In het begin voert het PSE-apparaat een zeer kleine spanning uit op de poort totdat het detecteert dat de aansluiting van de kabelterminal een apparaat is dat stroom ontvangt en de IEEE 802.3af-standaard ondersteunt.
2. Classificatie van PD-apparaten
Wanneer de PD van het ontvangende eindapparaat wordt gedetecteerd, kan het PSE-apparaat het PD-apparaat classificeren en het door het PD-apparaat vereiste vermogensverlies evalueren.
Tijdens de opstartperiode van een configureerbare tijd (doorgaans minder dan 15 μs) begint het PSE-apparaat stroom te leveren aan het PD-apparaat vanaf een lage spanning totdat het een 48V DC-voeding levert.
4. Voeding
Biedt een stabiele en betrouwbare 48V DC-stroom voor PD-apparatuur om te voldoen aan het stroomverbruik van PD-apparatuur dat niet hoger is dan 15,4 W.
5. Schakel uit
Als het PD-apparaat wordt losgekoppeld van het netwerk, zal de PSE snel (meestal binnen 300-400 ms) stoppen met het voeden van het PD-apparaat en het detectieproces herhalen om te detecteren of de terminal van de kabel is aangesloten op het PD-apparaat.
5 voedingsmethode
De PoE-standaard definieert twee methoden voor het gebruik van Ethernet-transmissiekabels om gelijkstroom naar POE-compatibele apparaten te verzenden:
1. Midden-spanwijdte
Gebruik de ongebruikte inactieve draadparen in de Ethernet-kabel om gelijkstroom te verzenden. Het wordt gebruikt tussen gewone schakelaars en netwerkeindapparatuur. Het kan via de netwerkkabel stroom leveren aan de netwerkeindapparatuur. Midspan PSE (mid-span power supply equipment) is een speciale energiebeheerapparatuur, meestal gecombineerd met deschakelaar. Het heeft twee RJ45-aansluitingen die overeenkomen met elke poort, waarvan er één is aangesloten op deschakelaarmet een korte kabel, en de andere is aangesloten op het externe apparaat.
Eindspanwijdte
De gelijkstroom wordt tegelijkertijd verzonden op de kerndraad die wordt gebruikt voor datatransmissie, en de transmissie ervan gebruikt een andere frequentie dan het Ethernet-datasignaal. De bijbehorende Endpoint PSE (Terminal Power Supply Equipment) beschikt over een Ethernetschakelaar, router, hub of andere netwerkschakelapparatuur die de POE-functie ondersteunt. Het is te voorzien dat End-Span snel gepromoot zal worden. Dit komt doordat de Ethernet-data- en stroomtransmissie gebruik maken van een gemeenschappelijk paar, waardoor het niet meer nodig is om een speciale lijn op te zetten voor onafhankelijke stroomtransmissie. Dit geldt alleen voor 8-aderige kabels en de bijpassende standaard RJ-De 45-aansluiting is bijzonder significant.
6 ontwikkeling
PowerDsine, een fabrikant van power-over-Ethernet-chips, zal een IEEE-bijeenkomst houden om formeel een ‘high-power power-over-Ethernet’-standaard in te dienen, die de stroomvoorziening voor laptops en andere apparaten zal ondersteunen. PowerDsine zal een witboek indienen, waarin wordt gesuggereerd dat de 802.3af-standaard 48V-ingang en 13W beschikbare stroomlimiet moet worden verdubbeld. Naast notebookcomputers kan de nieuwe standaard ook LCD-schermen en videotelefoons aandrijven. Op 30 oktober 2009 heeft IEEE een nieuwste 802.3at-standaard uitgegeven, die bepaalt dat POE een hoger vermogen kan leveren, dat groter is dan 13 W en zelfs 30 W kan bereiken!