以太网供电（POE）技术原理及过程分析
一、以太网供电技术
以太网供电技术（poe，power over ethernet） 是指通过常用的语音、数据和视频的双纹线提供电源的技术。以太网供电技术是在现有以太网布线基础上就能保证为ip终端传输数据信号，同时为此类设备提供直流供电。借助通用以太网电缆同时传输以太网信号和直流电源，将电源和数据集成在同- -有线系统当中，在确保现有结构化布线安全的同时保证了网络的正常运作。以太网供电采用ieee802.3af标准，802.3af突破了以太网的应用，它主要是- 一个电源传输协议，而不是数据协议。
二、以太网供电系统构成及原理 2.1poe系统构成。一个完整的poe系统包括供电端设备和受电端设备在poe系统中，提供电力的叫做“供电设备（pse，power两部分。sourcing equipment），负责将电源注入以太网线，并实施功率的规划和管理，而使用电源的称为“受电设备”（pd，power device）。
以太网供电开始于能提供电源的供电设备，该设备通过测量其共模终端来检测需要供电的设备。有效的受电设备必须具有一个25k9共模电阻的“检测特征”。pse用- 一个称为分级的第： 二次测量来判断pd的峰值功率要求，掌握这一信息后pse就能对那些需要供电的设备提供电源，而不会损坏不需要供电的设备，并能有效地分配可用功率。
2.2 poe供电传输方式。802 .3af标准定义了两种不同类型的psei一种是“endpoint pse”，即末端跨度pse，把供电功能与网络交换机集成在-一起。endpointpse就是支持poe功能的以太网交换机、路由器或其他网络交换设备。末端跨度设备在双绞线中的1、2、3、6号线缆上同时接入电源和数据，如图1所示。
末端跨度pse支持10base-t.100base tx和1000base-t网络。末端跨度的poe系统中的pse可以在信号线对之间或备用线对之间提供标称48v的dc电 源。
midspan pse是一个专即中闻跨度pse，另一种是“midspanpse”是一个专门的电源管理设备，通常和交换机放在- 一起。它对应每个端口有两个rj45接口，一个用短线连接至交换机，另一个连接远端设备。pd则有多种形式，如ip电话、ap.pda或移动电话充电器等。
中间跨度pse在交换机和pd之间，它通过双统线中没有使用4、5、7、8号线缆提供电源。数据通过中间跨度设备路由，不会有任何改动，中间跨度pse通常与以太网交换机相邻安装在设备机架中，如图2所示。
空用段对中间跨度pse只支持10base-t和100base -tx网络，而802.3af标准目前还未定义对1000base t网络的支持。中间跨度pse在备用线对之间提供48v的dc电源。
三、poe供电设备原理详解 标准的五类网线有四对双绞线但是在10m base-t和100m base-t中只用到其中的两对。ieee80 2.3af允许两种用法：
1.应用空闲脚供电时4、5脚连接为正极，7、8脚连接为负极。 下图为利用空闲线（4，5，7，8）传递48v的电源。
2.利用信号线（1，2，3，6）同时传递数据信号和48v的电源。应用数据脚供电时，将dc电源加在传输变压器的中点，在这种方式下线对1、2和线对3、6可以为任意极性。传输数据所用的芯线上同时传输直流电，其输电采用与以太网数据信号不同的频率，不影响数据的传输。
标准不允许同时应用以上两种情况。电源提供设备pse只能提供一种用法，但是电源应用设备pd必须能够同时适应两种情况。该标准规定供电电源通常是48v、13w的。pd设备提供48v到低电压的转换是较容易的，但同时应有1500v的绝缘安全电压。
下面谈一下1000m base-t poe 供电系统
1000m base-t poe 供电系统 4个线序对均传输数据，故无空闲对，均采用数据对供电，图4左图，1脚和2脚、3脚和6脚通过网络变压器进行电压、信号的分频、分离出来的电压连接到桥式整流进行整流供电，如图5
以上讨论的是poe adapter 供电模式，典型的poe adapter 如下图
另一种是通过poe供电交换机供电
poe交换机供电示意图
协商供电
当在一个网络中布置pse供电端设备时，poe以太网供电工作过程如下所示。
1. 检测：一开始，pse设备在端口输出很小的电压，直到其检测到线缆终端的连接为一个支持ieee802.3af标准的受电端设备。
2.pd端设备分类：当检测到受电端设备pd之后，pse设备可能会为pd设备进行分类，并且评估此pd设备所需的功率损耗。
3. 开始供电：在一个可配置时间（一般小于15μs）的启动期内，pse设备开始从低电压向pd设备供电，直至提供48v的直流电源。
4.供电：为pd设备提供稳定可靠48v的直流电，满足pd设备不越过15.4w的功率消耗。
5.断电：若pd设备从网络上断开时，pse就会快速地（一般在300～400ms之内）停止为pd设备供电，并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接pd设备。
四、以太网供电过程 3.1侦测。在允许pse向线路供电之前，它必须用- 一个有限功率的测试源来检查特征电阻，以避免将48v电源加给非兼容poe的网络设备，造成危害。在加电之前，pse首先2.8v- 10v的探测电压去侦测是否有pd接入。具体实施时，是将2 8v 10v之间的两个电压送到网络链路，然后根据得到的两个不同的电流值再作运算（ov/oi）。
3.2 p0端设备分类。当检测到受电端设备pd之后，pse设备可能会为pd设备进行分类，并且评估此pd设备所需的功率损耗。802.3af标准的pd要求开始于一个25kq和小于120nf的特征识别，正是这-特征使pse 将pd从不需要供电的其它以太网设备中区分出来。pd只需要具有这些检测特征，而同时链路处于检测模式即可实现检测。分级特征表明pd的峰值功耗，要求在端口电压为14.5到20.5v之间时pd吸收- 一个特定的dc电流。
3 3 供电。在一个可配置时间的启动期内，pse设备开始从低电压向pd设备供电，直至正常提供48v的直流电源。使电路的其当旁路电容充电完成后，端口电压就升高进入供电模式，余部分运行，并在它所在类的功耗极限内吸取电源。如果电流过高的时间超出50ms将会使电源关断。此外，pd必须吸收最低为10ma的电流，这样pse就能知道它还保持连接。像恒温调节器这类功率敏感的应用可以通过脉电流为10ma，并且脉冲间隔时间保持冲调制使“保持功耗特征（mps）75ms到250ms之间以减少功耗。pse 为pd设备提供稳定可靠48v的直流电，满足pd设备不越过15.4w的功率消耗。
3.4 断电。若pd设备从网络上断开时，pse 就会快速地（300~ 400ms）停止为pd设备供电，并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接pd设备。如果pd 直未接入或处于关断状态，pse就停止输送电源，并不断检测有效pd的25kq电阻特征电阻。以太网供电连接完全由pse来进行控制。
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以太网供电开始于能提供电源的供电设备，该设备通过测量其共模终端来检测需要供电的设备。有效的受电设备必须具有一个25k9共模电阻的“检测特征”。pse用- 一个称为分级的第： 二次测量来判断pd的峰值功率要求，掌握这一信息后pse就能对那些需要供电的设备提供电源，而不会损坏不需要供电的设备，并能有效地分配可用功率。
2.2 poe供电传输方式。802 .3af标准定义了两种不同类型的psei一种是“endpoint pse”，即末端跨度pse，把供电功能与网络交换机集成在-一起。endpointpse就是支持poe功能的以太网交换机、路由器或其他网络交换设备。末端跨度设备在双绞线中的1、2、3、6号线缆上同时接入电源和数据，如图1所示。
末端跨度pse支持10base-t.100base tx和1000base-t网络。末端跨度的poe系统中的pse可以在信号线对之间或备用线对之间提供标称48v的dc电 源。
midspan pse是一个专即中闻跨度pse，另一种是“midspanpse”是一个专门的电源管理设备，通常和交换机放在- 一起。它对应每个端口有两个rj45接口，一个用短线连接至交换机，另一个连接远端设备。pd则有多种形式，如ip电话、ap.pda或移动电话充电器等。
中间跨度pse在交换机和pd之间，它通过双统线中没有使用4、5、7、8号线缆提供电源。数据通过中间跨度设备路由，不会有任何改动，中间跨度pse通常与以太网交换机相邻安装在设备机架中，如图2所示。
空用段对中间跨度pse只支持10base-t和100base -tx网络，而802.3af标准目前还未定义对1000base t网络的支持。中间跨度pse在备用线对之间提供48v的dc电源。
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1.应用空闲脚供电时4、5脚连接为正极，7、8脚连接为负极。 下图为利用空闲线（4，5，7，8）传递48v的电源。
2.利用信号线（1，2，3，6）同时传递数据信号和48v的电源。应用数据脚供电时，将dc电源加在传输变压器的中点，在这种方式下线对1、2和线对3、6可以为任意极性。传输数据所用的芯线上同时传输直流电，其输电采用与以太网数据信号不同的频率，不影响数据的传输。
标准不允许同时应用以上两种情况。电源提供设备pse只能提供一种用法，但是电源应用设备pd必须能够同时适应两种情况。该标准规定供电电源通常是48v、13w的。pd设备提供48v到低电压的转换是较容易的，但同时应有1500v的绝缘安全电压。
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1000m base-t poe 供电系统 4个线序对均传输数据，故无空闲对，均采用数据对供电，图4左图，1脚和2脚、3脚和6脚通过网络变压器进行电压、信号的分频、分离出来的电压连接到桥式整流进行整流供电，如图5
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1. 检测：一开始，pse设备在端口输出很小的电压，直到其检测到线缆终端的连接为一个支持ieee802.3af标准的受电端设备。
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3.4 断电。若pd设备从网络上断开时，pse 就会快速地（300~ 400ms）停止为pd设备供电，并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接pd设备。如果pd 直未接入或处于关断状态，pse就停止输送电源，并不断检测有效pd的25kq电阻特征电阻。以太网供电连接完全由pse来进行控制。
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