以太网供电系统PoE系统技术分析.docxVIP

PAGE 1 PAGE 1 以太网供电系统PoE系统技术分析 为了规范和促进PoE应用的发展，IEEE802.3工作组于1999年开始着手制订IEEE802.3af标准，以作为以太网标准的延伸。2003年6月通过的最终标准对网络供电的电源、传输和接收都作了细致的规定。用户在设计PoE应用时，必需严格遵守这些规定，购买认证产品，才能够直接从以太网获得牢靠电源。  POE技术的好处：  首先，有效削减连入墙上电源插座的数量。  想想我们的办公桌：一台PC的主机和显示器就各需要一个三孔插座，就算平凡员工不需要连接扫描仪、打印机等外设，但通常也需要更多的电源插座来连接PDA底座、手机充电器以至于IP电话。这些设备的AC电源并不通用。于是常见到各个工位之间插线板拖来拉去，不但可能导致电路过载而跳闸，而且安全隐患不容小觑。作为目前惟一的全球性电源标准，802.3af可以同时支持电力需求各不相同的以太网设备。除了常见的无线AP，闻名乐器制造商Gibson在2003年联合3Com公司开发了第一款支持PoE的数字电吉他，甚至还有一家网络设备制造商PowerDsine别出心裁地生产了一款PoE剃须刀。  其次，便利了在没有电源插座的地方安装设备及新的应用。  802.3af正在推动视频监视网络与以太网融合的进程。除了部署过程得到简化，基于PoE的系统能够将摄像机安放到以前因为无法部署AC电源而难以安放的位置，并且获得内部电源保障。802.3af还有助于推动RFID技术应用的普及，支持802.3af的RFID阅读器可以与以太网交换机相连，以实时传输全新的标签位置跟踪信息。目前思科的此类产品就已在美国的两家大型医院中得到了应用。总而言之，802.3af意味着只要是能够部署以太网线缆的地方，就可以安装很多易于安装的新设备。  再次，802.3af可以为企业节省成本。  一位参与802.af最终协议制定的专家曾列举过这样一些对比数据：支持以太网供电的网络终端成本将增加不到70%，具备PSE功能的交换机成本提高不到25%；但由于去掉了常规的电气布线和电源插座，用户可节约至少50%的总成本。在大规模部署WLAN和IP电话的现代办公环境中，应用802.af方案的性价比更加突出。  数字签名技术和有待解决的难题  前面说到802.3af可以同时支持电力需求各不相同的以太网设备，有点匪夷所思吧？实现这一目标得依仗每个标准设备自带的数字签名。当终端设备连接到一个符合802.3af标准的启动PSE功能的交换机的时候，交换机会查找该终端的数字签名。假如没有发觉签名，就只对该设备进行平凡数据连接，不进行电力传输。假如发觉了数字签名，交换机将在进行数据连接的同时依据签名中的802.3af等级信息向该设备进行电力传输。基于数字签名，802.3af支持一点对多点的电力连接。这样只要交换机与不间断电源相连，就可以较大限度地保障在停电的时候网络通信可以照常。IEEE802.3af特殊工作组主席SteveCarlson在标准发布之初曾预言将来十年内，全部的以太网交换机均会支持PoE；但几年下来，802.3af的应用并没有像预期的那样风生水起。除了因为它的发展有赖于WLAN和IP电话的普及外，自身也存在一些在应用中亟需解决的实际问题——配线间的散热和电气环境就需要重新设计。在企业级应用中，一个配线间拥有的以太网端口就可能数百。若以四百个为例，根据802.af标准每个以太网端口的电力输出功率为15W，仅以太网供电就需增加6KW。供电需求增加直接会导致原先设计的UPS系统不堪重负，而能耗增加，配线间的环境制冷就得随需而变，并且可能大大增加同处一室的交换机、服务器等设备因过热而宕机的几率。  POE以太网供电工作过程  标准POE供电的工作过程图： 图2标准POE供电的工作过程图 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，直至供应48V的直流电源。  4.供电  为PD设备供应稳定牢靠48V的直流电，满意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