POE交换机是如何进行供电的?

发布时间:2022年09月09日点击量:39
在万物互联构建智能物联世界的发展趋势下,用户对IoT设备的需求不断增加,POE交换机成为了通过网线为PD(受电端)设备提供电力和数据传输的一种有效媒介。POE交换机可允许IP电话、IP摄像头、无线接入点或POE照明等设备通过一根网线接收数据和电源,无需再另外使用电源线。POE交换机是如何为这些设备进行供电的呢?它是否会对连接的设备造成损害?是不是有人会有这样的疑问呢?
POE交换机
以太网供电遵循哪些标准?

POE交换机在POE系统中可充当供电端(PSE)设备,根据不同的以太网供电标准为受电端(PD)设备进行供电,有助于家庭、企业、校园、商场等环境中的安防监控系统的安装和管理。

需要注意的是,IEEE 802.3af和IEEE 802.3at标准是目前市面上大多数PD设备都可以支持的以太网供电标准,因此POE交换机的使用较为广泛。

POE交换机是如何进行POE供电的?POE供电原理其实很简单,下面以POE交换机为例,从POE交换机的工作原理、POE供电方式及其传输距离三个方面进行详细讲解。

POE交换机工作原理

将受电端设备连接到POE交换机上后,POE交换机会按照如下流程进行工作:

第一步:检测受电端设备(PD)。主要是检测连接的设备是否为真正的受电端设备(PD)。POE交换机会在端口输出较小的电压进行受电端设备检测,也就是所谓电压脉冲检测,如果检测到指定值的有效电阻,则该端口上连接的设备为真受电端设备。需要注意的是,该POE交换机为标准POE交换机,非标准POE交换机无控制芯片不会进行此项检测。

第二步:受电端设备(PD)分类。当检测到连接设备为受电端设备(PD)后,POE交换机会为其进行分类,划分等级,并评估该受电端设备所需的功率消耗。

第三步:开始供电。确认等级后,POE交换机会在不到15μs配置时间内向受电端设备从低电压开始供电,直到提供48V的直流电。

第四步:正常供电。主要为受电端设备提供稳定可靠的48V直流电,满足受电端设备的功率消耗。

第五步:断开供电。当受电端设备出现断开连接、功耗过载、短路以及总功耗超出POE交换机的功率预算等问题时,POE交换机会在300~400ms时间内停止为受电端设备进行供电,并会重新进行检测。可有效保护受电端设备和POE交换机,防止设备受损。

POE供电方式

由上可知,POE供电是通过网线来实现的,而网线是由四对双绞线(8根芯线)组成,因此,网线内的八根芯线是POE交换机为受电端设备提供数据和电力传输的介质。

目前,POE交换机会通过末端跨接法(End-Span)和中间跨接法(Mid-Span)两种POE供电方式为受电端设备提供传输兼容的直流电。

末端跨接法

末端跨接法(End-Span),在该模式下,POE交换机通过1、2、3、6线为受电端设备进行供电,同时也会进行数据传输,其中1、2为正极,3、6为负极。

中间跨接法

中间跨接法(Mid-Span),在该模式下,POE交换机通过4、5、7、8线为受电端设备进行供电。当应用于10BASE-T和100BASE-T以太网时,4、5、7、8线只会进行电力传输,不会进行数据传输,因此该四只脚也被成为空闲脚。其中4、5作为正极,7、8作为负极。

POE供电距离

由于电力和网络信号在网线上进行传输容易受到电阻和电容的影响,导致信号发生衰减或供电不稳定等,因此网线的传输距离受限,最大传输距离只能达100米。而POE供电是通过网线实现的,因此其传输距离受网线的影响,最大传输距离为100米。

但是由于POE交换机的供电距离一般是100米,有些时候这个距离过短,不能满足监控工程需求。如果用两个交换机联,不仅增加成本,还增大损耗,并非明智之举。于是,我们不断创新,推出了可以传输250米的POE交换机,采用数据延长模式,突破100米的限制,可提供10M,250米远距离供电传输,解决监控工程、无线覆盖等工程供电距离不足的问题,可替代延长器和部分光纤,扩展设备适用范围,降低工程成本。

POE供电故障该如何排查?可以从以下四个方面进行排查。

检查受电端设备是否支持POE供电。因为并不是所有的网络设备都能够支持POE供电技术,因此在将设备连接到POE交换机之前,也要检查设备是否支持POE供电技术。虽说POE工作时会进行检测,但是它只能检测到支持POE供电技术的受电端设备并对其进行供电,若是POE交换机没有进行供电,可能是因为受电端设备不能支持POE供电技术。

检查受电端设备的功率是否超过交换机端口的最大功率。例如,一台仅支持IEEE 802.3af标准的POE交换机(该交换机上每个端口的最大功率为15.4W),连接了一台功率为16W或者更大的受电端设备,这时,受电端设备可能会因为断电或电力不稳定导致设备损坏,从而导致POE供电故障。

检查连接的所有受电端设备的总功率是否超过了交换机的功率预算。当所连设备的总功率超过交换机功率预算时,POE供电就会出现故障。例如,一台功率预算为370W的24口POE交换机,若是该交换机遵循IEEE 802.3af标准,则可连接24台遵循相同标准的受电端设备(因为该类型设备的功率为15.4W,连接24台设备总功率达369.6W,不会超过交换机功率预算);若是该交换机遵循IEEE802.3at标准,则只能连接12台遵循相同标准的受电端设备(因为该类型的设备功率为30W,若是连接24台将会超出交换机的功率预算,因此最多只能连接12台)。

检查供电端设备(PSE)的供电方式是否与受电端设备(PD)的兼容。例如,POE交换机采用末端跨接法进行供电,而所连接的受电端设备却只能接收中间跨接法的电力传输,这样将无法进行供电。
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