POE扫盲

什么是POE? POE即Power Over Ethernet,是指无需使用额外电源线而通过以太网网线供电的方案。此方案广泛应用于安防摄像头，IP电话等场合。 POE的分类 一、POE标准的发展过程经历了2003年IEEE 802.3af标准的发布，2009年IEEE 802.3at的发布，今年即将迎来IEEE 802.3bt标准的发布。在这个标准中会有一个供电设备端即PSE(Power Sourcing Equipment)，以及一个受电设备端即PD(Power Device). IEEE 802.3af（我们常称其为Type1）对应的功率等级为PSE=15.4w, PD=13w. IEEE 802.3at（我们常称其为Type2）对应的功率等级为PSE=30w, PD=25.5w, IEEE 802.3bt（Type3~4）对应的功率等级为PSE=90w, PD=71w. 二、根据PSE位置的不同，有可以将其分为Endpoint PSE和Midspan PSE。判断的方式是看POE功能是在交换机设备内完成还是在设备外完成。   三、POE的具体供电方式如下图所示：这里标注了一个Alternative A, 到底是什么概念呢？下图可以看到以太网的供电和信号线是在一起的，即通过信号线12,36来传输信号和电源。与Alternative A并列存在的还有一个Alternative B，即信号线和供电线分离，通过信号线12,36 传输信号，空闲线45, 78来供电。 Bt 标准不同于at标准，是要使用所有的线来传能量，即分别通过12,36和45,78进行两路能量传递，如下图。   四、POE的电压范围一般为44v~57v（其中IEEE 802.3-2008, clause 33要求的最低PSE 电压为44v, IEEE 802.3at要求的最低PSE电压为50v）。最大PD电流为350mA(IEEE 802.3-2008, clause 33),600mA(IEEE 802.3at). POE 供电的具体过程 Detection：PSE会发送一个电压给PD，通过PD端的24.9kohm的电阻来判断有无有效PD存在。在这个过程中电压为2.7v~10v。（有的芯片为2点检测，有的芯片为4点检测，4点检测相对2点检测可靠性更高一些）。 Classification: detection之后，PSE会加14.5v~20.5v的电压在PD端，通过检测CLS电阻上的电流判断PD的功率等级。 Power up: 检测和分级都正常之后会进行上电。 下图为某芯片上电的实际过程波形，可以看到芯片进行4点检测，随后进行了分级和上电。 Bt 因为功率比at大分级时有所不同。会有两个分级电阻，并进行5次分级检测来实现90w的分级，如下图。 目前支持at的方案很多，有集成的方案，分立的方案（PD和反激控制器分离）。市面上看到TI方案占有率还不错为PSE: TPS23861(4ports at), TPS2388(8ports at), PD:TPS23753A, TPS2378, TPS2373-3/4(支持bt 标准)。 还有一些fancy的产品即将面世，PD: TPS23755(af, 为PD+flyback+mosfet，CCM PSR mode), TPS23880(4ports bt).