在萬物互聯構建智能物聯世界的發展趨勢下,用戶對IoT設備的需求不斷增加,PoE交換機成為了通過網線為PD設備提供電力和數據傳輸的一種有效媒介。PoE交換機可允許IP電話、IP攝像頭、無線接入點或PoE照明等設備通過一根網線接收數據和電源,無需再另外使用電源線。那麼,PoE交換機是如何為這些設備進行供電的呢?它是否會對連接的設備造成損害?本文將就該系列問題展開詳細論述。以太網供電遵循哪些標準?PoE供電標準概述PoE交換機在PoE系統中可充當供電端(PSE)設備,根據不同的以太網供電標準為受電端(PD)設備進行供電,有助於家庭、企業、校園、商場等環境中的安防監控系統的安裝和管理。下表為現有的PoE供電標準(以太網供電標準):
需要注意的是,IEEE 802.3af和IEEE 802.3at標準是目前市面上大多數PD設備都可以支持的以太網供電標準,因此PoE交換機和PoE+交換機的使用較為廣泛。而IEEE 802.3bt標準是2018年最新發布用於智能家居/建築和物聯網的以太網供電標準,由於IEEE 802.3bt標準還不夠成熟化,市面上較少存在支持IEEE 802.3bt標準的PD設備,因此目前只有少部分供應商可提供該系列的PoE++交換機,如思科或華為。 PoE交換機是如何進行PoE供電的?PoE供電原理概述PoE供電原理其實很簡單,下面以PoE交換機為例,從PoE交換機的工作原理、PoE供電方式及其傳輸距離三個方面進行詳細講解。 PoE交換機工作原理將受電端設備連接到PoE交換機上後,PoE交換機會按照如下流程進行工作: 第一步:檢測受電端設備(PD)。主要是檢測連接的設備是否為真正的受電端設備(PD)(其實就是檢測能支持以太網供電標準的受電端設備)。PoE交換機會在端口輸出較小的電壓進行受電端設備檢測,也就是所謂電壓脈衝檢測,如果檢測到指定值的有效電阻,則該端口上連接的設備為真受電端設備。需要注意的是,該PoE交換機為標準PoE交換機,非標準PoE交換機無控制芯片不會進行此項檢測,若想了解更多關於標準PoE交換機與非標準PoE交換機的信息,可訪問《標準PoE交換機與非標準PoE交換機有什麼區別?兩者如何選擇?》。 第二步:受電端設備(PD)分類。當檢測到受電端設備(PD)後,PoE交換機會為其進行分類,劃分等級,並評估該受電端設備所需的功率消耗。
第四步:正常供電。主要為受電端設備提供穩定可靠的48V直流電,滿足受電端設備的功率消耗。 第五步:斷開供電。當受電端設備出現斷開連接、功耗過載、短路以及總功耗超出PoE交換機的功率預算等問題時,PoE交換機會在300~400ms時間內停止為受電端設備進行供電,並會重新進行檢測。可有效保護受電端設備和PoE交換機,防止設備受損。 PoE供電方式由上可知,PoE供電是通過網線來實現的,而網線是由四對雙絞線(8根芯線)組成,因此,網線內的八根芯線是PoE交換機為受電端設備提供數據和電力傳輸的介質。目前,PoE交換機會通過模式A(End-Span末端跨接法)、模式B(Mid-Span中間跨接法)和4-pair三種PoE供電方式為受電端設備提供傳輸兼容的直流電。
模式A即末端跨接法(End-Span),在該模式下,PoE交換機通過1、2、3、6線為受電端設備進行供電,同時也會進行數據傳輸,其中1、2為正極,3、6為負極。
模式B即中間跨接法(Mid-Span),在該模式下,PoE交換機通過4、5、7、8線為受電端設備進行供電。當應用於10BASE-T和100BASE-T以太網時,4、5、7、8線只會進行電力傳輸,不會進行數據傳輸,因此該四隻腳也被成為空閑腳。其中4、5作為正極,7、8作為負極。
在該模式下,PoE交換機將會通過所有的線為受電端設備進行供電,其中1、2和4、5為正極,3、6和7、8為負極。
PoE供電距離由於電力和網絡信號在網線上進行傳輸容易受到電阻和電容的影響,導致信號發生衰減或供電不穩定等,因此網線的傳輸距離受限,最大傳輸距離只能達100米。而PoE供電是通過網線實現的,因此其傳輸距離受網線的影響,最大傳輸距離為100米。但如若使用PoE延長器可將PoE供電範圍最大延長至1219米。 PoE供電故障該如何排查?當PoE供電出現故障時,可以從以下四個方面進行排查。
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