目录

一、简介

二、方案

三、总结

四、题外话

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一、简介

POE指的是在现有以太网布线基础框架不做任何改动的情况下，再为一些基于IP的终端设备传输信号的同时，还能为此设备供电。常见的一些摄像头、网络传感器等。POE技术能确保现有结构优化布线的同时保证现有的网络正常运作，最大限度的降低成本。

二、方案

一个完整的POE系统包括供电端设备(PSE, Power Sourcing Equipment)和受电端设备(PD, Powered Device)两部分。PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备,同时也是整个POE以太网供电过程的管理者。PSE设备通常为带有POE功能的路由器或者交换机。

常见的POE交换机供电电压为48V，为PD设备提供3.84～12.95W三个等级的电功率请求,最大不超过13W。（注意PD分级0和分级4没有显示出来而且不应采用。）

2.1、POE以太网供电过程

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。

2.1.1. 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IEEE 802.3af标准的受电端设备。

2.1.2. 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。

2.1.3. 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。

2.1.4. 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。

2.1.5. 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。

要想使PD设备正常使用，必须满足上述过程。否则PSE设备将无法向PD设备供电。

2.2、接线方式

PoE标准为使用以太网的传输电缆输送直流电到POE兼容的设备定义了两种方法：

中间跨接法( Mid -Span )

使用以太网电缆中没有被使用的空闲线对来传输直流电，应用于普通交换机与网络终端设备之间，可以通过网线给网络终端设备供电，Midspan PSE（中跨供电设备）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插孔，一个用短线连接至交换机，另一个连接远端设备。

末端跨接法(End-Span)

是在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。相应的Endpoint PSE（末端供电设备）有支持POE功能的以太网交换机、路由器、集线器或其他网络交换设备。可以预见End-Span会迅速得到推广，这是由于以太网数据与输电采用公用线对，因而省去了需要设置独立输电的专用线，这对于仅有8芯的电缆和相配套的标准RJ-45插座意义特别重大。

究竟采用哪种接法要根据选择的PSE设备而定，通常需要的是两种接法都兼容。

2.3、方案设计

一般生产POE芯片的厂商都会提供相应的方案，作为一名硬件工程师我们只需要整合一下方案即可，下边以美信的方案为例：

一般方案需要两步

第一步：PD控制，即满足上述POE供电过程，需要专用的POE协议芯片。美信常用的芯片为MAX5969芯片。具体内容详见芯片使用手册。

第二步：DC-DC转换，PSE设备供电电压为48V，而我们的PD端设备通常为12V、5V甚至是3.3V。这样我们就必须还用DC-DC转换芯片。同样美信也提供了相应的芯片方案：MAX17503或者MAX17503。不想自己设计DC-DC电路的可以直接搬过来使用，下边给大家贴出PD端电源系统电路原理图，供大家参考。

大家注意图中R2电阻24.9K用于检测受电端设备，R1电阻619R用于给受电端设备分类。

下图已经过设计验证的电路方案

 

 该方案兼容了两种接线方法。

三、总结

POE方案简化了PD设备的供电方案，在没有供电条件下可以采用网线供电、降低部署成本。详细资料见https://download.csdn.net/download/Gary_Dengxh/87536171

四、题外话

我们常见的网线都是8芯线，但是实际应用中只是应用了其中的四 芯，还有四芯线是处在闲置状态的。如果仅采用POE末端跨接法。那么我们可以仅采用4芯网线即可，这样又能降低部署成本（能省一毛是一毛）。同样的我们PD端可以采用4芯的网络接口，能有效减小PD端的体积。最后提醒一点网线距离超过10米一定要用双绞线。