史上最详细的PoE技术解读带你全面了解.docx

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1、史上最详细的PoE技术解读，带你全面了解PoE(PoweroverEthernet)是指通过网线传输电力的一种技术，借助现有以太网通过网线同时为IP终端设备(如：IP电话、AP、IP摄像头等)进行数据传输和供电。PoE又被称为基于局域网的供电系统(PoweroverLAN,简称PoL)或有源以太网(ActiveEthernet),有时也被简称为以太网供电。为了规范和促进PoE供电技术的发展，解决不同厂家供电和受电设备之间的适配性问题，正EE标准委员会先后发布了三个PoE标准：IEEE802.3af标准、正EE802.3at标准、正EE802.3bt标准。为什么需要PoE?随着网络中IP电话、网

2、络视频监控以及无线以太网设备的日益广泛，通过以太网本身提供电力支持的要求也越来越迫切。多数情况下，终端设备需要直流供电，而终端设备通常安装在距离地面比较高的天花板或室外，附近很难有合适的电源插座，即使有插座，终端设备需要的交直流转换器也难有位置安置。另外，在很多大型的局域网应用中，管理员同时需要管理多个终端设备，这些设备需要统一的供电和统一的管理，由于供电位置的限制，给标准：符合国际标准，使用全球统一的RJ45电源接口，可保证与不同厂商的设备对接。PoE是如何工作的？如下图所示，PoE供电系统包括如下两个设备角色： 供电设备PSE（Power-sourcingEquipment）:通过以太网给

3、受电设备供电的PoE设备，提供检测、分析、智能功率管理等功能，例如：PoE交换机。 受电设备PD（PoweredDevice）:如无线AP、便携设备充电器、刷卡机、摄像头等受电方设备。按照是否符合IEEE标准，PD分为标准PD和非标准PD。PoE供电设备角色PoE供电模式按照IEEE标准的定义,PSE设备分为MidSpan（PoE功能模块在设备外）和Endpoint（PoE功能模块集成到设备内）两种类型。华为CloudengineS系列PoE交换机的PoE功能模块全部集成在设备的内部,属于Endpoint的PSE设备。Endpoint类型的PSE设备依据使用的供电线对不同分为Alternati

4、veA（1/2和3/6线对）和AlternativeB（4/5和7/8线对）两种供电模式。AlternativeA供电模式通过数据对供电。PSE通过1/2和3/6线对给PD供电，1/2链接形成负极，3/6链接形成正极。10BASE-T、100BASE-TX接口使用1/2和3/6线对传输数据，1000BASE-T接口使用全部的4对线对传输数据。由于DC直流电和数据频率互不干扰，所以可以在同一对线同时传输电流和数据。AlternativeB供电模式通过空闲对供电。PSE通过4/5和7/8线对给PD供电,4/5链接形成正极,7/8链接形成负极。IEEE标准不允许同时应用以上两种供电模式。供电设备PS

5、E只能提供一种用法，但是受电设备PD必须能够同时适应两种情况。PoE供电协商流程PSE设备上电,PD设备通过网络连接到PSE设备后，PSE与PD就开始进行供电协商： 检测PD:PSE在端口周期性输出电流受限的小电压,用以检测PD设备的存在。如果检测到特定阻值的电阻,说明线缆终端连接着支持IEEE802.3af标准或IEEE802.3at标准的受电端设备(电阻值在19kQ26.5k。的特定电阻,通常的小电压为2.7V-10.1V,检测周期为2秒)。 供电能力协商即PD设备分类过程：PSE对PD进行分类,并协商供电功率。供电能力协商不仅可以通过解析PSE与PD发送的电阻实现的,还可以通过链路层发现

6、协议LLDP(LinkLayerDiscoveryProtocol)协议发现和通告供电能力进行协商。 开始供电：在启动期内(一般小于15|js),PSE设备开始从低电压向PD设备供电,直至提供48V的直流电压。 正常供电：电压达到48V之后，PSE为PD设备提供稳定可靠48V的直流电，PD设备功率消耗不超过PSE最大输出功率。 断电：供电过程中,PSE会不断监测PD电流输入,当PD电流消耗下降到最低值以下，或电流激增，例如拔下设备或遇到PD设备功率消耗过载、短路、超过PSE的供电负荷等，PSE会断开电源,并重复检测过程。通过LLDP协议进行供电能力协商IEEE802.1ab定义了可选的TLV(

7、TypeLengthValue):PowerviaMDI(MediaDependentInterface)TLVOLLDP报文封装PowerviaMDITLV,进行MDI供电能力的发现和通告。当PSE检测到PD后，PSE和PD即周期性地向对方发送LLDP报文，这个报文里包含了定义的TLV字段。将本端信息发送给对方，对方记录下报文中包含的信息，达到信息交互的作用。但IEEE802.1ab定义的PowerviaMDITLV格式仅能协商IEEE802.3af和IEEE802.3at两种标准的供电参数,不能协商IEEE802.3bt标准的供电参数，当相连的PD设备使用IEEE802.3bt标准供电时，

8、标准PowerviaMDITLV将无法协商供电。华为S系列交换机为能够支持协商IEEE802.3bt标准的供电参数，自定义了一种PowerviaMDITLVOIEEE802.1ab定义的PowerviaMDITLV报文由2字节的TLV报文头和12字节的TLV信息字段组成，报文格式如下图所示：IEEE802.1ab定义的TLV报文格式PowerviaMDI和ExtendedPowerviaMDI各字段含义如下图所字段功能和含义MDIpowersupport第。bit位表示端口类型1：PSE端接口0:PD端接口第1bit位表示PSE设备是否支持MDI供电1：表示支持0:表示不支持第2bit位表示P

9、SE设备MDI供电状态1：表示使能0:表示未使能第3bit位表示PSE设备供电线对S制能力1：表小线对选择可控0：表示线对选择不可控第4-7bit位：预留PSEpowerpair供电模式供电，取值如下：1：表示采用AlternativeA供电模式供电2：表示采用AlternativeB供电模式供电powerclass供电等级，取值如下：0：0级，对应参考功率是15.4W1：1级，对应参考功率是4W2：2级，对应参考功率是7W3：3级，对应参考功率是15.4W4:4级，对应参考功率是30W5：5级，对应参考功率是45W6：6级，对应参考功率是60W7：7级，对应参考功率是60W8：8级，对应参考

10、功率是60WPowerviaMDI各字段含义字段功能和含义PowerType表示供电类型11:不支持IEEE802.3at标准的PD10：不支持IEEE802.3at标准的PSE01：支持IEEE802.3at标准的PD00:支持IEEE802.3a件7隹的PSEPowerSource胸硼,PD端11：PSE和本地10：预留01：PSEPSE端11：预留10：ftj用电源01：主电源PowerPriority表示接口供电优先级11：表示最低的优先级10:表示次高的优先级01：表示最高的优先级说明：本字段包括4位，其中，局的位为系统预留。Powervalue包含PDrequestedpowerv

11、alue（PDiS备请求的功率）和PSEallocatedpowervalue（PSE设备为PD设备分配的功率）两个字段。在PoE电源功率充足的情况，两者相等该字段的取值为整数的1255,交互功率=0.1*该字段表示的十进制值。例如发送值为255时，表示交互功率为25.5W。ExtendedPowerviaMDI各字段含义华为公司自定义的PowerviaMDITLV由2字节的TLV报文头和4字节的TLV信息字段组成，报文格式如下图所示：华为公司自定义的TLV报文格式TLV报文中各字段含义如下： TLVType:TLV的类型，占1个字节。取值为1,表示PD支持的供电模式；取值为2,表示PD当前工

12、作的供电模式。 TLVLength:TLV的长度，占1个字节。取值为4,表示TLV信息字段值占4个字节。 TLVValue:TLV的值，占4个字节，共32位。第0位、1位、2位、3位的含义如下图所示，第431位预留。自定义TLVVa/ue字段含义PoE供电标准有哪些?前面我们提及了IEEE标准委员会为解决不同厂家供电和受电设备之间的适配性问题，会先后发布了三个PoE标准：IEEE802.3af标准、IEEE802.3at标准、IEEE802.3bt标准。那么这三个标准有什么不同呢？2003年6月，IEEE802.3工作组制定了IEEE802.3af标准，作为以太网标准的延伸，对网络供电的电源、

13、传输和接收都做了细致的规定。例如：IEEE802.3af标准规定PSE设备需要在每个端口上提供最高15.4W的直流电源。由于电缆中的一些功率耗散,因此受电设备仅有12.95W可用。2009年10月，为对应大功率终端的需求，诞生了IEEE802.3at标准zIEEE802.3at标准在兼容802.3af标准的基础上，提供最高25.5W的功率,满足新的需求。2018年9月，为进一步提升PoE供电功率以及对标准进行优化，IEEE标准委员会的发布了IEEE802.3bt标准。IEEE802.3bt标准进一步提升了供电能力，类型3可提供高达51W的供电功率，类型4可提供高达71.3W的供电功率。止匕外，

14、还包括对2.5GBASE-T、5GBASE-T和10GBASE-T的支持，扩大了高性能无线接入点和监控摄像头等应用程序的使用。一般将正EE802.3af标准对应的供电技术称为PoE供电，将IEEE802.3at标准对应的供电技术称为PoE+供电,将IEEE802.3bt标准对应的供电技术称为PoE+供电，也称为4PPoEo三种供电技术对应的参数如下图所示。供电技术PoEPoE+PoE+供电标准IEEE802.BafIEEE802.3atIEEE802.3bt供电距离100*100米分级0-30-40-8最大电流350mA600mA1730mAPSE输出电压44VDC57VDC44VDC-57V

15、DC44VDC57VDC(Type3PSE)52VDC-S7VDC(Type4PSE)PSE输出功率415400mWM30000mW60000mW(Type3PSE)90000mW(Type4PSE)PD移入电压36VDC-57VDC425VDC-57VDC39.9VDG57VDCPD最大功率12950mW25500mW51000mW(Type3PSE)71300mW(Type4PSE)线线要求无要求cat5E及以上规格的网线cat5E及以上.规格的网线供电线缆对2第4二二弱宅三PoE供电技术参数对比有哪些设备可以支持PoE供电PoE供电设备非常普遍，例如华为S系列园区交换机、无线接入控制器AC和AR接入路由器都有款型可以支持PoE供电，设备是否可以支持PoE供电