摘要：IEEE 802.3af规范定义了一种允许通过以太网线缆输送DC电源的方法。首先简要介绍以太网供电系统的构成，详细介绍以太网供电设备及其功能。然后，阐述受电设备及其特性，给出一些可用的芯片供设计时参考。

关键词：以太网供电 IEEE802.3af 供电设备 受电设备

引 言

　　1999年，通过以太网电缆提供电源已经不是什么新理念。在2003年6月IEEE最终批准了802.3af标准。该标准定义了一种允许通过以太网在传输数据的同时输送DC电源的方法。它能安全、可靠地将以太网供电(PoE，Power over Ethernet)技术引入现有的网络基础设施中，并且和原有的网络设备相兼容；它最大能提供大约13W的功率。这样小型网络设备就可通过以太网连接供电而无需使用墙上的AC电源插座，从而大大简化了布线，降低了网络基础设施的建设成本。另外，通过UPS备份的局域网供电，还可以使网络设备免受电网掉电的影响，像传统电话那样，在停电的时候仍然可以运转。

1 PoE系统的构成

　　在PoE系统中，提供电源的设备被称为供电设备PSE(Power Sourcing Equipment)，而使用电源的设备称为受电设备PD(Powered Device)。PSE负责将电源注入以太网线，并实施功率的规划和管理。可以采用两种类型的PSE：一种为“Endpoint PSE”，另一种为“Mid-span PSE”。Endpoint PSE就是支持PoE的以太网交换机、路由器、集线器或其它网络交换设备。mid-span PSE是用来将以太网供电功能添加到现有网络的一种设备。它专门用于电源管理，并通常和交换机放在一起，和交换机一样也有多路输入输出RJ-45端口，对应每路的两个RJ-45插孔，一个用短线连接至不具有以太网供电功能的网络交换设备，作为数据输入口；而另一个连接到支持802.3af供电的远端用电设备(PD)，作为数据/电源双用的RJ-45输出口。mid-span设备通常通过未使用的4/5和7/8线对来承载供电，剩下的部分预留给数据传输。电源在机箱内被注入网线而信号未作任何调整。PD则有多种形式，如IP电话机、网络摄影机、无线桥接器、收银机、安全存取与监测系统等。实际上，任何需要数据连接并能在13W或更低功率下工作的设备都可无需AC电源或电池供电，仅从RJ-45插座就能够得到相应的电力。图1给出了采用Mid-span的PoE系统工作示意。
　　　　　　
2 供电设备PSE

　　PSE负责PoE系统的电源管理。它连续监视网络上PD设备的连接状况，并根据PD的功率要求，将适当的电力通过五类电缆中的信号线对(Endpoint PSE)或备用线对(Mid-span PSE)输送到PD，并在PD下线时切断电源。

　　Endpoint PSEs 支持10BASE-T、100BASE-TX 和1000BASE-T网络。Endpoint的PoE系统中的PSE可以在信号线对之间或备用线对之间(但不是两者同时)提供标称48V的DC电源。其中在信号线对之间传输电力时，48V电源通过向耦合变压器的中间抽头供电以共模方式施加在双绞线上，如图2所示，对于差分数据信号没有影响，并且由于耦合变压器的隔离，也不会对数据收发器产生影响。Mid-span PSEs只支持10BASE-T和100BASE-TX网络，而对1000BASE-T网络的支持802.3af标准目前还未定义。Mid-span PSE在备用线对之间提供48V的DC电源。Mid-span PSE较Endpoint PSE需要额外的线缆，占用了更多的空间，并增加了系统成本。
　　
　　在允许PSE向线路供电之前，它必须用一个有限功率的测试源来检查特征电阻，以避免将48V电源加给非兼容PoE的网络设备，对其造成危害。在加电之前，PSE首先用2.8V~10V的探测电压去侦测是否有PD接入。具体实施时，是将2.8V~10V之间的两个电压(间隔在1V或以上)送到网络链路，然后根据得到的两个不同的电流值再作运算(ΔV/ΔI )。为了便于PSE识别，IEEE802.3af对于PD在侦测过程中的表现(特征)作了规定，如表1所列。
　　　　　　　　
　　一旦侦测到有效的PD，PSE需要了解PD的用电量，便于系统对电源的管理。这个过程称为PD分级(IEEE标准规定此过程是可选的)。这一阶段，PSE利用一个 15.5V~20.5V的探测电压来检测PD的功率级别。通过从线上吸收一个恒定电流——分级特征信号，PD向PSE表明自己所需的最大功率。PSE测量这个电流，以确定PD属于哪个功率级别。分级期间使用的PSE电压源必须限制到100mA，以避免损坏失效的PD，而且它的连接时间不能超过75ms，以对PD功耗加以控制。表2列出了分级情况及其恒流特征。
　　　　　　　　
　　成功侦测和分级后，PSE就可向PD供电了。供电期间，PSE还要对每个端口的供电情况进行监视，提供欠压和过流保护。

　　PSE不能向非PD设备传输电力，同样PSE也不能在PD已经断