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1、以太网供电技术及对工业控制网络的影响一80一仪表技术2005年第5期以太网供电技术及对工业控制网络的影响王双庆,邢建春,王平(解放军理工大学微机测控技术研究所,江苏南京210007)摘要:介绍IEEE802.3af标准(以太网供电标准),阐述其对工业控制领域的影响.关键词:工业以太网;以太网供电;IEEE802.3af标准中图分类号:TM933文献标识码:B文章编号:1006—2394(2005)05—0080—02TechnologyofPowerOverEthernetandtheInfluence
2、inIndustrialControlFieldsWANGShuang-qing,XINGJian-chun,WANGPing(ResearchInstituteofControlandMeasurement,PLAUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210007,China)Abstract:TheIEEE802.3afstandardwasdescribedindetail.Theinfluenceofthestandardinindustrialcont
3、rolfieldswasilluminatedKeywords:industrialethernet;poweroverethernet(PoE);IEEE802-3afstandard1IEEE802.3af标准概述以太网供电(PoE,PoweroverEthernet)即IEEE802.3af标准于2003年6月由IEEE批准.该标准对路由器,交换机和集线器等网络设备通过以太网电缆向IP电话,网络摄像机以及无线LAN接入点等设备提供电源的方式进行了规定.IEEE802.3af标准利用普遍存在的通用以
4、太网络,在传送数据包的同时完成直流电源的输送工作.该标准是第一个通用电源插口或插座定义在全球范围使用的实例.在PoE系统中,通过以太网接口接受电源的客户端设备叫做受电设备(PD),为PD提供电源的设备叫供电设备(PSE).PD的功率限制在12.95W,PSE输出限制为每个RJ-45端口15.4W.在以太网连接电缆和物理层设备(PHY)变压器保持良好平衡的情况下,每个PD最多可以获取350mA的连续电流.PD中包含了能够接受电源的以太网接口电路和一个DC/DC转换器.PSE一般是集线器,交换机或者路由器等
5、,PD则有多种形式,如数字IP电话,无线网络接入点,网络摄像机,PDA或笔记本电脑适配器,移动电话充电器及HVAC温度自动调节器等等.实际上,任何需要网络连接并能在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RJ45插座就能够得到相应的电力.IEEE标准为PD和PSE规定了不同的功率额定值.考虑到以太网传输线的电压降(较长链路上电压降更明显),PSE的输出电压要高于标称的48VDC,以使PD获得最大功率.因此以太网上看到高于48VDC(如57VDC)属于正常现象.多数PoE网络可以采用端
6、点(endpoint)或中跨式(midspan)PSE实现.端点PSE在单个设备里集成了以太网交换机和电源.这种PSE提供了实现PoE网络的最简单的方法,很适合部署新的基础网络.该种方式的连接使用见图1所示.信号电源共用线对图1端点PSE和PD设备连接图中跨式PSE可通过CAT-5电缆中的"空闲线对"提供电源,如果只有几个以太网设备需要供电,这是一个最简单且廉价的方法,例如4到24端口的局域网.中跨式PSE适用于现有以太网的升级.对于现有的大规模多端口网络,也可以使用该方式分期分批地实现网络供电.其与端
7、点PSE的不同在于其供电使用的线对不同——端点PSE的电源可以与信号线共用,也可单独使用空闲线对,而中跨式PSE只能使用空闲线对提供电源.一般来讲,一个PSE至少能够通过以太网的信号线对或者空闲线对供电,但不必两者都提供.图2所示为中跨式PSE与PD设备的连接图.交换机/路由器收稿日期:2005—06作者简介:王双庆(1976一),男,讲师,主要从事电力系统的研究.空闲线对不使用五类线五类线信号线对/(无电源中跨PSEPDIP电话,手持电脑本地干空闲线对提供电源图2中跨PSE和PD设备连接图不再需要本
8、地电源2005年第5期仪表技术一81一千兆以太网可以使用端点PSE,但不能使用中跨式PSE.因为千兆以太网使用CAT一5(或者CAT一5e,cAT)电缆中的所有4对线用于数据传输.而10BASE—T和100BASE—TX只使用2对线传输数据(线对1—2和3—6),留下的空闲线对(4—5和7—8)可以引入中跨式电源.IEEE802.3af标准还在不断地完善.例如端口供电功率问题,市场需求需要而且最终也会出现供电功率增至30W的新规格.另外,标
