关于PoE - PD的作用介绍和应用

PoE是什么呢？

PoE（Power over Ethernet）供电技术，是在现有的以太网布线基础架构，在不做任何改动的情况下，借助一根常规以太网线缆在传输数据的同时并可以供应电力，可以保证该线缆在为以太网设备如IP电话机、无线AP、网络摄像机传输数据信号的同时，还能为这些设备提供直流供电的技术。

PoE系统包括两部分，供电设备（PSE）和受电设备（PD），PoE供电过程需PD跟PSE通过沟通握手成功后，PSE才能会给设备供48V的直流电。

图1: PoE系统构成

PD是怎样跟PSE握手的呢？

PSE跟PD握手分为2个阶段：信号检测阶段，分级阶段。

图2: PoE处理期间的PSE信号 (IEEE 802.3af)

1信号检测阶段（Detection）

PSE给PD供电前，需要先检测是否有受电设备存在，以免将造成48V电源损坏非标准PD设备。PSE会用2.7V~10.1V的检测电压去检测电源输出线对之间的特征阻抗，来判断受电设备是否为标准的PD设备。IEEE802.3标准定义PD存在的特征为:

a. 直流阻抗在19K～26.5Kohm之间；

b. 容值不超过150nF。

2分级阶段（Classification）

一旦检测到是标准PD设备，PSE需要判断该PD设备的用电量，便于系统对电源进行管理。PSE 给出一个14.5V -- 20.5V的探测电压来检测PD设备的功率级别。PD通过从母线上拉一个恒定电流（分级特征信号）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电流必须限制到100mA，以避免损坏PD，而且它的连接时间不能超过75ms，以对PD功耗加以控制。

成功检测和分级后，PSE才会向PD正式供电。

PoE供电标准是什么？

IEEE 在2003年制定了IEEE802.3af PoE 供电标准，IEEE802.3af规定PSE最大的输出功率是15.4W，PD端最大的功率是12.95W。但随着PD设备功能多样化，13W 的供电功率已不能满足需求，IEEE委员会在2009年制定了IEEE802.3at标准，将PSE和PD的输出供电能力扩大到约2倍。

不过近两年来智能时代的来临，AI技术的火热，越来越多需要PoE供电设备的功率已经超过25W，IEEE802.bt的更大功率的Po供电需求被提出，也让我们拭目以待正式IEEE802.3bt的新标准的发布。

表格1： 三种标准的协议对比

类别	802.3af (PoE)	802.3at (PoE +)	802.3bt (PoE ++) (Draft）
分级	0~3	0~4	0~8
PSE输出电压	44～57V DC	50～57V DC	50~57V DC Type 3 52~57V DC Type 4
PSE输出功率	<=15.4W	<=30W	60W Type 3 90W Type 4
PD输入电压	36~57V	42.5~57V	-
PD设备功率	<=12.95W	<=25.5W	51W Type 3 71W Type 4
最大电流	350mA	600mA	600mA Type 3 960mA Type4
缆线	Unstructured	CAT-5 or better	Cat5e
对线数	2	2	2 pairs class 0–4 4 pairs class 0–4 4 pairs class 5–6 4 pairs class 7–8

PoE供电有哪些鲜明特点呢？

节省成本：PoE 无需进行独立的数据和电源基建安装，故可节省时间和金钱。

简易性：电源与以太网基建完全整合，因此在不方便提供电源的地方供电时变得更简易。

安全性：通过PoE供电，前端没有强电，系统的安全性好，不会因为电源问题发生事故。

PoE可以应用在哪些地方？

互联网设备的普及，AI技术也越来越成熟，越来越多的设备会跟互联网产生交互，平常接触比较多的像 IP phone, 网络摄像机（IPC）, 智能门禁系统等都已经采用了PoE供电。相信不久的将来与我们生活息息相关的设备都有可能会采用PoE的供电，PoE供电将在我们的工作生活中随处可见。

重点

想知道MPS公司可以提供哪些PoE的PD应用方案吗？

MPS公司开发了一系列的PoE PD产品，包括PD af/at的协议芯片（MPS也正在积极研发PD BT的协议芯片），集成的PD DCDC的芯片，以及单独的DCDC方案。

下图展示了MPS公司的一些PoE PD系列产品：

按照功能总结下来我们主要的PD芯片，如下表：

	MPS公司产品
料号	MP8001	MP8003A	MP8007	MP8008
IEEE802.3af协议	Yes	No	Yes	No
IEEE802.3at协议	No	Yes	No	Yes
PD+PSR flyback+mosfet	No	No	Yes	No
PD+SSR flyback	No	No	No	Yes

在我们PD众多成员中，有一颗PoE PD的大神，那就是我们高颜值且肌肉发达的产品MP8007，如下美图：