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POE供电标准之802.3af、802.3at、802.3bt解析

讲讲PoE系统和802.3af（PoE）、802.3at（PoE+）、802.3bt（PoE++）三种标准。（来源深信服官网）


PoE的系统构成及供电特性参数一个完整的PoE系统包括供电端设备(PSE,PowerSourcingEquipment)和受电端设备(PD,PowerDevice)两部分。


POE交换机就是PSE设备，无线AP或者物联网LoRa网关就是PD设备。两者基于IEEE802.3af标准建立有关受电端设备PD的连接情况、设备类型、功耗级别等方面的信息联系，并以此为根据PSE通过以太网向PD供电。


1.png


标准的五类网线有四对双绞线，IEEE802.3af允许两种线序供电方法：一种是在4、5、7、8线对上传输电流，并且规定，4、5为正极，7、8为负极。另一种供电是在1、2、3、6线上传输电源，极性较为任意，1、2为正极，3、6为负极或是1、2为负极，3、6为正极。POE交换机采用第二种供电线序，无线AP或者物联网LoRa网关两种供电线序都支持。


IEEE802.3af的工作过程：

  1. 检测：一开始PSE在为受电设备供电前，先输出一个低电压检测受电设备（PD）是否符合IEEE802.3af标准。

  2. 分级：当PSE检测到符合要求后，会将输出电压进一步提高，来对受电设备进行分级，如果受电设备此时没有回应分级确认电流，PSE默认将受电设备规为0级，为其提供15.4W的输出功率。

  3. 供电：经过确认分级后，PSE会向受电设备输出48V的直流电，并确认受电设备不超过15.4W的功率要求。

  4. 维护：更新实时功率，进行断路检测和单端口过载检测，当受电设备超载或短路后，PSE停止为其供电，再次进入检测阶段。


2.png


IEEE802.3af主要供电参数：

直流电压在44～57V之间，典型值为48V。典型工作电流为10～350mA，典型的输出功率：15.4W。超载检测电流为350～500mA。在空载条件下，最大需要电流为5mA。为PD设备提供3.84～12.95W四个Class等级的电功率请求。


IEEE802.3af的分级参数：

  • Class0设备需要的最高工作功率为0~12.95W；

  • Class1设备需要的最高工作功率为0~3.84W；

  • Class2设备需要的工作功率介于3.85W~6.49W；

  • Class3设备的功率范围则介于6.5～12.95W。


为什么会有IEEE802.3at标准？

由于IEEE802.3af标准使受电设备(PD)上的PoE功耗被限制为12.95W，这就限制了以太网电缆供电的应用范围。为了克服PoE对功率预算的限制，推出新标准：IEEE802.3at（也称为PoE+），它将功率要求高于12.95W的设备定义为Class4,可将功率水平扩展到25W或更高。


IEEE802.3at与802.3af相比，802.3at可输出2倍以上的电力，每个端口的输出功率可在30W以上。受电设备PD可以最大到29.95W，PSE将为其提供30W以上的直流电源。PD以Class4分级的电流响应，告诉PSE是否能够为其提供802.3at规定的较高功率。


IEEE802.3at(PoE+)主要供电参数：

直流电压在50～57V之间，典型值为50V。典型工作电流为10～600mA，典型的输出功率：30W。受电设备PD支持Class4的分级。


IEEE802.3bt(PoE++)：

802.3bt规范引入了四种新的高功率PD分级(Class)，从而使单特征类别的总数达到9个。Class5~8对于PoE标准而言是新的，并转化为40.0W至71W的PD功率水平。


分级
PD可用功率
013W
13.84W
26.49W
313W
425.5W
540W
651W
762W
8
71W


802.3bt可向后兼容802.3at和802.3af。一个较低功率802.3at或802.3af的PD可连接至一个较高功率802.3bt的PSE，不会出现任何问题。而当一个较高功率802.3bt的PD连接至一个较低功率802.3at或802.3af的PSE，PD只需能够工作在各自的较低功率状态即可，这被称为“降级”。


各类网线支持的PoE协议：


PoEPoE+PoE++
CAT 5E✔✔
CAT 6✔✔
CAT 6A UTP✔✔
CAT 6A FTP✔✔
CAT 7  S/FTP✔✔✔
CAT 7A  S/FTP✔✔✔
CAT 8.2  S/FTP✔✔✔


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