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标准:ethernet:poe:start

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标准:ethernet:poe:start [2024/12/06 08:33] – [检测(Detection)] hwwiki标准:ethernet:poe:start [2024/12/15 10:44] (当前版本) – [标准PSE、单片机PSE和非标准PSE的差异] hwwiki
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 802.3 bt则参考[[标准:ethernet:start#常用标准|802.3]]第145章“Power over Ethernet”。 802.3 bt则参考[[标准:ethernet:start#常用标准|802.3]]第145章“Power over Ethernet”。
 +
  
 =====版本差异===== =====版本差异=====
  
-PoE各版本的差异见如下两张表，分别按Class、和Type进行区分。+PoE各版本的差异见如下表，分别按Class、和Type进行区分，后面发布的版本完全兼容前面的版本，如Type 4完全兼容Type 1~3，Class 7和Class8是只有Type 4才支持的新Class 。 
 + 
 +|  802.3  |  Type  |  Class  |  Cable  |  PSE  |||||||  PD  |||| 
 +|:::|:::|:::|  Pairs  |  Minimum\\ Voltage/V  |  Pclass/W  |  Ppeak/W  |  Ilim_min\\ mA/pairset  |  Hardware\\ classification   |  Autoclass  |  Short MPS  |  Minimum\\ Voltage/V  |  Pclass_pd\\ /W  |  Ppeak_pd \\ /W  |  Autoclass  | 
 +|  802.3af\\ PoE  |  Type 1  |  Class 1  |  Type 1/2: 2\\ Type 3/4: 2 or 4  |  44  |  4  |  5.3  |  400  |  optional  |  No  |  No  |  42.8  |  3.84  |  5  |  No  | 
 +|:::|:::|  Class 2  |:::|  44  |  7  |  9.2  |  400  |:::|:::|:::|  42  |  6.49  |  8.36  |:::| 
 +|:::|:::|  Class 3  |:::|  44  |  15.4  |  17.6  |  400  |:::|:::|:::|  39.9  |  13  |  14.4  |:::| 
 +|  802.3at\\ PoE+  |  Type 2  |  Class 4  |:::|  50  |  30  |  34.1  |  684  |:::|:::|:::|  42.5  |  25.5  |  28.3  |:::| 
 +|  802.3bt\\ PoE++  |  Type 3  |  Class 5  |  4  |  50  |  45  |  47.7  |  580  |  Yes  |  optional  |  Yes  |  44.3  |  40  |  42  |  optional  | 
 +|:::|:::|  Class 6  |:::|  50  |  60  |  63.7  |  720  |:::|:::|:::|  42.5  |  51  |  53.5  |:::| 
 +|  802.3bt\\ PoE++  |  Type 4  |  Class 7  |:::|  52  |  75  |  79.8  |  850  |:::|:::|:::|  42.9  |  62  |  65.1  |:::| 
 +|:::|:::|  Class 8  |:::|  52  |  90  |  96.3  |  1005  |:::|:::|:::|  41.1  |  71.3  |  74.9  |:::| 
 + 
 +备注： 
 +  - Pclass: The steady-state continuous or average power required by the PD translated to the PSE interface  
 +  - Ppeak: The sporadic and transient (< 50msec) peak power required by a PD also translated to the PSE interface  
 +  - Ilim_min: The maximum current a PSE should tolerate over a short transient (< 10msec) interval 
 +  - Pclass_pd: The steady-state continuous or average power required by the PD 
 +  - Ppeak_pd: The sporadic and transient (< 50msec) peak power required by a PD  
 + 
 +对于802.3bt dual-signature单独列表如下：
  
-|  802.3  |  Type  |  Class  |  Cable  |  PSE  ||||  PD  |||| +|  802.3bt\\ dual-signature  |  Type  |  Class  |  Cable  |  PSE  ||||  PD  ||| 
-|:::|:::|:::|  Pairs  |  Min Power/W  |  Hardware\\ classification   |  Autoclass  |  Short MPS  |  Max Power/W  |  Autoclass  |  dual-signature\\ 802.3 bt\\ (PAIRSET)\\ Max Power/W  || +|:::|:::|:::|  \\ Pairs  |  Minimum\\ Voltage/V  |  Pclass\\ W/pairset\\   |  Ppeak\\ W/pairset  |  Ilim_min  |  Minimum\\ Voltage/V  |  Pclass_pd\\ W/pairset  |  Ppeak_pd \\ W/pairset  | 
-|  802.3af\\ PoE  |  Type 1  |  Class 1  |  Type 1/2: 2\\ Type 3/4: 2 or 4  |  4  |  optional  |  No  |  No  |  3.84  |  No  |  Type 3  |  3.84  | +|:::|  Type 3  |  Class 1  |  4  |  50  |  3.9  |  5.1  |  400  |  42.8  |  3.84  |  5  | 
-|:::|:::|  Class 2  |:::|  7  |:::|:::|:::|  6.49  |:::|:::|  6.49  | +|:::|:::|  Class 2  |  4  |  50  |  6.6  |  8.5  |  400  |  42  |  6.49  |  8.36  | 
-|:::|:::|  Class 3  |:::|  15.4  |:::|:::|:::|  13  |:::|:::|  13  | +|:::|:::|  Class 3  |  4  |  50  |  13.5  |  15  |  400  |  39.9  |  13  |  14.4  | 
-|  802.3at\\ PoE+  |  Type 2  |  Class 4  |:::|  30  |:::|:::|:::|  25.5  |:::|:::|  25.5  | +|:::|:::|  Class 4  |  4  |  50  |  30  |  34.1  |  684  |  42.5  |  25.5  |  28.3  | 
-|  802.3bt\\ PoE++  |  Type 3  |  Class 5  |  4  |  45  |  Yes  |  optional  |  Yes  |  40  |  optional  |  Type 4  |  35.6  | +|:::|  Type 4  |  Class 5  |  4  |  52  |  45  |  48.1  |  990  |  41.1  |  35.6  |  37.4  |
-|:::|:::|  Class 6  |:::|  60  |:::|:::|:::|  51  |:::|  -  || +
-|  802.3bt\\ PoE++  |  Type 4  |  Class 7  |:::|  75  |:::|:::|:::|  62  |:::|:::|:::| +
-|:::|:::|  Class 8  |:::|  90  |:::|:::|:::|  71.3  |:::|:::|:::| +
-|  备注：后面发布的版本完全兼容前面的版本，如Type 4完全兼容Type 1~3，Class 7和Class8是只有Type 4才支持的新Class  ||||||||||||+
  
 +按Type进行对比，列表如下：
  
 |  802.3  |  Type  |  Cable  |||  PSE  ||||  PD  || |  802.3  |  Type  |  Cable  |||  PSE  ||||  PD  ||
行 33: 行 51:
 |  802.3at\\ PoE+  |  Type 2  |  0.6A  |  12.5Ω  |  Cat5  |  50-57V  |  30  |  4  |     |  42.5-57V  |  25.5  | |  802.3at\\ PoE+  |  Type 2  |  0.6A  |  12.5Ω  |  Cat5  |  50-57V  |  30  |  4  |     |  42.5-57V  |  25.5  |
 |  802.3bt\\ PoE++  |  Type 3  |  0.6A  |:::|  Cat5e  |:::|  60  |  1  |  6  |:::|  51  | |  802.3bt\\ PoE++  |  Type 3  |  0.6A  |:::|  Cat5e  |:::|  60  |  1  |  6  |:::|  51  |
-|  802.3bt\\ PoE++  |  Type 4  |  2 pairs: 0.6A\\ 4 pairs: 0.96A  |:::|:::|  53-57V  |  90  |  7  |  3  |  41.1-57V  |  71.3  |+|  802.3bt\\ PoE++  |  Type 4  |  2 pairs: 0.6A\\ 4 pairs: 0.96A  |:::|:::|  52-57V  |  90  |  7  |  3  |  41.1-57V  |  71.3  |
  
  
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 ==== 分类(Classification) ==== ==== 分类(Classification) ====
 +
 +检测完成，给PD上电之前，PSE和PD之间协商确定能给PD分配多大的功率，按不同的类别分配对应的功率，即分类（对应[[标准:ethernet:poe:start#版本差异|PoE版本差异]]列表中的class x）。
 +
 +分类有两种，物理层分类（Physical Layer classification）、数据连接层分类（Data Link Layer classification）。
 +
 +特别提下，对于不支持分类的伪PD设备，其会被分类为class 0，对应class3的最大功率13W。
 +
 +分类完成后，可以根据class，pse的Duration first class event来获知PD和PSE对应的Type，详见下面两张表。
 +
 +|  Requested Class   |  PD Type  |
 +|  0  |  Type 1  |
 +|  1,2,or 3  |  Type 1 or Type 3  |
 +|  4  |  Type 2 or Type 3  |
 +|  5 or 6  |  Type 3  |
 +|  7 or 8  |  Type 4  |
 +
 +|  Duration first class event  |  Assigned Class  |  PSE Type  |
 +|  short(≤75 ms)  |  1 - 3  |  Type 1 or Type 2  |
 +|:::|  4  |  Type 2  |
 +|  long(≥88ms)  |  1 - 6  |  Type 3 or Type 4  |
 +|:::|  7 - 8  |  Type 4  |
 +
 +
  
 === 物理层分类（Physical Layer classification） === === 物理层分类（Physical Layer classification） ===
  
 +物理层分类，包含一系列分类事件（class event），PSE给PD加电压（15.5~20.5V），PD以预先设定的电流来回应。
 +
 +下图为Type 2和Type 3/4物理层分类时序图，不同的Type其class event数不同：
 +
 +{{:标准:ethernet:poe:type_2_physical_layer_classification_timing_diagram.png?800|}}
 +
 +{{:标准:ethernet:poe:type_3_and_type_4_physical_layer_classification_timing_diagram.png?800|}}
 +
 +PSE Type 、PD class 与 class event、pd电流关系见下表：
 +
 +|  PSE Type  |  Type 4  |||||
 +|:::|  Type 3  ||||     |
 +|:::|  Type 2  ||     |     |     |
 +|:::|  Type 1  |     |     |     |     |
 +|  PD Class   |  Events 1  |  Events 2   |  Events 3  |  Events 4  |  Events 5  |
 +|  Class 1  |  10.5 mA  ||  10.5 mA  |||
 +|  Class 2  |  18.5 mA  ||  18.5 mA  |||
 +|  Class 3  |  28.0 mA  ||  28.0 mA  |||
 +|  Class 4  |  40.0 mA  ||  40.0 mA  |||
 +|  Class 5  |  40.0 mA  ||  2.5 mA  |||
 +|  Class 6  |  40.0 mA  ||  10.5 mA  |||
 +|  Class 7  |  40.0 mA  ||  18.5 mA  |||
 +|  Class 8  |  40.0 mA  ||  28.0 mA  |||
 +|  Class 1(Dual)  |  10.5 mA  ||  2.5 mA  |||
 +|  Class 2(Dual)  |  18.5 mA  ||  2.5 mA  |||
 +|  Class 3(Dual)  |  28.0 mA  ||  2.5 mA  |||
 +|  Class 4(Dual)  |  40.0 mA  ||  2.5 mA  |||
 +|  Class 5(Dual)  |  40.0 mA  ||  28.0 mA  |||
 +
 +
 +== 自动分类（Autoclass） ==
 +
 +对于Type 3和Type 4, 物理层分类还有个附加的可选分类“自动分类（Autoclass）”，PSE通过测量PD的实际功率，来对PD进行更精确的供电，避免预留的功率偏大。PSE和PD均需要支持Autoclass才能进行此分类。
 +
 +Autoclass分类的申请是通过在第1分类事件期间的大约81ms之后将其给定（非零）类签名转换为零的类签名来实现的。PSE和PD的电压、电流波形如下图所示。
 +
 +{{:标准:ethernet:poe:autoclass_physical_layer_classification_timing_overview.png?800|}}
 +
 +在上电完成后，PD在特定时间内（开机后1.35S~3.65S）会将负载电流拉到最大并持续一段时间（即对于超过3.65s才进入最大功耗的PD不适合），PSE同步测量这个负载电流，按照测量到的电流，PSE给PD供电。自动分类的拉载过程如下图所示。
 +
 +{{:标准:ethernet:poe:autoclass_pse_power_measurement_and_pd_maximum_power_draw_timing.png?800|}}
 +
 +
 +=== 数据链路层分类（Data Link Layer classification） ===
 +
 +PD上电之后，PSE和PD之间还可以通过连接网络的数据链路层分类，协商供电的功率。
 +
 +Class 4~8的PD设备要求支持此功能，对于PSE来说则都是可选的。
 +
 +具体的一个协商示例见下图：
 +
 +{{:标准:ethernet:poe:poe_lldp_dialog_negotiation.png?600|}}
 +
 +
 +
 +
 +
 +
 +
 +
 +==== 上电 ====
 +
 +分类完成，PSE输出给PD开始上电到稳态，这个过程有inrush（输入浪涌）的要求。
 +
 +对于PSE，输出电压大于30V的情况下，Iinrush电流要求见下图。
 +
 +{{:标准:ethernet:poe:pse_total_inrush_current.png?800|}}
 +
 +对于PD，要求如下图，Iinrush_PD (single-signature 400 mA for class1~6 or 800 mA for class 7~8)。
 +
 +{{:标准:ethernet:poe:pd_inrush_time_phases.png?800|}}
 +
 +==== 供电 ====
 +
 +PD的要求见下图，如果不满足要求，则PSE停止供电。
 +
 +  - 1s内的平均功率不超过PClass_PD or PDMaxPowerValue or PAutoclass_PD。
 +  - 1s内超过PClass_PD的持续时间不大于50ms
 +{{:标准:ethernet:poe:pd_input_average_power_and_peak_power.png?800|}}
 +
 +对于PSE，电流模版如下，既要能提供lower bound template的电流，也不能超过upper bound template电流。
 +
 +Type 1/2:
 +
 +{{:标准:ethernet:poe:power_on_state_pi_operating_current_templates.png?800|}}
 +
 +Type 3:
 +
 +{{:标准:ethernet:poe:power_on_states_per_pairset_operating_current_template_for_type_3_pses.png?800|}}
 +
 +Type 4:
 +
 +{{:标准:ethernet:poe:power_on_states_per_pairset_operating_current_template_for_type_4_pses.png?800|}}
 +
 +
 +==== 下电 ====
 +
 +当PD设备断开后，PSE需要立即停止供电，并回到检测的状态。时序图如下：
  
-=== 数据连接层分类（Data Link Layer classification） ===+{{:标准:ethernet:poe:802.3_poe_disconnect_power-down.png?600|}}
  
 +Maintain Power Signature (MPS)是判断PD是否断开的一个机制，其PD设备未断开的要求如下，详见下图：
 +  * 对于Type 1/2，每隔250ms至少有75ms时间DC电流不小于10mA，且AC电流不小于2.16mA。
 +  * 对于Type 3，每隔310ms至少有7ms时间DC电流不小于16mA，对AC电流无要求。
 +  * 对于Type 4，每隔310ms至少有7ms时间DC电流不小于16mA，对AC电流无要求。
  
-=== 自动分类（Autoclass） ===+{{:标准:ethernet:poe:pd_mps_requirements.png?800|}}
  
 =====标准PSE、单片机PSE和非标准PSE的差异===== =====标准PSE、单片机PSE和非标准PSE的差异=====
  
-标准PSE包括了完整的检测、分类、上下电控制等，单片机PSE有检测的步骤，按标准检测到PD设备后直接供电，而非标准PSE，则无任何步骤，直接就是固定电压的输出，非标准PSE（通常也叫非标PoE）其固定电压一般为24V、48V。标准PSE、单片机PSE和非标准PSE的区分可以通过万用表或示波器测量输出电压区分。详见链接：[[https://zhuanlan.zhihu.com/p/356320922|知乎：标准PoE是如何供电的？怎样识别单片机和非标PoE交换机？]]+标准PSE包括了完整的检测、分类、上下电控制等，单片机PSE有检测的步骤，按标准检测到PD设备后直接供电，而非标准PSE，则无任何步骤，直接就是固定电压的输出，非标准PSE（通常也叫非标PoE）其固定电压一般为24V、48V。标准PSE、单片机PSE和非标准PSE的区分可以通过万用表或示波器测量输出电压区分。 
 + 
 +详见链接：[[https://zhuanlan.zhihu.com/p/356320922|知乎：标准PoE是如何供电的？怎样识别单片机和非标PoE交换机？]]
  
  
行 126: 行 271:
 =====参考文献===== =====参考文献=====
  
-{{ :标准:ethernet:poe:ieee-802.3-poe-technology-overview-sifos-technologies.pdf |Sifos Technologies: IEEE 802.3 PoE Technology Overview}} +  - {{ :标准:ethernet:poe:ieee-802.3-poe-technology-overview-sifos-technologies.pdf |Sifos Technologies: IEEE 802.3 PoE Technology Overview}} 
- +  - {{ :标准:ethernet:poe:poe_feature_overview_guide.pdf |Allied Telesis: Power Over Ethernet (PoE, PoE+, and PoE++) Feature Overview and Configuration Guide}} 
-{{ :标准:ethernet:poe:poe_feature_overview_guide.pdf |Allied Telesis: Power Over Ethernet (PoE, PoE+, and PoE++) +  - {{ :标准:ethernet:poe:wp_ea_overview8023bt_final.pdf |ethernet alliance: Overview of 802.3bt Power over Ethernet standard}}
- Feature Overview and Configuration Guide}} +
- +
-{{ :标准:ethernet:poe:wp_ea_overview8023bt_final.pdf |ethernet alliance: Overview of 802.3bt - Power over Ethernet standard}} +
  
标准/ethernet/poe/start.1733445197.txt.gz · 最后更改: 2024/12/06 08:33 由 hwwiki