POE供电网络设计
理论基础
POE(Power over Ethernet ) 供电流程
供电设备 (PSE) 受电设备 (PD)
IEEE802.3af 和 IEEE802.3at 标准允许 PoE 有两种 2 线对的供电方案，如下所述：
- Alternative A (Mid-Span): 利用信号线 (1,2,3,6) 同时传递数据信号和 48V 电源；
- Alternative B (End-Span): 利用空闲线 (4,5,7,8) 传递 48V 电源。
IEEE 802.3bt
对 2 线或 4 线对电源而言，任何超过 30W 的电源均由 4 线对供电。
标准 PoE 供电流程
为标准 PoE 设备供电之前有三个阶段：检测、分类和启动。
阶段1: 检测
PSE 提供两组 2.7V 至 10.1V 的电压，并通过测得的电流来判断 PD 的特征阻抗 (RDET) 是否在协议范围内。 如果 RDET 在协议标准范围内，则认为该设备支持 PoE 供电，可以进入下一阶段（见图 4）。
阶段2: 分类
第二个阶段用于决定 PD 设备的功率级别。PSE 向 PD 施加 14.5V 至 20.5V 的电压，并利用获得的电流反馈对PD设备的功率等级进行分类。Class 0、Class 1、Class 2 和 Class 3 在启动供电过程之前仅检测一组电压的功率级别。Class 4 在启动后续供电过程之前需确定两组电压的功率级别。
图5: PD 设备功率级别的分类过程
阶段3: 启动
第三个阶段用于给 VDD 和 RTN 之间的电容充电。由于协议已规定了启动时的最大允许浪涌电流，因此 RTN 和 VSS 之间的 MOSFET （通路开关）电流可以实现软启动。从 RTN 到 VSS 的通路开关在正常 PoE 供电时保持完全打开，直到 VDD 和 RTN 之间的电容充电至目标值。
图6: PoE 启动
IEEE 802.3 af/at/bt 握手协议比较
bt 和 at 协议的主要区别在分类阶段。bt 协议包括 8 个等级，因此该阶段需要多次分类过程以确定 PD 终端的功率级别。
在图 7 显示的电路图中，bt 协议有两级电阻，而 af/at 协议只有一级电阻。其他阶段也类似。
图7: af/at/bt 协议比较
