华为POE+技术白皮书.docx
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华为POE+技术白皮书.docx
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华为POE+技术白皮书
华为Sx700交换机
UPOE+技术白皮书
文档版本
01
发布日期
2016-02-27
华为技术有限公司
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类别
PoE
PoE+
UPOE+
标准
802.3af
802.3at
802.3bt(草案)
供电距离
100m
100m
100m
分级(Classification)
0~3
0~4
0~4
最大电流
350mA
720mA
960mA
PSE输出电压
44~57VDC
50~57VDC
50~57VDC
PSE输出功率
<=15.4W
<=30W
<=90W
PD输入电压
36~57VDC
42.5~57VDC
42.5~57VDC
PD最大功率
12.95W
25.5W
81.6W
线缆要求
Unstructured
CAT-5orbetter
CAT-5orbetter
供电线缆对数
2
2
4
1技术原理
1.1PoE设备供电方式
PoE供电系统包含两种设备PSE和PD。
PoE标准为使用以太网的传输电缆输送直流电到PoE兼容的设备定义了两种方法:
中间跨接法Midspan和末端跨接法Endpoint。
中间跨接法(Midspan):
PoE功能在交换机外,应用于普通交换机与网络终端设备之间,可以通过网线给网络终端设备供电。
MidspanPSE(中跨供电设备)是一个专门的电源管理设备,通常和交换机放在一起。
它对应每个端口有两个RJ45插孔,一个用短线连接至交换机,另一个连接远端设备。
末端跨接法(Endpoint):
PoE功能集成到交换机内,因而省去了需要设置独立输电的专用线和设备。
华为交换机支持PoE供电系统全部集成在设备的内部,属于末端跨接法Endpoint方式的PSE设备。
下面只介绍末端跨接法Endpoint方式供电。
标准的五类及以上类型网线有四对双绞线,IEEE802.3af标准定义了PI(PowerInterface:
PSE/PD与网线的接口)。
PI有两种方式AlternativeA(线对1、2和线对3、6)和AlternativeB(线对4、5和线对7、8)的供电模式。
PSE不允许同时应用以上两种情况,只能提供一种用法,但PD必须能够同时适应两种情况。
对于10BASE-T和100BASE-T,只用到其中的两对作为数据传输,即线对(1、2)和(3、6)为信号线,线对(4、5)和(7、8)为空闲线。
华为交换机只支持AlternativeA方式,即只支持信号线供电。
如图2-1所示,利用信号线(1,2,3,6)同时传递数据和电源。
应用信号线供电时,将DC电源加在传输变压器的中点,可以把线对(1、2)链接形成正(或负)极,把线对(3、6)链接形成负(或正)极。
传输数据所用的芯线上同时传输直流电,其输电采用与以太网数据信号不同的频率,不影响数据的传输。
图1-110BASE-T/100BASE-TX2对供电连线图
对于1000BASE-T和10GBASE-T,4个线对均传输数据,故无空闲线对,AlternativeA和AlternativeB均采用数据对供电。
华为交换机只支持AlternativeA方式,如图2-2所示,利用信号线(1,2,3,6)同时传递数据和电源。
图1-21000BASE-T/10GBASE-T2对供电连线图
在PoE和PoE+情况下,PSE采用两对线对提供15.4W和30W的功率输出。
UPOE+把单端口的4对线对都用来传输PoE功率,其中线对(1、2)和(3、6)和PoE/PoE+传输功率连线一致。
另外把线对(4、5)和(7、8)也用来传输功率,其中线对(4、5)接负极,线对(7、8)接正极,每两对线可提供45W功率,即线对(1、2)和(3、6)提供45W,线对(4、5)和(7、8)也提供45W,所以加起来PSE对外可以提供90W功率。
如图2-3为10BASE-T和100BASE-T情况下4对线对UPOE+供电的连线图,信号线对(1、2)和(3、6)对外提供45W功率,空闲线对(4、5)和(7、8)也提供45W功率,PD同时接受这四对线对的供电。
图1-310BASE-T/100BASE-TX4对供电连线图
如图2-4为1000BASE-T和10GBASE-T情况下4对线对UPOE+供电的连线图,线对(1、2)和(3、6)对外提供45W功率,线对(4、5)和(7、8)也提供45W功率,PD同时接受这四对线对的供电。
图1-41000BASE-T/10GBASE-T4对供电连线图
华为UPOE+交换机的2.5G电口支持UPOE+,对外提供90W的功率输出,采用4对线对来传输功率,线对(1、2)和(3、6)对外提供45W功率,线对(4、5)和(7、8)也提供45W功率,总共提供90W的功率输出。
如图2-5,UPOE+相对PoE/PoE+的功率示意图。
图1-5PoE/PoE+/UPOE+功率输出示意图
1.2PoE设备上电操作过程
PD设备在接入PSE系统时,其获取电源的流程如图2-6所示:
图1-1PoE设备上电过程
分阶段描述如下:
2Detection,PSE检测PD是否存在。
PSE通过在端口输出很小的电压来检测电源输出线对之间的阻容值来判断PD是否存在。
Detection阶段输出电压为2.8V~10V,电压极性与-48V输出一致。
只有检测到PD,PSE才会进行下一步的操作。
PD存在的特征:
●直流阻抗在19K~26.5Kohm之间;
●容值不超过150nF;
3Classification(可选),PSE确定PD功耗。
PSE通过检测电源输出电流来确定PD功率等级。
Classification阶段端口输出电压大小为15.5V~20.5V。
电压极性与-48V输出一致。
4Powerup,PSE给PD供电。
当检测到端口下挂设备属于合法的PD设备时,并且PSE完成对此PD的分类(可选),PSE开始对该设备进行供电,输出-48V的电压。
5RTP&Powermanagement,实时监控,电源管理6DisconnectionPSE检测PD是否断开
PSE会通过特定的检测方法来判断PD是否已经断开,如果PD断开,PSE将关闭端口输出电压。
端口状态返回到Detection。
对于PSE供电系统,其理想的输出波形如图2-7所示:
图1-1PoE电压输出模型图
1.3产品能力
交换机S5720-14X-PWH-SI-AC支持UPOE+,其相关特性如下:
●8个GE电口,支持PoE+,提供30W输出功率
●4个2.5GE电口,向下兼容1000M/100M,支持UPOE+,提供90W输出功率
●2个10GE光口SFP+,用于上行链路
2典型组网
如图3-1所示,在接入层部署PoE交换机,为各类终端提供电源。
由于能够提供UPOE+的90W的功率输出,PoE交换机能够接入更多类型的大功率终端。
图2-1典型网络部署
A缩略语
缩略语
英文全名
中文全称
PoE
PowerOverEthernet
以太网供电
PoE+
PowerOverEthernetPlus
增强型以太网供电
UPOE+
UniversalPowerOverEthernetPlus
增强型通用以太网供电
PSE
Power-sourcingEquipment
供电设备
PD
PoweredDevice
受电设备
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