RG-S2900G-P系列交换机PoE技术解析

PoE①以太网供电，指的是通过100BASE-TX②、1000BASE-T③以太网网络供电，其可靠的最大供电距离为100米；通过PoE供电系统，可以在现有以太网五类线、超五类线和六类线布线基础上为IP电话、无线AP④、网络摄像机、基于IP的终端等传输数据信号的同时提供电源，使这些设备不再需要考虑室内电源系统的布线问题，降低了这些设备的布线复杂度和成本。

由于PoE供电系统有统一的标准IEEE 802.3af，因此只要是符合该标准，不同厂家的设备在通用性方面没有问题。

根据IEEE802.3af标准，一个完整的PoE系统包括供电端设备PSE和受电端设备PD两部分；供电设备PSE是整个系统的电源提供者，为PD设备提供直流电源，其可分为Midspan和Endpoint两种形式，并且不管PSE采用哪种形式，PSE供电系统只能采用线缆的4对差分线对中的2对差分线对向PD受电设备提供直流电源，即只能采用信号线对或空闲线对向PD设备进行供电，标准定义为Alternative A（信号线对）和Alternative B（空闲线对）。

对于PD设备定义如下：PoE供电系统中的受电设备，主要是IP电话、无线AP、网络摄像机、基于IP的终端等设备。

目前网络建设者们主要采用的是Endpoint形式的PoE供电，其PSE功能在交换机内，采用信号线对或空闲线对向PD设备进行供电，即Alternative A（信号线对）和Alternative B（空闲线对）。
一个完整的PoE供电过程描述如下：

1. 检测过程（detection）：刚开始的时候，PSE设备在端口只是输出很小的电压，用于检测其线缆终端连接的PD受电设备是否为IEEE802.3af标准支持的受电设备，只有检测到PD受电设备是一个标准设备，才会继续进行下一步的操作。

 2. PD端设备分类（Classification）：检测到PD之后， PSE可能会为PD设备进行分类，并且根据 分类的结果提供相应的功率，根据IEEE802.3af标准，PSE提供的功率和PD获得的功率分别见表1、表2；

3. 开始供电(Power up)：当PSE检测到线缆末端接的是一个标准PD，并且已经为PD进行了分类后，就开始为PD供电，输出44~57V的直流电压。而如果PSE检测到线缆终端接的是IEEE802.3af不支持的PD设备，则不会给该设备供电，尽管该设备是接在具有PoE功能的交换机上面，这种情况下，线缆上没有电压存在。

4. 供电（Power supply）：PSE为PD设备提供稳定可靠的44~57V V 直流电压，并根据PD的分类结果输出最大不超过15.4W的功率。

5. 断电（Disconnection）：如果和PD相连的连接线缆被拔掉或者用户从软件上将交换机端口的PoE供电功能关闭，PSE会快速地(一般在300-400ms的时间之内)停止为PD设备供电。

6. 在PSE给PD供电整个过程的任意时刻，如果发生PD设备短路、class n时消耗的功率超过PSE对应能提供的功率、消耗功率超过12.95W等情况，则整个供电过程会中断，并重新从第一步检测过程开始。

锐捷网络支持PoE功能的交换机提供了多种多样的保护特性，在PD发生异常时能很好的保护交换机，具体的保护特性如下：

1.短路保护：当PD设备发生短路时，PSE检测到线缆上的电流超过450mA，执行短路保护功能，停止给PD设备供电，但是这之后，PSE会尝试着给PD供电，直到PD设备恢复正常后，重新给PD设备供电。

2. PoE过载：class n PD设备消耗的功率加上线路损耗的功率超过对应class n PSE能提供的最大功率时，会发生过载，这是PSE停止给该PD设备供电，在停止供电后，PSE会尝试给PD恢复供电，直到PSE输出的功率能满足PD所需要的功率后，恢复正常供电。

3. 过温保护：对于一台支持48口PoE功能的交换机来说，PSE能提供的PoE功率最大为：15.4*48=739.2W，散热量非常大，对散热系统要求比较高，当发生机房空调不制冷或者PoE交换机本身的散热系统出现问题时，有可能会使PoE交换机的温度较高，当达到某一温度时，PSE停止供电，直到温度下降到另一温度时，PSE恢复供电功能。

4. 过压保护：当PD设备在上下电时可能产生较高的瞬变电压，导致连接线缆上的电压较大而损坏PSE ，因此在每个端口有过压保护电路，当瞬变电压达到68V时，过压保护电路起作用，端口电压被钳制在48V，达到过压保护的目的。选择68V的原因是：PSE的最大工作电压为57V，最大绝对额定值为68V。

5. 浪涌电流保护：根据IEEE802.3af标准，在浪涌电流为400mA—450mA时，PSE将中断PD的供电，因此尽管在远端PD设备上下电时有可能产生较大的浪涌电流，但一旦超出浪涌电流的保护范围，PSE将停止对PD设备供电。

结束语：PoE技术目前已广泛应用在各种需要PoE供电的场景中，并且PoE技术也广泛应用在了锐捷网络交换机上，从百兆设备到十万兆级别的核心设备均支持PoE技术。锐捷网络千兆接入交换机RG-S2900E-P系列是一款支持PoE和PoE+技术的接入千兆接入交换机，可以满足企业用户为PoE终端供电和数据传输的需要。

① PoE：Power Over Ethernet，以太网供电

② 100BASE-TX：100Mbps传输速率协议

③ 1000BASE-T：1000Mbps传输速率协议

④ AP：Wireless Access Point，无线访问接入点