华为交换机PoE供电介绍
首页 > HuaWei > 基础配置   作者:杭州清默网络  2016年11月7日 12:14 星期一  字号:   评论:0 条
时间:2016-11-7 12:14   评论:0 条 

1PoE简介

以太网供电PoEPower over Ethernet)是指通过以太网网络进行供电,也被称为基于局域网的供电系统PoLPower over LAN)或有源以太网(Active Ethernet)。

随着网络中IP电话、网络视频监控以及无线以太网应用的日益广泛,通过以太网本身提供电力支持的要求也越来越迫切。

多数情况下,接入点设备需要直流供电,而接入点设备通常安装在距离地面比较高的天花板或室外,附近很难有合适的电源插座,即使有插座,接入点设备需要的交直流转换器也难有位置安置。

在很多大型的局域网应用中,管理员同时需要管理多个接入点设备,这些设备需要统一的供电和统一的管理,给供电管理带来极大的不便,以太网供电PoE则正好解决了这个问题。

PoE是一种有线以太网供电技术,是目前本地局域网应用最广泛的一种技术。

PoE允许电功率通过传输数据的线路或空闲线路传输到终端设备。通过10BASE-T100BASE-TX1000BASE-T以太网网络供电,其可靠供电的距离最长可达到100米。通过这种方式,可以有效的解决IP电话、无线APAccess Point)、便携设备充电器、刷卡机、摄像头、数据采集等终端的集中式电源供电。对于这些终端而言不再需要考虑其室内电源系统布线的问题,在接入网络的同时就可以实现对设备的供电。

PoE的优势:

1、可靠:电源集中供电,备份方便。

2、连接简捷:网络终端不需外接电源,只需要一根网线。

3、标准:符合IEEE 802.3afIEEE 802.3at标准,使用全球统一的电源接口。

4、大量节省电源布线成本,提供简单、方便的电源安装方式。

5、与UPSUninterruptible Power Supply)不间断电源结合使用,可以给IP摄像头、视频服务器和IP电话等提供冗余供电,防止断电情况发生。

 

2PoE供电系统的组成

PoE供电系统包括:

1、供电设备PSEPower-sourcing Equipment):

供电设备指通过以太网给受电设备供电的PoE设备,提供检测、分析、智能功率管理等功能。

2、受电设备PDPowered Device):

如无线APAccess Point)、便携设备充电器、刷卡机、摄像头等受电方设备。按照是否符合IEEE标准,PD分为标准PD和非标准PD

3PoE电源:

PoE电源为整个PoE系统供电,PSE下接的PD数量受制于PoE电源的功率。PoE电源根据是否可插拔,分为内置和外置两种类型。

 

3PoE供电的工作过程

1、检测PD

PSE在端口周期性输出电流受限的小电压,用以检测PD设备的存在。如果检测特定阻值的电阻,说明线缆终端连接着支持IEEE 802.3af标准或IEEE 802.3at标准的受电端设备(电阻值在19kΩ~26.5kΩ的特性电阻,通常的小电压为2.7V10.1V,检测周期为2秒)。

2、供电能力协商

PSEPD进行分类,并协商供电功率。供电能力协商的方式有两种,分别为:解析检测到的特性电阻和通过LLDP协议进行供电能力协商。

3、开始供电

在启动期内(一般小于15μs)PSE设备开始从低电压向PD设备供电,直至提供48V的直流电压。

4、正常供电

电压达到48V之后,PSEPD设备提供稳定可靠48V的直流电,PD设备功率消耗不超过37W

5、断电

供电过程中,PSE会不断监测PD电流输入,当PD电流消耗下降到最低值以下,或电流激增,例如拔下设备或遇到PD设备功率消耗过载、短路、超过PSE的供电负荷等,PSE会断开电源,并重复检测过程。

 

3PoE供电管理模式

PSE下挂的PD越来越多时,PoE电源无法支撑给所有的PD供电,此时需要PSE对供电行为进行管理。根据供电方式的不同,将供电管理模式分为:自动模式和手动模式。

1、自动模式:

PSE根据优先级,自动给PD设备上下电。用户可以根据接口下的PD重要性给各接口设置优先级,分别为:CriticalHighLow三个等级。在PSE对外供电接近满负荷的情况下,优先对优先级为Critical的端口连接的PD设备进行供电;次之为优先级为High的端口连接的PD设备供电。端口优先级相同的情况下,优先为端口号小的端口连接的PD设备供电。

2、手动模式:

手动控制端口的上下电。手动模式不考虑优先级,单个接口的上下电不会对原有的供电状态作任何改动。如果在PSE对外供电接近满负荷的情况下,无法继续给新的PD设备上电。

 

4PoE设备供电方式

按照IEEE标准的定义,PSE设备主要用于给PD设备供电,包括MidSpanPoE功能模块在设备外)和EndpointPoE功能模块集成到设备内)两种类型。

华为支持PoE供电设备的PoE功能模块全部集成在设备的内部,属于EndpointPSE设备。Endpoint模式的PSE设备可兼容10BASE-T100BASE-TX1000BASE-T接口,应用场景较MidSpan模式广泛。

Endpoint模式的PSE设备依据使用的供电线对不同分为Alternative A1/23/6线)和Alternative B4/57/8线对)两种供电模式。

1、通过数据对供电——Alternative A供电模式

PSE通过1/23/6线对给PD供电,1/2链接形成正极,3/6链接形成负极。10BASE-T100BASE-TX接口使用1/23/6线对传输数据,1000BASE-T接口使用全部的4对线对传输数据。由于DC直流电和数据频率互不干扰,所以可以在同一对线同时传输电流和数据。

2、通过空闲对供电——Alternative B供电模式。

PSE通过4/57/8线对给PD供电,4/5链接形成正极,7/8链接形成负极。

一般来说,标准的PD设备必须支持两种受电方式,但PSE设备只需支持其中一种,华为支持PoE供电的设备作为PSE只支持Alternative A供电模式。

 

5、通过LLDP协议进行PoE供电能力协商

传统的供电能力协商(即PD设备分类过程)是通过解析PSEPD发送的电流实现的,设备除了支持电流解析外,还支持通过链路层发现协议LLDPLink Layer Discovery Protocol)协议进行媒体独立接口MDIMedia Dependent Interface)供电能力的发现和通告。

IEEE 802.1ab定义了可选的TLVPower via MDI TLVLLDP报文封装Power via MDI TLV,进行MDI供电能力的发现和通告,同时可进行网络管理。

PSE检测到PD后,PSEPD即周期性地向对方发送LLDP报文,这个报文里包含了定义的TLV字段。将本端信息发送给对方,对方记录下报文中包含的信息,达到信息交互的作用。

 TLV报文格式.png

1 TLV报文格式

Power via MDI TLV的格式由两字节的TLV报文头和12字节的TLV信息字段组成,报文格式如上图1所示:

TLV报文中几个主要字段的含义如下:

1MDI power support

Bit

功能

含义

0

端口类型

1PSE端接口

0PD端接口

1

PSE设备是否支持MDI供电

1:表示支持

0:表示不支持

2

PSE设备MDI供电状态

1:表示使能

0:表示未使能

3

PSE设备供电线对控制能力

1:表示线对选择可控

0:表示线对选择不可控

4–7

预留

-

2PSE power pair

1:表示采用Alternative A供电模式供电(使用1/23/6线对)。

2:表示采用Alternative B供电模式供电(使用4/57/8线对)。

3power class

等级

电流(单位:mA

参考功率(单位:W

等级描述

0

04

15.4

在无法对PD进行分类时,使用的缺省等级。

1

912

4

非常低的功率

2

1720

7

低的功率

3

2630

15.4

中等功率

4

3644

37

高功率,802.3at标准支持此等级。

4Type/source/priority

字段

功能

含义

Power Priority

接口供电优先级

11:表示最低的优先级

10:表示次高的优先级

01:表示最高的优先级

说明:

本字段包括4位,其中,高两位为系统预留。

Power Source

供电源

PD

11PSE和本地

10:预留

01PSE

PSE

11:预留

10:备用电源

01:主电源

Power Type

供电类型

11:不支持IEEE 802.3at标准的PD

10:不支持IEEE 802.3at标准的PSE

01:支持IEEE 802.3at标准的PD

00:支持IEEE 802.3at标准的PSE

5Power value

包含PD requested power valuePD设备请求的功率)和PSE allocated power valuePSE设备为PD设备分配的功率)两个字段。在PoE电源功率充足的情况,两者相等。该字段的取值为整数的1255,交互功率=0.1*该字段表示的十进制值。例如发送值为255时,表示交互功率为25.5W

 

6PoE供电应用场景

通常,接入点的IP电话、摄像头、数据采集器等终端设备需要直流供电,而这些设备通常安装在楼道或者距离地面比较高天花板等处,附近很难有合适的电源插座。在很多大型的局域网应用中,管理员同时需要管理多个接入点设备,这些设备又需要统一的供电和统一的管理,给供电管理带来极大的不便。

 PoE典型应用示意图.png

1 PoE典型应用示意图

如上图1所示,通过部署PoE功能,设备直接给各个接入设备(IP电话和监控摄像头)供电,可以省掉外接电源,减少连线,节约成本,方便管理。

华为交换机PoE供电配置教程:http://www.023wg.com/jcpz/377.html

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