以太网供电：神话还是现实？

       当PLC和PAC联网到控制系统网络中的应用变得切实可行并广受欢迎时，工程师们就开始寻求如何通过相同的电缆组既作为网络连接，同时也为PAC、网络设备（如以太网交换机）或者工厂车间的设备供电。
      当以太网和TCP/IP成为所有网络（包括工厂车间、控制室、工厂办公室甚至整个企业内部的连接网络）的标准时，这种供电方式就变得简单多了。因此，以太网供电（PoE）的概念也就应运而生。

PoE—成为现实
      PoE是一种允许通过一根单5类双绞线作为标准以太网连接，同时传输数据和电源的技术。PoE能够为传统的5类双绞线提供常规的48 VDC电压。

      使用PoE的两种设备，一种是供电设备（PSE），这种设备主要是Midspan适配器和以太网交换机，能够为所连接的PoE设备提供电源（和网络连接）；另一种称作受电设备（PD），这种设备可以是任何设备，如无线接入点、VOIP电话、安防摄像头和其它数字设备。

       802.3af标准指定了两种操作模式：在Type A模式中，电源和数据通过相同的数据对，如10/100Base-T以太网进行传输；而在Type B模式中，电源通过未使用的数据对进行传输。选择Type A模式还是Type B模式取决于PSE设备，而不是PD设备。此外，标准中还说明了PSE设备可使用任意一种模式，但不可同时使用两种模式。

图-1  PoE操作模式

       由于目前出现了很多使用不符合标准的PSE设备的例子，所以在使用PSE设备向PD设备供电之前，需检查PSE设备是否符合标准。如果PD设备不符合标准，那么PSE设备会自动停止供电。因此当以太网供电使用不当时，这种特性（集成在每台符合802.3af标准的设备中）能够防止不符合标准的设备出现故障。

图-2  受电设备（PD）自动检测

       PoE设备拥有一个25k Ohm的电阻器，可作为PoE“签名”。当交换机或其它PSE设备检测到签名电阻器，那么它会自动检测连接到电阻器的设备，并在自动检测成功后为该设备供电。当电阻器未连接任何设备时，PSE设备会关闭PoE电源。

为什么要使用PoE?
 

       通过同一电缆同时提供电源和以太网数据意味着现场工业环境中需要的电缆数量将大大减少。在典型的制造工厂环境中，布线的成本和维护费用常常相当可观。根据工厂和工业环境的位置不同，布线成本通常为10-100美元/英尺。因此，工程师和设计人员对布线成本的高度关注就不足为奇了。

       网络设备以及很多现场设备都需要DC电源才能工作，但是在长距离的工业环境中使用DC电源并不可行，因此必须在设备周围的合适范围内使用AC转DC电源。这样，工程师和设计人员必须提供一个AC电源以及信号或数据线。通常在工厂车间环境中，这种电源都包括一个双工电源插座，并带一个壁挂式安装电源适配器。

      从维护的角度来看，通过5类双绞线为以太网设备供电是一个很大的改善和进步。不仅因为重新布线的成本大大降低，也是由于通过相同的电缆组传输电源和数据，维护和故障检修变得更加简单，因此在保障快速传输速度的同时，当电缆断裂或损坏时维修连接也变得更加轻而易举。

全文详细内容请见《工控观察》200904期

http://magazine.gongkong.com/e_magazine/2009/0904/index.htm