輕松從PoE過渡至PoE+的設(shè)計(jì)方案
2003年，針對以太網(wǎng)供電(PoE+)的IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)為以太網(wǎng)開辟了一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域，即通過以太網(wǎng)同時(shí)傳輸DC功率和10/100/1000Mbps數(shù)據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了12.95W的標(biāo)稱傳輸功率，對于早期接受這項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用(包括標(biāo)準(zhǔn)VoIP電話、安全攝像機(jī)和無線接入點(diǎn))來說，該功率綽綽有余。自此之后，PoE基礎(chǔ)設(shè)施在業(yè)界變得十分普遍。與此同時(shí)，人們對于附加功能和較高功率的需求也有了顯著的增長。固定安全攝像機(jī)逐漸獲得了全動(dòng)感視頻，無線接入點(diǎn)能夠在更遠(yuǎn)的距離上提供更高的信號(hào)強(qiáng)度，而VoIP電話則可提供視頻和外設(shè)支持。為對功能的增加提供支持，這些受電設(shè)備(PD)需要從PSE(供電設(shè)備)獲取超過最初PoE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值的功率。人們開始考慮制定基于IEEE802.3af規(guī)范的IEEE802.3at(亦稱PoE+)標(biāo)準(zhǔn)，旨在適應(yīng)新的高功率應(yīng)用需求。
PoE+滿足高功率需求
需要進(jìn)行謹(jǐn)慎工程設(shè)計(jì)的領(lǐng)域之一是將被用來實(shí)現(xiàn)PSE和PD相互識(shí)別的新型分級機(jī)理。實(shí)現(xiàn)這種相互識(shí)別需具備以下能力：PSE可以正確地為802.3af(也稱作Type 1硬件)和802.3at(Type 2硬件)PD供電；可以由802.3at PSE來為802.3af PD供電；802.3at PD可以知曉它們是否具有其較高負(fù)載所需要的完整可用功率。每種組合都需要擁有一種明確定義和一致的工作特性，以保持802.3標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部的互操作性。借助一種更加精細(xì)的硬件分級機(jī)理和一種新型數(shù)據(jù)層機(jī)理，這種相互識(shí)別能力在PoE+中得以實(shí)現(xiàn)。
PoE+增添了一種被稱為“兩事件分級”的新型硬件分級，并要求PSE必需重復(fù)進(jìn)行兩次802.3af電壓探測。PD的每次電壓探測都將導(dǎo)致吸收單個(gè)電流脈沖(圖1)，這對應(yīng)于一個(gè)特定的功率級。作為開始，PSE將在數(shù)據(jù)或備用線對上確定一個(gè)約15.5V至20.5V的電壓脈沖。PD以一個(gè)高達(dá)40mA的電流做出響應(yīng)，該電流把4種功率等級之一傳送至PSE。雙脈沖是一個(gè)發(fā)送至PD的指示信號(hào)，表明連接的PSE確實(shí)是一個(gè)高功率PSE，能夠提供與802.3at功率相關(guān)聯(lián)的較高功率級。802.3at PD以一個(gè)Class 4電流做出響應(yīng)，由此向PSE傳遞這樣的信息：自己是一個(gè)需要完整可用功率的高功率PD。802.3af中的Layer 1分級方法提供了一種可任選的方法，供PSE向PD發(fā)出詢問信號(hào)以確定PD的功率需求。然而，在802.3at規(guī)范中，目前指令要求Type 2 PSE至少應(yīng)執(zhí)行單事件硬件分級。
除了硬件分級的升級之外，PoE+特別工作組還定義了一種被稱為鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議(LLDP)的新型數(shù)據(jù)層(Layer 2)分級，用于實(shí)現(xiàn)PSE和PD之間的通信。一旦建立了一條鏈路，PSE和PD便能夠采用LLDP來確定PD的功率需求。LLDP的運(yùn)用使得PSE能夠反復(fù)詢問PD并確定PD的狀態(tài)及其功率需求。利用該機(jī)理，如今可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)功率分配，此時(shí)，PSE能夠連續(xù)地分配功率至PD(以0.1W為增量)，而且PD可以提出請求，并隨后交出功率。通過Layer 2進(jìn)行的通信實(shí)現(xiàn)了用于獲得諸如峰值功率、平均功率和占空比等更多信息的高級功能。隨著系統(tǒng)朝著更“綠色”電源環(huán)境的方向發(fā)展，這種動(dòng)態(tài)功率分配肯定將成為一個(gè)重要的特點(diǎn)。LLDP是一種用于PSE的任選分級機(jī)理，但必需由PD來執(zhí)行。如果PSE僅執(zhí)行單事件分級，則PD可以通過LLDP協(xié)議來協(xié)商獲取較高的功率。圖1給出了PoE+采用的這兩種分級方法。
