在工业通信领域,通过一根网线就能传输数据又能为设备供电的PoE(以太网供电)设备应用十分常见,比如PoE交换机、PoE供电器、PoE延长器等。尽管如此,我们在选购这些PoE设备时,也常常会遇到一些“坑”,给工作带来很大的麻烦。
避坑指南一:选择有专用控制芯片的标准PoE交换机
目前市场上除了有符合国际标准PoE交换机外,也充斥着很多非标准的PoE交换机。标准PoE交换机,在供电之前都会进行检测,以确保交换机与受电端设备之间的电源兼容,从而进行供电。若检测不到支持以太网供电标准的受电端设备,标准PoE交换机将不会为所连接的设备进行供电,从而保护好接入设备。
而非标准PoE供电不具有握手协议,无PoE控制芯片,没有检测过程,它不管终端设备是否支持PoE,都会为所连接的终端设备提供48V或其他电压值的电力。这意味着若是终端设备不支持PoE,使用非标准PoE交换机极有可能烧毁接入设备。
其实PoE供电是一个比较复杂的过程,分为检测、PD设备类型判断、供电和断电等四个步骤。当网线连通时,PoE交换机首先会先输出2.7~10.1V的电压(握手协议),用来检测是否有PD设备(受电设备),当检测到PD后, PoE交换机会对PD设备进行分类,并评估PD设备的功率。完成分类后,交换机启动供电,从低电压开始直到供够PD所需的电压,为PD设备供稳定可靠的直流电。若PD设备断开,PoE交换机会快速停止对PD供电,并重复检测过程以判断网线的终端是否有PD设备。
如此严密和自动化的供电过程,通常需要一颗专门的PoE芯片来控制,否则无法进行安全的供电。因此,在选择PoE设备时,必须选用有专用控制芯片的标准PoE交换机,比如研华的 EKI-7700系列PoE交换机。
避坑指南二:要能满足PD设备总功率的需求
PoE交换机的一个重要指标,就是PoE供电的总功率。在选择合适的PoE供电设备时,供电设备的功率需要大于受电设备的功率总和,而且考虑到供电线路上的损耗,要尽量留出合适的冗余,保证PoE供电的稳定输出。
在考虑PoE的供电功率时,首先需要考虑供电设备和受电设备的PoE标准,因为不同的PoE标准对应不同的功率。目前PoE标准主要有以下5种类型:
类型一:IEEE802.3af
· P.S.E最大输出功率:15.4W
· P.D最大输入功率:12.95W
· 线缆类型:Cat3
· 传输距离:100m
· 供电模式:2对
类型二:IEEE802.3at
· P.S.E最大输出功率:30W
· P.D最大输入功率:25.5W
· 线缆类型:Cat5e
· 传输距离:100m
· 供电模式:2对
类型三:UPoE
· P.S.E最大输出功率:60W
· P.D最大输入功率:51W
· 线缆类型:Cat5e
· 传输距离:100m
· 供电模式:4对
类型四:基于HDBaseT供电(PoH)
· P.S.E最大输出功率:
Type 2:60W
Type 3:95W
· P.D最大输入功率:
Type 2:52W
Type 3:取决于线缆长度
· 线缆类型:Cat5e/Cat6
· 传输距离:100m
· 供电模式:2对
类型五:IEEE802.3bt
· P.S.E最大输出功率:90W
· P.D最大输入功率:71.3W
· 线缆类型:Cat5e/Cat6
· 传输距离:100m
· 供电模式:2&4对
在IEEE802.3af标准下,如果一台24口PoE交换机的PoE供电总功率达到了370W,那么就能够供满24个端口(370/15.4=24),但如果是按照IEEE802.3at标准的单口最大供电功率30W计算,同时最多就只能给12个端口供电了(370/30=12)。
另外还有重要的一点,在确定好PoE交换机的功率后,还需要考虑其是否支持24VDC电源输入。通常一般的PoE交换机只支持48V的电源输入,可在一些工业现场只有24V的电源,这时就需要选择既能支持48V又能支持24V输入的PoE交换机,比如研华的EKI-2706G系列PoE交换机,48V输入的情况下单端口的功率高达90W,而且在24V输入的情况下,单端口也能达到30W。
避坑指南三:要能实现真正的长距离供电
PoE的供电距离通常只有100米左右,这是由数据信号的传输距离决定的,而且随着距离的加大,传输功率会不断减小。为了保证长距离稳定供电,要选择带有长距离供电功能、功率衰减小的PoE交换机,比如研华的802.3bt Mega PoE 以太网交换机 EKI-7712G-4FMPI 可提供 90W 的功率,并保证在最远 100 米的距离内提供 71W 的功率。
如果要超过100米以上的PoE供电,就需要用到PoE延长器。同样比如研华的Mega PoE 以太网交换机,可以利用研华的PoE 延长器可以进一步延长 100 米,达到200米甚至300米,而且最多可支持 4 个 PD,每个端口可提供 30W 的功率输出。
避坑指南四:选择产品种类齐全、知名度高的品牌厂商
PoE设备在节省供电电缆、减少成本方面确实给用户带来了极大的好处,但同时对于一个工业网络来说,稳定可靠是第一位的,这无疑对PoE设备的可靠性也提出了更高的要求。
比如一台PoE交换机通常会同时给多个PoE受电设备供电,但如果PoE交换机本身出现故障,就会导致所有PoE受电设备无法工作,这对于整个网络来说是不可接受的。
因此,在部署PoE网络时,一定要选质量可靠、品牌知名度高的PoE设备厂商,这样的厂商的产品不仅有严格的出厂测试检验,而且这些产品多数已经经过市场的考验,特别是PoE供电通常都在比较恶劣的工况环境下面。像研华的PoE交换机,都配有IP30防护等级的紧凑型金属外壳,可以适用于多尘或室外环境,支持-40~75°C的温度运行,使其无论外部条件如何可以做到稳定可靠。
另外,由于一个PoE网络不仅需要各种类型、各种端口数量的交换机,还需要用到延长器、供电器、分离器等设备,所以最好选择一家产品种类齐全的厂商,这样对于各个PoE设备之间的兼容性都能得到保证。
研华智能PoE以太网供电解决方案
作为工业通信领域的领先厂商,研华具有完整的PoE以太网供电解决方案,产品覆盖各种功率和端口数量的非网管型PoE以太网交换机、网管型PoE以太网交换机、PoE光纤转换器、PoE供电器、PoE分离器、PoE延长器、PoE Wi-Fi接入点和板载PoE控制器等。同时,研华的PoE设备均采用专用PoE控制芯片来管理供电,可以保证供电安全,每台PoE设备经过严苛测试,可以实现即插即用。
PoE设备选购避坑指南就介绍到这里了,更多关于IOT产品或研华工控机欢迎关注苏州研讯电子科技有限公司!
审核编辑 黄宇
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