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1/30PoE原理原理原理原理与与与与设计设计设计设计（（（（结合结合结合结合BCM59111芯片芯片芯片芯片））））————————————PSE端端端端Bing_WuBing_WuBing_WuBing_Wu说明说明说明说明：：：：目前大家手头目前大家手头目前大家手头目前大家手头POE资料资料资料资料比较多比较多比较多比较多，，，，但大多是但大多是但大多是但大多是一二十一二十一二十一二十页页页页的的的的PPT，，，，难以将难以将难以将难以将POE说清楚说清楚说清楚说清楚。。。。而而而而802.3at/af协议则是将近协议则是将近协议则是将近协议则是将近300pages的英文的英文的英文的英文技术技术技术技术文献文献文献文献，，，，看明白的话看明白的话看明白的话看明白的话需要很多时间需要很多时间需要很多时间需要很多时间。。。。本文综合本文综合本文综合本文综合802.3at/af协议协议协议协议、、、、BCM59111芯片芯片芯片芯片SPEC、、、、MicrosemiPD69012SPEC和和和和HuweiS1700PoE项目项目项目项目进行较为全面的概括总结进行较为全面的概括总结进行较为全面的概括总结进行较为全面的概括总结，，，，对对对对POE的工作流程的工作流程的工作流程的工作流程、、、、术语参数术语参数术语参数术语参数、、、、设计设计设计设计、、、、测试测试测试测试进行说明进行说明进行说明进行说明，，，，并并并并对对对对PSE芯片的工作原理进行一个较为合理的推断芯片的工作原理进行一个较为合理的推断芯片的工作原理进行一个较为合理的推断芯片的工作原理进行一个较为合理的推断，，，，可以可以可以可以作为作为作为作为POE设计设计设计设计者者者者的的的的一个一个一个一个入门入门入门入门指导指导指导指导。。。。802.3at/af协议还包含协议还包含协议还包含协议还包含PD标准标准标准标准，，，，有兴趣做有兴趣做有兴趣做有兴趣做PD电源接入的不可错过电源接入的不可错过电源接入的不可错过电源接入的不可错过。。。。因为因为因为因为本人本人本人本人非非非非专业专业专业专业做做做做POEIC的的的的，，，，并且并且并且并且做做做做华为华为华为华为S1700POE项目时项目时项目时项目时技术技术技术技术水平有水平有水平有水平有限限限限。。。。现在现在现在现在看来看来看来看来，，，，有有有有一些一些一些一些地方地方地方地方写的写的写的写的不准确不准确不准确不准确、、、、不不不不清楚清楚清楚清楚甚至甚至甚至甚至不不不不正确正确正确正确的的的的，，，，因为因为因为因为后来后来后来后来不再不再不再不再继续继续继续继续深入深入深入深入研究研究研究研究POE，，，，所以所以所以所以就就就就没没没没有有有有继续继续继续继续完善完善完善完善该该该该文档文档文档文档。。。。但是但是但是但是本文本文本文本文任然任然任然任然不失为不失为不失为不失为一篇一篇一篇一篇很有很有很有很有具有具有具有具有参考参考参考参考价值价值价值价值的的的的文档文档文档文档。。。。有疑问有疑问有疑问有疑问的的的的地方地方地方地方，，，，可以可以可以可以自己自己自己自己查阅查阅查阅查阅802.3at/af协议协议协议协议。。。。目录目录目录目录1.POE分类...................................................................................................22.Detection...................................................................................................53.Classification..............................................................................................84.powerup.................................................................................................125.maintainpowerandDCdisconnect........................................................186.ACMPSandDisconnect.......................................................................207.overloadandshortcircuit.......................................................................218.powerdown............................................................................................239.线路、保护、layout规则......................................................................2410.POE测试...............................................................................................2611.名词解释...............................................................................................2612.附录.......................................................................................................272/301.POE分类分类分类分类802.3at/802.3af阻抗平衡要求阻抗平衡要求阻抗平衡要求阻抗平衡要求POE设备分为端跨（endspan）和中跨(midspan)。ENDspan电源在交换机内，MIDSPAN电源在交换机和PD之间。MIDSPAN设备要用AlternativeB,即MDI/MDIX的4，5(正极)，7，8（负极），仅支持10base-T和100base-TX，不支持1000base-TX。ENDSPAN则支持AlternativeA和AlternativeB全部支持。AlternativeA即：MDI线1，2为正，3，6为负.MDIX的1,2为负，3,6为正。且支持1000base-T。NOTE:上述MIDSPAN&ENDSPAN出自802.3af协议。802.3at中有较大变化。802.3AT中，有支持1000base-T的MIDSPAN设备。3/304/30工作流程工作流程工作流程工作流程检测检测检测检测----分级分级分级分级----上电上电上电上电----断开检测断开检测断开检测断开检测----断电断电断电断电5/302.Detection探测方法：两点法：Rd=(VOUT_2-VOUT_1)/(IDET_2-IDET_1)△V=1V（typically1.5V），Tbp2ms.802.3at/af中都定义的两点探测。四点法(fromBCM59111datasheet)：Rd1=(Vout3-Vout1)/(Iout3-Iout1)Rd2=(Vout4-Vout2)/(Iout4-Iout2)RD1=RD2(veryclose);作用：1，即使在噪声环境下，也可以避免误上电（PSE接PSE）。2，消除漏电流（upto12uA）和二极管偏压（upto2V）的影响。（802.3atrequired）3，有效地消除通过MOS管的异常漏电流。Vdet:2.8V-10VTdet0.5S;BCM59111typically258ms。接受PD阻抗Rdok＝19.0kOhm～26.5kOhm；Isc=5mA（shortcircuit）Vop=30V（Ropen≥500K）检查PSE对PD有效检测功能；满足IEEE802.3.af/at标准规定，即6/30接受PD阻抗RDOK＝19.0kOhm～26.5kOhm；拒绝PD阻抗RDBAD≤min.15.2kOhm或≥max.32kOhm；PD开路阻抗ROPEN≥500kOhm；接受PD签名电容Cgood≤150nF；拒绝PD签名电容Cbad≥10uF。DETCLASSShortLowValidHigh/openOpenToohighR(ohm)0-500500-15k19.5k-26.5k33k-50k50k-500k3MBCM59111:The“bad”or“invalid”signatureincludeanycapacitancehigherthan10ufirrespectiveofresistance,theintentbeingthatlegacyPDs(thatis,non-IEEE802.3at-based)canbealwaysrejectedbyanIEEE-802.3at-basedsignaturedetectionprocess.Avoltageoffsetoflessthan2.0voltsDCinthesignaturecharacteristics,acurrentoffsetoflessthan12mAinthesignaturecharacteristics.asstatedinthe802.3atstandard,themandatory“valid”or”good”rangeofsignatureresisteris19.5kto26.5K,andincludesportcapacitanceashighas520nFonthePSEsidecombinedwithupto150nFonthePDside，resultinatotal670nF.ShortDET(如果需要):port加载2mA的电流源。多个端口公用。OPENDET：对BCM59111，检测之前要做开路检测，如果检测电压到达15.5V（本来应该是2.8V-10V）,就会测到“toohigh”,59111申请内部集成的一个泄放电阻并入电路，对端口和线缆的电势进行泄放。检测过程可能随时被开路检测打断。泄放电阻大于45K，可以避免59111在PSE接PSE时被误认为合法PD。7/308/303.ClassificationTpon:400ms在一次有效地检测之后，PSE应该在Tpon的时间内供电，分级就在Tpon的时间段内。如果没有供电，就要开始一侧新的检测。分级电压：14.5V—20V分级时间：10ms—75ms802.3af进行一次分级即1-eventphysicallayerclassification。802.3at则可以选择1-eventphysicallayerclassification和2-eventphysicallayerclassification。（详细参考802.3at协议page60）。下面以BCM59111的2event分级为例讲解。PD吸收电流进行响应：（802.3afpd功耗分级）9/30802.3at分级Tcle1=11.5ms(firstclass-eventtime)如果分级成功，PSE供给PD需要的负载（会考虑可能是100m网线损耗），10/30若分级不成功，则考虑签名电阻不是有效地25K，PSE会按照class0供电。如果PD鉴定自己是是type2（802.3AT）,PSE自己也必须统一为type2，否则PD