基于MAX5980芯片的POE网络交换机设计方案
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poe受电方案POE 受电方案POE(Power over Ethernet)是一种技术,它允许通过以太网电缆传输电力和数据信号。
POE 受电方案的设计和实施对于实现设备的高效供电至关重要。
本文将就POE 受电方案的选择、实施和优点进行探讨。
一、POE 受电方案的选择在选择POE 受电方案时,需要考虑以下几个因素:1. 供电需求:首先需要确定所需供电的设备类型和功耗。
根据设备的功耗需求,选择适合的POE 受电标准和设备型号。
2. 电缆标准:POE 受电方案通常基于以太网电缆传输电力和数据信号。
因此,需要选择符合POE 标准的以太网电缆,如CAT5e 或CAT6。
3. POE 受电设备:POE 受电设备通常由PoE供电器和POE受电器组成。
在选择POE 受电设备时,可以考虑其功率输出、安全性能和可靠性等方面。
二、POE 受电方案的实施实施POE 受电方案的过程包括以下几个步骤:1. 网络设计:根据实际需求设计网络拓扑结构,包括终端设备的位置和连接方式等。
2. 考虑供电点:确定供电点的位置,这些位置通常是网络设备所在的地方。
根据供电点的数量和位置,选择合适的POE 受电设备。
3. 安装设备:按照设计方案,将POE 受电设备安装在合适的位置。
同时,根据供电需求,连接相应的PoE供电器。
4. 连接设备:使用符合POE 标准的以太网电缆,将PoE供电器与POE 受电设备连接起来。
确保连接的质量和稳定性。
5. 测试和调试:安装完毕后,进行测试和调试。
确保POE 受电方案的正常运行和设备的供电质量。
三、POE 受电方案的优点POE 受电方案在供电便利性、管理灵活性和成本效益等方面具有以下优点:1. 供电便利性:POE 受电方案可以通过以太网电缆传输电力和数据信号,省去了传统电源线的布线和管理。
这样可以实现灵活的布线和快速的设备迁移。
2. 管理灵活性:通过POE 受电方案,可以集中管理供电设备,实现对供电负载的监控和控制。
6口百兆以太网供电交换机 (PoE交换机),采用高质量高速率的网络IC以及最具稳定性的PoE芯片,交换机融入了最新的AI功能, 配有两种端口优先级,PoE优先级和网络优先级,一键智能。
PoE口满足802.3af或802.3at标准, 增加功率占用指示灯,可快速了解产品整体功耗。
本系列PoE交换机能为10/100M以太网提供无缝连接,且PoE供电端口可以自动检测符合IEEE802.3af或IEEE802.3at标准的的受电设备并为其供电,非PoE设备智能检测不供电,只传输数据。
主要特点应用环境n4个百兆PoE口+2个百兆上行网口n符合IEEE 802.3、IEEE 802.3u、IEEE802.3x标准n以太网端口支持10/100M自适应n PoE端口在VLAN和Extend模式下, 自动开启AI模式n流控方式:全双工采用IEEE 802.3x标准,半双工采用Back pressure标准n支持端口自动翻转(Auto MDI/MDIX)n零配置特性,自动供给到自适应的设备n面板指示灯监控工作状态及帮助故障分析n附带三档一键智能拨码开关,支持VLAN,Normal,Extend三种模式n支持端口防雷Surge:共模4KV;静电ESD: 空气8KV, 接触6KV 城域光纤宽带网:电信、有线电视、网络系统集成等数,据网络运营商宽带专网:适用于金融、政府、石油、铁路、电力、公安、交通、教育等行业专网多媒体传输:图像、话音、数据综合传输、适用于远程 教学、会议电视、可视电话等应用实时监控:实时控制信号、图像及数据同时传输技术参数输入/输出接口电源AC INPUT (100-240 V)以太网4个百兆PoE网口2个百兆上联网口性能背板带宽 1.2Gbps包转发率0.8928Mpps包缓存448KMAC地址表2K巨型帧2048bytes转发模式存储转发MTBF100000 小时标准网络协议IEEE802.3 (以太网)IEEE802.3u (快速以太网)IEEE802.3x (流量控制)PoE协议IEEE802.3af (15.4W)IEEE802.3at (30W)行业标准EMI: FCC Part 15 CISPR (EN55032) class AEMS: EN61000-4-2 (ESD)、EN61000-4-4 (EFT)、IEN61000-4-5 (Surge)网络介质10Base-T : Cat3、4、5类或以上UTP/STP(≤100m)100Base-TX : Cat5 类或以上UTP/STP(≤100m)认证安全认证CE、FCC、RoHS环境标准工作环境工作温度:-20~50°C存放温度:-40~70°C工作湿度 :10%~90%,无冷凝存放湿度:5%~95%,无冷凝工作高度:最大10,000 英寸存放高度:最大10,000 英寸物理规格结构尺寸产品尺寸:200*118*44mm包装尺寸:245*190*60mm产品净重:0.6 KG产品毛重:0.9 KG装箱信息外箱尺寸:505*320*400mm装箱数量:20台装箱重量:19KG电源电压输入电压 : AC 100-240 V电源功率:52V1.25A装箱清单交换机1台、电源线1条、说明书、合格证1本功能指示指示灯PWR(电源指示),拨码灯,绿灯(链路&数据),黄灯(PoE/1000M)、功率指示灯拨码开关VLAN:1-4口实现监控网络下联口互相隔离,与5、6上联口互通,保护内网安全Genius PoE: 端口序列在前的优先PoE供电,同时开启PoE看门狗,视频画面中断时支持摄像机远程复位启动Extend: 1-4口实现延长网线传输距离250米订购信息HR100-AF-42N6口百兆智能型标准PoE交换机面板说明产品应用附录拨码开关V G E 状态模式下下下灭标准交换下上下灭PoE看门狗下下上慢闪Extend下上上慢闪Extend+PoE看门狗上下下常亮VLAN上上下常亮VLAN+PoE看门狗上下上快闪VLAN+Extend上上上快闪VLAN+Extend+PoE看门狗PWR(电源指示红灯)常亮:设备通电不亮:设备不通电MAX 功率指示灯绿灯亮:P<25%;黄灯亮:25%<P<50%;橙灯亮:50%<P<75%;红灯亮:P>75%1-6(绿灯)常亮:10/100M链路连接闪亮:数据传输不亮:链路不通1-4(黄灯)常亮:PoE供电正常不亮:PoE不供电5-6(黄灯)常亮:10/100M链路连接闪亮:数据传输不亮:链路不通。
MAX5980 电源设备(PSE)电源控制器
MAX5980 是一款四,电源设备(PSE)电源控制器在
IEEE®802.3at/af-compliant PSE 的使用而设计的。
该器件提供用电设备(PD)探测,分级,限流和负载断开检测。
该器件支持全自动操作和软件编程
能力。
该器件还支持新的两事件分级和类进行检测和高功率的PD 分类5。
该设备支持单电源供电,可提供高达70W 的功率为每个端口(5 类启用),并且
仍然为传统的PD 高电容检测。
该器件具有一个I² C 兼容的3 线串行接口,并且完全软件可配置和可编程的。
该器件提供了通过I² C 接口的端口电压和电流瞬时读数。
该器件的全面的可编程增强系统的灵活性,使得现场诊断,并在其他允
许使用非标准的应用程序。
该器件可在一个节省空间的32 引脚TQFN(5mm&TImes;5mm)的功率
封装,工作在扩展级(-5 度C 至+85 度C)温度范围。
关键特性
电机及电子学工程师联合会802.3at/af 标准
0.25Ω电流检测电阻
70W 的功率高达每端口PSE 应用。
poe方案POE(Power over Ethernet)方案指的是一种通过以太网线传输电力的技术,它可以将电力和数据传输集成在同一根以太网线中,减少了线缆的数量和复杂度,提高了网络设备的灵活性和可靠性。
POE方案的核心是POE供电设备(PSE)和POE终端设备(PD)。
PSE是指通过POE技术为终端设备供电的设备,例如交换机、中继器或注入器。
PD则是指接收POE供电并进行数据传输的设备,例如IP摄像机、无线接入点或IP电话。
POE方案的优点之一是简化了设备的安装和布线。
传统上,为了在某个设备上进行电源供应,需要使用专门的电源插座和电源线。
而使用POE方案,只需使用一根以太网线就可以同时传输电力和数据,减少了线缆数量和安装复杂度。
这对于需要在困难或隐蔽的地方安装设备的场景非常有用,例如天花板、墙壁或远程位置。
另一个优点是提高了系统的可靠性。
由于POE供电设备在供电时会监测电流和功耗的情况,因此可以避免因过载或短路而造成的损坏。
此外,POE供电设备还可以通过以太网线上的监测机制实现对供电设备状态的实时监控和远程管理,提高了故障排除和系统维护的效率。
POE方案还可以节省能源和降低设备成本。
传统上,每个设备需要单独的电源适配器来供电,这不仅浪费了能源,还增加了设备的购买成本和维护成本。
而采用POE方案,可以减少电源适配器的使用,提高能源利用率,降低设备的总成本。
然而,POE方案也存在一些限制和挑战。
首先,POE技术只能传输有限的功率,通常在15.4瓦特到30瓦特之间。
这对于一些高功率设备(如服务器、工作站)来说可能不足够,需要额外的电源供应。
其次,由于POE技术使用的是直流电(DC),而不是交流电(AC),因此需要设备支持直流输入。
对于一些已经使用交流电供电的设备来说,可能需要额外的转换器或适配器。
总的来说,POE方案是一种方便、灵活且可靠的供电解决方案,可以减少布线复杂度、提高系统可靠性,并节省能源和降低设备成本。
网络交换机设计方案引言本文档旨在设计一种可靠、高效的网络交换机方案,以满足现代网络环境中不断增长的需求。
网络交换机在数据链路层中起到转发数据帧的作用,是构建现代网络基础设施的重要组成部分。
通过本设计方案,我们将讨论交换机的硬件和软件要求,以及交换机的工作原理和功能。
设计目标•提供高速、高带宽的数据传输能力;•实现低延迟的数据转发;•支持多种网络连接协议;•提供高可靠性和可伸缩性。
硬件设计交换机基本硬件需求•多个以太网接口:支持各种速率的网络连接,例如10/100/1000 Mbps;•高速交换矩阵:实现数据帧的快速转发;•具备高性能的处理器和内存:以处理高速的数据转发和流量控制;•硬件交换表:用于记录MAC地址与端口的映射;•可选择的电源供应:以确保稳定的工作状态;•可靠的散热系统:防止设备温度过高。
交换机高级硬件需求•支持多个虚拟局域网(VLAN):提供灵活的网络划分,增强网络安全性;•电力供应冗余:通过双电源输入,提高交换机可用性;•高可靠性冗余交换机:在主交换机出现故障时,能够自动切换到备用交换机。
软件设计交换机基本软件需求•数据帧适配:解析数据帧,识别目标MAC地址和目标端口;•数据转发:将数据帧从源端口转发到目标端口;•数据流量控制:使用流量控制算法,避免网络拥塞;•地址学习:学习源MAC地址,并将其与接收端口绑定;•源地址过滤:确保只有经过交换机的数据才能通过。
交换机高级软件需求•虚拟局域网(VLAN)支持:能够配置和管理多个VLAN,实现多个虚拟网络的划分;•链路聚合:通过多个物理链路的并行传输,提高带宽和冗余;•优先级处理:支持Quality of Service(QoS)机制,确保重要数据的传输可靠性;•网络安全:提供访问控制列表(ACL)、端口安全、地址绑定等安全功能。
工作原理网络交换机通过底层硬件和软件的协同工作,实现数据帧的转发和处理。
当交换机收到一个数据帧时,它会解析数据帧的目标MAC地址,并查询交换表以确定目标MAC地址对应的输出端口。
POE交换机规格参数和支持协议目前市场上的千兆管理型的PoE交换机产品,提供8个10/100/1000M 自适应的RJ45端口,外加2个光口,每端口均支持MDI/MDIX自动翻转功能,并可实现线速转发。
8个端口都具有PoE 功能,支持IEEE802.3at标准,向下兼容802.3af,可作为以太网供电设备,能自动检测识别符合IEEE 802.3af标准的受电设备,并通过网线为其供电。
POE供电交换机专为构建高性能千兆网络需求而自主研发设计的全千兆二层网管交换机,具有8个全千兆的RJ45端口,提供全面的安全防护体系、完善的QoS策略以及丰富的VLAN功能,管理维护简单, 主要应用于家庭、办公室的核心层。
产品特性8个10/100/1000M自适应RJ45端口,所有端口支持PoE供电;符合IEEE 802.3, 802.3u, 802.3ab, 802.3z, 802.3x, 802.1q, 802.1p 标准;支持IEEE802.3af, 802.3at 标准;支持Console 口管理单个端口功耗最大支持30W,总功耗最大可以达到140W;存储-转发体系结构;支持IEEE802.3X全双工流控与Backpressure半双工流控;1 / 5支持Web界而的管理方式支持MAC地址自学习;动态LED指示灯,提供简单的工作状态提示及故障排除; 内置电源,铁壳结构设计.规格参数产品名称型号:SP-SG10-PM芯片:RTL8380M+RTL8231支持的标准和协议IEEE 802.3, 802.3U, 802.3ab, 802.3乙802.3X, 802.lq, 802.Ip, IEEE 802.3atJEEE 802.3af端口8 个10/100/1000M 自适应RJ45 端口(Auto MDI/MDIX)网络介质lOBase-T: 3类或3类以上UTP100Base-TX: 5 类UTPlOOOBase-T:超5 类UTP转发速率10Mbps: 14880pps100Mbps: 148800pps1000Mbps: 1488000pps背板带宽20 GbpsMAC地址容量8KLED指示每端口Link/Act/Speed, PoE Status每设备Power外形尺寸(LxWxH)280*180*44mm使用环境工作温度:0°C〜40°C存储温度:-20°C〜70°C工作湿度:10%〜90% RH不凝结存储湿度:5%〜90% RH不凝结电源及功耗输入:100-240V 50-60HZ功耗:最大150W相关类Seapai全8 口百兆POE交换机5 口百兆POE交换机8 口百兆POE交换机24 口千兆+2SFPP0E管理型以24 口千兆POE管理型以太网交8 口千兆POE管理型以太网交8 口千兆非管理型POE以太网24 口百兆+2G COMBO智能管理24 口百兆+2G COMBO WEB管理P24 口百兆非管理型POE交换机其它相关Seapai 300M无线USB网卡带天线16 口企业级铁壳全千兆交换蛋T DanDin无线音乐AP 8 口百兆POE交换机8 口百兆POE智能管理型交换500M有线电力猫迷你5 口千兆交换机8 口千兆非管理型POE Seapai以太网5 口百兆POE交换机16 口百兆POE智能管理交换机-温馨提示:如不慎侵犯了您的权益,可联系文库删除处理,感谢您的关注!。
基于POE技术的物联网终端电源接口模块设计作者:丁倩雯来源:《电脑知识与技术》2017年第06期摘要:该文设计了一种基于POE技术的物联网终端电源接口模块,该模块的核心器件为POE电源管理芯片,通过该芯片及其配套电路完成PD受电端设备检测、分级和电压适配功能,从RJ-45网络接口获取48V直流电源,经过降压后为物联网终端提供稳定的5V电源。
该接口模块使得物联网终端直接从以太网获得电源和传输数据,从而在安装时不需要单独布电源线,安装更为方便安全,节约成本。
关键词:POE;电源接口;PD检测;降压中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)06-0029-021 概述随着物联网技术的不断发展,各类网络终端在人们的日常生活中占据了越来越重要的地位。
例如人口数量较密集的公司或高校等单位已经开始逐步采用联网的考勤装置,考勤终端数量多、分布广,现有的网络考勤设备几乎都是通过RJ-45网络接口上传数据,另外还需要单独的直流电源接口,这就导致安装设备时不仅要进行网线的布局还需要单独布电源线,造成了安装成本的增加,并带来了漏电的风险。
由于社会经济和信息化技术的飞速发展,出于安全以及智能化管理的目的,各行业对网络视频监控的需求量猛增。
网络视频监控的全天候运行需要保障不间断的平稳电力。
而在安装过程中,经常会出现实际施工与设计略有偏差,无法保障稳定电源,不得不重新设计摄像头的安装地点的情况。
而重新选择的安装地点可能会导致出现监控死角,使安防监控的整体布局失去意义。
要想使网络摄像机在预计地点正确安装,就要让网络摄像机的供电不再是安装的瓶颈。
POE(以太网供电)技术利用现有以太网布线的基础架构,在不做任何改动就能保证为一些基于IP的终端传输数据的同时,还能为其提供直流电源。
POE技术利用一条通用以太网电缆同时传输数据信号和直流电源信号,将电源和数据集成在同一有线系统中。
而目前的以太网接口中共有4对线缆,其中两对用来传输数据,另外的两对处于空闲状态。
poe电源设计方案Poe电源设计方案是一种将电力和数据传输融合在一条局域网线缆中的技术,可以为远程设备提供稳定的电源供应。
本文将介绍一个Poe电源设计方案,包括选用的设备和方案的实施步骤。
选用的设备方面,我们使用了一款Poe交换机和一些Poe设备。
Poe交换机不仅可以通过网络连接远程设备,还可以为这些设备提供电源。
而Poe设备可以接收Poe电源的供应,并通过Poe交换机与其他设备进行通信。
方案的实施步骤如下:1. 首先,确定需要使用Poe电源供应的设备和其位置。
这些设备可以是网络摄像头、无线接入点、IP电话等。
我们需要根据设备的功率需求和其所在位置,选择合适的Poe设备。
2. 确定Poe交换机的位置和连接方式。
Poe交换机通常需要与网络中的其他设备连接,因此需要选择一个适当的位置。
同时,需要确保Poe交换机的电源供应稳定可靠。
3. 将Poe交换机与其他网络设备连接起来。
通过将Poe交换机的端口连接到其他网络设备上,可以实现这些设备之间的通信,并为它们提供电源供应。
4. 连接Poe设备。
将需要使用Poe电源供应的设备连接到Poe交换机的Poe端口上。
在连接过程中,需要注意设备的功率需求和Poe交换机的电源能力,确保不会超负荷。
5. 进行必要的设备配置。
在连接完设备后,需要根据实际需求对Poe交换机和Poe设备进行必要的配置,例如IP地址分配、VLAN设置等。
通过以上步骤,我们可以成功实施Poe电源设计方案,为远程设备提供稳定的电源供应,并实现设备之间的数据通信。
在实施过程中,需要注意以下几点:1. 设备选型要合理。
根据实际需求选择合适的Poe设备和Poe交换机,以确保电源供应和通信的稳定性。
2. 设备连接要正确。
在连接过程中,需要注意连接顺序和连接方式,确保连接正确,避免出现故障。
3. 设备配置要适当。
根据实际需求对Poe交换机和Poe设备进行适当的配置,以满足设备之间的通信要求。
总结起来,Poe电源设计方案是一种将电力和数据传输进行整合的技术,可以为远程设备提供稳定的电源供应。
poe交换机的基本原理与使用指南嘿,朋友们,今天咱们聊聊POE交换机,听起来有点高大上的样子,其实也没那么复杂,大家放轻松,咱们就像在喝茶聊天一样,慢慢来。
POE,顾名思义,就是“以太网供电”,意思是说它不仅能传输数据,还能给设备供电。
这就好比你点了一杯咖啡,顺便给你手机充个电,一举两得,简直是懒人的福音。
想象一下,办公室里每个角落都插满了电源插座,线缆交错,简直像一场现代艺术展,搞得人头疼得不行。
而有了POE交换机,就能把这些麻烦都扔到九霄云外。
只需要一根网线,不仅能把信号送到你的设备,还能顺便给它供电,想想就觉得方便得不要不要的。
再说了,像监控摄像头、无线接入点这些设备,通常都需要电源,POE交换机的出现,简直就是它们的救星。
咱们来看看这个POE交换机的工作原理吧。
其实它就像一个万能的管家,负责把电源和数据通过同一根网线送到不同的设备。
你可以把它想象成是一个大大的快递员,搬着一箱子东西,上面标着“电”和“数据”,把它们送到各个需要的地方。
这样一来,布线就变得简单多了,减少了各种电源适配器的使用,省钱又省心,真是太妙了。
说到这里,肯定有人会问,这个POE交换机到底有哪些好处呢?它节省空间,真的不用再为那些碍眼的电源插座和电线发愁。
办公室一角,只摆个交换机,整个环境都清爽了。
再说了,安装和维护都简单得很,连小白都能轻松搞定,不信你试试!你只需要把交换机放好,接上电源和网络线,然后把需要供电的设备接上,就可以愉快地上网和供电啦。
POE交换机还特别智能,能够自动检测连接的设备,看看它们需要多少电,然后再进行相应的供电。
就好像一个热心的朋友,看到你需要帮助时,立马就来伸出援手,简直贴心得让人想哭。
有了它,设备再也不用担心突然没电,影响工作效率,真是为人省心的好助手。
再来聊聊它的应用场景吧。
办公室里、学校里、商场里,几乎到处都能见到POE交换机的身影。
尤其是在那些需要多台设备同时工作的地方,比如会议室、教学楼,POE交换机的优势更是凸显得淋漓尽致。
网络交换机方案网络交换机是一种用来在计算机网络中传输数据的设备。
它将进入它的一个端口的数据包转发到其他合适的端口上,以实现网络中不同节点之间的数据交换。
在现代网络架构中,网络交换机扮演着至关重要的角色,提供了高性能、可靠和安全的数据传输。
在设计网络交换机方案时,需要考虑多个因素,包括网络规模、性能需求、安全性和可扩展性等。
以下是一个详细描述网络交换机方案的文档,提供了一个完整的指导。
一、引言网络交换机是现代计算机网络中的关键设备之一。
它允许多个设备之间快速、高效地共享数据,并确保数据在网络中的安全传输。
本文将介绍网络交换机方案的基本原理、设计要点和实施步骤。
二、基本原理1. 交换机工作原理网络交换机是一个多端口设备,它通过将数据包从一个端口转发到另一个端口来实现数据交换。
它使用MAC地址表来确定数据包应该被转发到哪个端口。
当一个数据包到达交换机的一个端口时,交换机会检查目的MAC地址,然后查找MAC地址表来确定下一步的操作。
2. 交换机类型网络交换机的类型包括普通交换机、三层交换机和模块化交换机。
普通交换机只能在二层进行转发决策,三层交换机可以在二层和三层进行转发决策,而模块化交换机则具有更高的可扩展性和定制性。
三、设计要点1. 网络规模和性能需求在设计网络交换机方案时,首先要考虑的是网络规模和性能需求。
如果网络规模较小,可以选择一些便宜且具有基本功能的交换机。
而对于大规模网络或对性能要求较高的场景,应考虑使用高性能的交换机,并采取冗余和负载均衡等措施来确保网络的稳定性和可靠性。
2. 网络拓扑结构网络拓扑结构是指网络中各个设备之间的连接方式。
常见的拓扑结构包括星型、环型和总线型等。
选择适合网络需求的拓扑结构可以提高网络的效率和可管理性。
3. 可用性和容错性在设计网络交换机方案时,需要考虑网络的可用性和容错性。
通过采用冗余设备和链路,可以确保网络在某些设备或链路出现故障时仍然可用。
4. 安全性网络安全是一个重要的问题,特别是对于一些敏感的数据和资源。
基于MAX5980芯片的POE网络交换机设计方案
[导读] MAX5980芯片设计缜密,结构合理,功能完整,具有配套设计简单,操作方便,可靠性高等多项优点。
本文通过对MAX5980芯片与以太网网络交换机芯片进行联合分析,提出了基于MAX5980芯片的POE网络交换机设计方案。
通过方案的系统设计及测试,论证了POE芯片结合网络交换机实际应用的可行性,该方案设计完整,运行稳定,能充分满足后端网络的各类受电器件的正常工作。
一、引言
POE(Power Over Ethernet)以太网供电,指的是在现有的以太网Cat.5布线基础的架构下不作任何改动,在为一些基于IP的终端设备(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时,还能同时为此类设备本身提供直流供电的技术。
POE设备包括电源输出设备PSE和电源接受设备PD,本文重点讨论电源输出设备PSE.
利用POE技术,用户无需再为每个连接POE的终端设备提供墙壁电源,从而节省了为连接IP电话、无线LAN接入点、视频监视摄像机、建筑物管理系统和远程视频亭等设备所须的电源布线成本。
此外,借助PoE,企业还能够将一些关键的设备锁定在一个电源上,用UPS备份电源支持整个系统,如此一来,必将大大提高整个系统的供电保障,从而提高整个系统设备的可靠性和安全性。
二、系统遵循的标准
随着以太网在全球使用日渐趋于平民化,相应的组网设备迅速得以开发,在长期的使用中,与之配套的供电电源一直是困扰组网的终端设备进一步普及的瓶颈之一。
于是,通过以太网数据线对或备用线对来实现以太网设备供电的标准自然地随着市场的需求和技术的开发得以颁布执行。
IEEE802.3af标准对以太网供电(POE)及相关的实施细则做了详尽的规定。
该标准作为一个基于以太网络的电源传输协议,详细规定了相应的送电设备(PSE)对受电设备(PD)进行供电的机理。
其中包括了对受电设备进行在线测试,分级处理,启动供电,断接保护等多项技术的实施细则。
协议还对以太网输电线路(PTL)作了详细的规定。
本文的系统方案完全建立在上述标准的基础上进行设计,系统在确保现有结构化布线安全的情况下,同时保证现有网络的正常运作,从而最大限度地降低了成本。
三、芯片选择与电路设计
在系统设计前,我们比对了国际上多款能实现PSE功能的芯片,美国美讯公司的MAX5980因其设计卓越,配套方案合理,整个管控渠道的通畅而引起了我们的注意。
这在为我们以后的设计起到至关重要的作用。
MAX5980是一款四通路的电源送电设备(PSE)的电源控制器。
芯片是专门为用于符合IEEE 802.3at/af及兼容的PSE设备设计的。
根据标准的要求,该器件针对后端的受电设备具有,探测,分级,限流,和负载断开检测等功能。
该器件支持全自动操作同时支持软件编程控制。
该器件还支持新的两事件分级和针对大功率的受电设备的第5类探测和分级功能。
该器件支持单电源供电,每个端口(第五类启用)可提供高达70W的功率,同时可提供对后端原有的受电设备的高容抗检测。
根据MAX5980的技术特性,我们首先设计了一个4路PSE的电原理图,如图1所示。
根据芯片资料,PSE控制器MAX5980的输入电压设计为48V直流。
芯片的输出部分采用4个大功率的场效应管作为4个网络供电输出的电流控制端。
48V直流输入由开关电源提供。
电源通过网络端口输出,提供给后端的受电设备。
场效应管是整个电源输出的控制回路中的关键元件。
回路中场效应管的源极接0.25欧姆取样电阻,然后再返回到芯片。
输出电流经场效应管,通过取样电阻采样,监测输出回路的电流。
芯片可以随时通过SENSE端口进行取样,读取后端PD设备的负载特征。
经过判断,芯片可控制场效应管的G极做出各种控制响应。
根据802.3at协议的定义和芯片的功能设计,芯片将根据不同的采样数据进行判断,然后再进行检测,分级,端口电压启动,过流保护,欠压和过压保护等动作。
从而实现整个芯片系统的运行。
在调试过程中,在48V输入端并接了2个0.1uf的电容,用来抑制电源的纹波系数,增强抗干扰能力,提高电源的可靠性。
同时,在48V的端还选用了SMIB58瞬态抑制管,用于防止大电流的冲击,避免器件受损。
MAX5980的1、2、3脚为外接串行总线的接口线,本文中不采用I2C串行总线,根据设计文献要求,必须将这3根线接地。
芯片的5、6、7、8脚作为器件的从地址的位置编码端,在设计中也必须接地。
根据IEEE802.3af协议对PSE和PD之间接口定义的连接标准,POE的网络交换机的端口接线方法有两种接法,如图2、图3所示。
图2为A型接法,其中的RJ45端口在承担传输输入输出信号的同时还需要传输直流电,1、2芯线为正极输出,3、6芯线为负极输出。
图3为B型接法,图3所示的RJ45的4、5,7、8芯线用做PSE的直流电源的输出。
其中的4、5芯线连接电源的正极,7、8芯线连接电源的负极。
由于在RJ45的端口定义中,4、5,7、8芯线不承担信号传输的功能,因此,在PSE的设计中需要考虑的电气特性相对简单。
本文中选择了B型接法作为系统设计的电源输出,这也将为之后的与交换机芯片合成带来方便。
MAX5980的取样关键在于输出电路取样电阻的测试精度,因此,在具体的PCB布线设计时采用了开尔文检测的布线方式,从而保证了电路的测试精度。
这点在具体的布线布局和设计中尤为重要。
每个取样电阻都采用1206的封装,可以减少因电路的走线带来的采样偏差。
四、交换芯片的配合应用
本系统采用IP175C芯片作为以太网网络交换机的处理器。
该芯片是专门为小型的企业和家庭级的以太网交换机设计的处理芯片,芯片已经长期使用,状态情况良好,性能稳定,业界评价很高,是与MAX5980相配合的理想的交换芯片。
有关IP175C芯片这部分本文不再进行展开描述,重点对修正部分进行必要的阐述。
为保证MAX5980的工作稳定,IP175C的工作电压必须从MAX5980的输入端接入,通过LM2594降压至IP175C所需的工作电压。
同时,网络交换机和PSE的端口指示电路的供电电压也必须从MAX5980的输入端接入。
以太网的数据信号,经过IP175C处理器进行交换处理,信号从RJ45端口输出,接口电路如图4所示。
为了保证数据信号的传输质量,芯片信号的输入输出都是成差分对的,在设计和布线时候都必须围绕着这个特点展开。
如图4所示电路中的网络隔离变压器主要用作传输信号中的电平转换,以增强数据信号的传输能力,提高信号的抗干扰能力。
PSE的直流输出如图所示接入,并通过RJ45端口输出为后端供电。
为了保证电气特性稳定,在2个端口和机壳间都增加了滤波电容。
五、POE网络交换机的仿真测试
下图所展示的是POE网络交换机仿真测试示意图。
MAX5980在与IP175C网络芯片构成完整的5口的带有POE功能的网络交换机后,其中的第一端口作为网络级联口,用作连接上层交换设备。
其余的4个网络端口都具有对后端进行网络供电的带有POE功能的端口。
在根据上文的系统方案设计完成后,经过仿真测试,该方案的设计完全满足设计时所提出的要求。
系统工作正常,性能稳定可靠。
六、结束语
本文通过对MAX5980芯片与以太网网络交换机芯片进行联合分析,提出了基于MAX5980芯片的POE网络交换机设计方案。
本文设计的POE交换机作为新推出的网络交换设备,对以太网的方便架构起着十分重要的作用。
最后通过方案的系统设计及测试,论证了POE芯片结合网络交换机实际应用的可行性,该方案设计完整,运行稳定,能充分满足后端网络的各类受电器件的正常工作。