PSE 電源介面 (PSE PI) 文件

電源供應裝置電源介面 (PSE PI) 在乙太網供電 (PoE) 系統的架構中起著關鍵作用。它本質上是一個藍圖，概述了一個或多個電源如何連線到八針模組化插孔，通常稱為乙太網 RJ45 埠。這種連線方案對於在乙太網電纜上同時傳輸電源和資料至關重要。

文件和標準

IEEE 802.3 標準提供了有關 PSE PI 的詳細文件。具體來說：

  • “33.2.3 PI 引腳分配”部分涵蓋了使用兩對線進行供電的 PoE 系統的引腳分配。

  • “145.2.4 PSE PI”部分解決了透過乙太網電纜的所有四對線供電的 PoE 系統的配置。

PSE PI 和單對乙太網

單對乙太網 (SPE) 代表了一種不同的乙太網連線方法，僅使用一對導體進行資料和電源傳輸。與標準乙太網的 PSE PI 中詳述的配置（可以涉及跨四對或兩對線的多個電源安排）不同，SPE 由於其單對設計而採用更簡單的模型。因此，對於多對乙太網，PSE PI 中描述的在替代引腳分配之間進行選擇以進行電源傳輸的複雜性不適用於 SPE。

瞭解 PSE PI

電源供應裝置電源介面 (PSE PI) 是一個框架，定義了電源供應裝置 (PSE) 如何透過乙太網電纜向受電裝置 (PD) 供電。它詳細說明了兩種主要的供電配置，稱為 Alternative A 和 Alternative B，它們的區別不僅在於電源傳輸方法，還在於對極性和資料傳輸方向的影響。

Alternative A 和 B 概述

  • Alternative A: 使用 RJ45 導體 1、2、3 和 6。無論 10/100BaseT 或 1G/2G/5G/10GBaseT 網路的情況如何，使用的線對都攜帶資料。在這種替代方案中，電源傳輸的極性可能會因 MDI（媒體相關介面）或 MDI-X（媒體相關介面交叉）配置而異。

  • Alternative B: 使用 RJ45 導體 4、5、7 和 8。在 10/100BaseT 網路的情況下，使用的線對是沒有資料的備用線對，並且受資料傳輸方向的影響較小。但對於 1G/2G/5G/10GBaseT 網路而言並非如此。Alternative B 包括兩種具有不同極性的配置，稱為變體 X 和變體 S，以適應不同的網路要求和裝置規格。

表 145-3 PSE 引腳排列替代方案

下表概述了 Alternative A 和 Alternative B 的引腳配置。

導體
Alternative A

(MDI-X)
Alternative A
Alternative B
Alternative B

1

負電壓

正電壓

2

負電壓

正電壓

3

正電壓

負電壓

4

負電壓

正電壓

5

負電壓

正電壓

6

正電壓

負電壓

7

正電壓

負電壓

8

正電壓

負電壓

注意

  • “正電壓”和“負電壓”表示每個引腳的電壓極性。

  • “-”表示該引腳未用於該特定配置中的電源傳輸。

PSE PI 相容性

下表概述了在 PSE 2 線對連線中，引腳排列替代方案與 1000/2.5G/5G/10GBaseT 之間的相容性。

變體

替代方案 (A/B)

供電型別（直接/幻像）

與 1000/2.5G/5G/10GBaseT 的相容性

1

A

幻像

是

2

B

幻像

是

3

B

直接

否

注意

  • “直接”表示一種變體，其中電源直接注入到線對中

    在備用線對的情況下不使用磁性元件。

  • “幻像”表示透過線圈/磁性元件的電源路徑，如

    Alternative A 變體所做的那樣。

如果 PSE 4 線對，則僅支援 10/100BaseT 的 PSE（這意味著引腳排列 Alternative B 上的直接電源）與 4 線對 1000/2.5G/5G/10GBaseT 不相容。

PSE 電源介面 (PSE PI) 連線圖

下圖說明了 RJ45 埠、乙太網 PHY（物理層）和 PSE PI（電源供應裝置電源介面）之間的連線架構，演示瞭如何透過乙太網電纜同時傳輸電源和資料。RJ45 埠充當這些連線的物理介面，其八個引腳中的每一個都連線到乙太網 PHY 以進行資料傳輸，並連線到 PSE PI 以進行電源傳輸。

+--------------------------+
|                          |
|          RJ45 Port       |
|                          |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+                +-------------+
  1| 2| 3| 4| 5| 6| 7| 8|                   |             |
   |  |  |  |  |  |  |  o-------------------+             |
   |  |  |  |  |  |  o--|-------------------+             +<--- PSE 1
   |  |  |  |  |  o--|--|-------------------+             |
   |  |  |  |  o--|--|--|-------------------+             |
   |  |  |  o--|--|--|--|-------------------+  PSE PI     |
   |  |  o--|--|--|--|--|-------------------+             |
   |  o--|--|--|--|--|--|-------------------+             +<--- PSE 2 (optional)
   o--|--|--|--|--|--|--|-------------------+             |
   |  |  |  |  |  |  |  |                   |             |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+                +-------------+
|                          |
|       Ethernet PHY       |
|                          |
+--------------------------+

Alternative A 的簡單 PSE PI 配置

下圖說明了一個簡單的 PSE PI（電源供應裝置電源介面）配置，旨在支援乙太網供電 (PoE) 的 Alternative A 設定。此實現經過專門設計，可透過乙太網電纜的資料傳輸線對提供電源，適用於 MDI 或 MDI-X 配置，但每次僅支援一種變體。

        +-------------+
        |    PSE PI   |
8  -----+                             +-------------+
7  -----+                    Rail 1   |
6  -----+------+----------------------+
5  -----+      |                      |
4  -----+      |             Rail 2   |  PSE 1
3  -----+------/         +------------+
2  -----+--+-------------/            |
1  -----+--/                          +-------------+
        |
        +-------------+

在此配置中：

  • 引腳 1 和 2 以及引腳 3 和 6 用於電源傳輸和資料傳輸。這與 10/100BaseT 乙太網網路的標準佈線一致，其中這些線對用於資料。

  • Rail 1 和 Rail 2 表示正電壓和負電壓，Rail 1 連線到引腳 1 和 2，Rail 2 連線到引腳 3 和 6。更高階的 PSE PI 配置可能包括整合或外部開關來更改電壓的極性，從而與 MDI 和 MDI-X 配置相容。

更復雜的 PSE PI 配置可能包括其他元件，以支援 Alternative B，或提供其他功能，例如電源管理，或其他電源傳輸功能，例如 2 線對或 4 線對電源傳輸。

        +-------------+
        |    PSE PI   |
        |        +---+
8  -----+--------+   |                 +-------------+
7  -----+--------+   |       Rail 1   |
6  -----+--------+   +-----------------+
5  -----+--------+   |                |
4  -----+--------+   |       Rail 2   |  PSE 1
3  -----+--------+   +----------------+
2  -----+--------+   |                |
1  -----+--------+   |                 +-------------+
        |        +---+
        +-------------+

裝置樹配置：描述 PSE PI 配置

裝置樹中需要單獨的 PSE PI 節點，這受到乙太網供電 (PoE) 系統設定複雜性的影響。以下是對簡單和複雜 PSE PI 配置的描述，以說明此決策過程：

簡單 PSE PI 配置： 在一個簡單的場景中，PSE PI 設定涉及單個 PSE 控制器與乙太網埠之間的直接一對一連線。此設定通常支援基本的 PoE 功能，而無需動態配置或管理多個電源傳輸模式。對於此類簡單配置，在現有 PSE 控制器的節點中詳細說明 PSE PI 可能就足夠了，因為系統不包含需要單獨節點的其他複雜性。此處的首要重點是將電源傳輸與特定乙太網埠進行清晰的直接關聯。

複雜 PSE PI 配置： 相比之下，複雜的 PSE PI 設定可能包括多個 PSE 控制器或輔助電路，它們共同管理向一個乙太網埠的電源傳輸。此類配置可能支援一系列 PoE 標準，並且需要能夠根據操作模式（例如，PoE2 與 PoE4）或連線裝置的特定要求動態配置電源傳輸。在這些情況下，專用 PSE PI 節點對於準確記錄系統架構至關重要。此節點將用於詳細說明不同 PSE 控制器之間的互動、對各種 PoE 模式的支援，以及協調整個網路基礎設施中的電源傳輸所需的任何其他邏輯。

指導

對於簡單的 PSE 設定，由於這些系統的直接特性，在 PSE 控制器節點中包含 PSE PI 資訊可能就足夠了。但是，對於涉及多個元件或高階 PoE 功能的複雜配置，使用專用 PSE PI 節點會更有益。此方法符合 IEEE 802.3 規範，提高了文件的清晰度，並確保準確地表示 PoE 系統的複雜性。

PSE PI 節點：基本資訊

裝置樹中的 PSE PI（電源供應裝置電源介面）節點可以包括幾個關鍵資訊，這些資訊對於定義 PoE（乙太網供電）系統的電源傳輸能力和配置至關重要。以下是此類資訊的列表，以及有關其必要性的解釋以及它們可能未在 PSE 控制器節點中找到的原因：

  1. 供電線對配置

    • 描述： 標識乙太網電纜中用於電源傳輸的線對。

    • 必要性： 確保根據電路板的設計為正確的線對供電至關重要。

    • PSE 控制器節點： 通常缺乏有關物理線對使用的詳細資訊，而側重於電源調節。

  2. 供電線對的極性

    • 描述： 指定每個供電線對的極性（正或負）。

    • 必要性： 對於安全有效地將電源傳輸到 PD 至關重要。

    • PSE 控制器節點： 極性管理可能超出 PSE 控制器的標準功能。

  3. PSE 單元關聯

    • 描述： 詳細說明了在多單元配置中 PSE 單元與乙太網埠或線對的關聯。

    • 必要性： 允許在複雜的系統中最佳化電源資源分配。

    • PSE 控制器節點： 控制器可能不直接管理單元關聯，而是側重於電源流調節。

  4. 對 PoE 標準的支援

    • 描述： 列出系統支援的 PoE 標準和配置。

    • 必要性： 確保系統與各種 PD 相容並符合行業標準。

    • PSE 控制器節點： 具體功能可能取決於整個 PSE PI 設計，而不僅僅是控制器本身。每個 PI 的多個 PSE 單元並不一定意味著支援多個 PoE 標準。

  5. 保護機制

    • 描述： 概述了其他保護機制，例如過流保護和熱管理。

    • 必要性： 提供額外的安全性和穩定性，補充 PSE 控制器保護。

    • PSE 控制器節點： 某些保護可能透過電路板特定的硬體或控制器外部的演算法來實現。