网络变压器的POE电源

随着网络技术的持续发展，由于其便利性和效率，对以太网（POE）技术的功能已被广泛使用。 POE技术通过以太网电缆同时传输功率和数据，从而大大简化了网络设备的安装和部署。作为POE电源系统中的关键组件，网络变压器的接线方法和设计在系统的性能和可靠性中起着至关重要的作用。本文将详细讨论POE电源中网络变压器的不同接线方法，包括空闲配对电源和数据对电源的特征，差异和接线要求。

1. 1. POE电源的基本原理

POE技术的核心是通过以太网电缆同时传输功率和数据信号。该技术基于IEEE 802.3AF和IEEE 802.3AT标准，允许在标准以太网电缆中传输直流电源。 POE系统主要由两个部分组成：

• 电力采购设备（PSE）：负责提供电源，通常集成到开关或POE注射器中。

• Power Application设备（PD，动力设备）：需要电源的设备，例如IP摄像机，无线访问点等。

POE电源的关键是通过网络变压器分离电源和数据信号，以确保两者不会彼此干扰。

2. 2.网络变压器的作用

网络变压器在POE电源系统中起重要作用。它的主要功能包括：

• 电气隔离：防止高压干扰进入敏感数据链接，从而确保数据信号的完整性。

• 阻抗匹配：优化发射器和接收器之间的能量传递效率，并降低信号反射。

• 常见模式拒绝：减少电磁兼容性问题的影响并提高信号质量。

• 信号耦合和解耦：允许数据信号在提取嵌入其中的直流分子时平稳传递。

3. 3. POE电源的播种方法

根据IEEE 802.3AF和IEEE 802.3AT标准，有两种用于POE电源的主要接线方法：空闲配对的电源（替代B）和数据对电源（替代A）。

（i）闲置对电源（替代b）

备用对功率传输使用以太网电缆中的电线对，这些电线对不用于数据传输（通常是线对4、5和7、8）来传输电源。此方法适用于10Base - T和100base - T网络，因为这些网络仅使用线对1、2和3、6进行数据传输，而电线对4、5和7、8是备用对。

接线方法

• 电线对4和5：连接到正极。

• 电线对7和8：连接到负极。

特征

• 优势：

• 由于电源和数据信号使用不同的电线对，因此不会影响数据传输。

• 简化电路设计，因为不需要复杂的信号分离电路。

• 缺点：

• 在千兆网络（1000base - t）中，所有四对电线均用于数据传输，因此怠速对不能用于电源。

• 需要额外的电线才能增加电源，从而增加了电缆的复杂性。

（ii）数据对电源（替代A）

数据-配对功率传输使用相同的电线对（1、2和3、6）作为数据传输以传输功率。该方法通过网络变压器的中心水龙头将功率和数据信号分开。

接线方法

• 线对1和2：连接到正极。

• 电线对3和6：连接到负极。

特征

• 优势：

• 适用于所有以太网标准，包括1000base - t和10gbase - t。

• 无需额外的电线对，可以节省电缆资源。

• 缺点：

• 电路设计相对复杂，需要通过网络变压器分离功率和数据信号。

• 由于电源和数据信号共享相同的电线，因此对信号完整性和电磁兼容性提出了更高的要求。

4. 4.空闲配对电源与数据对电源之间的差异

1. 适用的方案

• 闲置对电源（替代b）：

• 适用于10base - t和100base - t网络，因为这些网络具有可用于电源的备用电线对。

• 不适用于千兆网络（1000base - t），因为千兆网络需要所有四对电线来传输数据。

• 数据对电源（替代a）：

• 适用于所有以太网标准标准，包括10base - t，100base - t，1000base - t和10gbase - t。

• 千兆和更高带宽网络的唯一选择。

2. 电路设计的复杂性

• 空闲对的功率：

• 电路设计相对简单，因为电源和数据信号使用不同的电线对，并且不需要复杂的信号分离电路。

• 到电源的数据：

• 电路设计相对复杂，需要通过网络变压器分离功率和数据信号。

3. 信号完整性

• 空闲对的功率：

• 较高的信号完整性，因为功率和数据信号没有共享相同的电线，从而减少了相互干扰。

• 到电源的数据：

• 信号完整性要求较高，因为功率和数据信号共享相同的电线，并且需要通过网络变压器很好地隔离。

5. 接线要求

1. 闲置模式下电源的接线要求

• 线对选择：

• 将导线对4和5用作正和电线对7和8作为负。

• 电缆类型：

• 建议使用类别5（CAT - 5）或更高的网络电缆来确保足够的当前传输能力。

• 电源设备（PSE）：

• PSE设备应支持闲置对电源模式并提供足够的输出功率。

• 动力设备（PD）：

• PD设备应支持空闲电源模式并具有相应的电源管理功能。

（ii）电源的数据布线要求

• 线对选择：

• 将导线对1和2用作正面和电线对3和6作为负。

• 电缆类型：

• 建议使用类别5（CAT - 5）或更高的网络电缆来确保足够的当前传输能力。

• 网络变压器：

• 网络变压器应具有中心水龙头功能，以分离功率和数据信号。

• 电源设备（PSE）：

• PSE设备应支持数据对电源模式并提供足够的输出功率。

• 动力设备（PD）：

• PD设备应支持数据对电源模式并具有相应的电源管理功能。

（iii）一般接线注意事项

• 电缆质量：

• 使用高-质量网络电缆来确保电缆的电导率和机械强度。

• 电缆长度：

• 电缆长度应尽可能短以减少传输损耗和电压下降。

• 电磁干扰：

• 避免将网络电缆与高-电压电源线或强电磁干扰源一起放置，以减少电磁干扰。

• 接地：

• 确保电源设备和动力设备井井有条，以提高系统的抗干扰能力和安全性。

6. 6.实践申请案例

100m网络（100base - t）POE电源

在100m的网络中，通常使用空闲对电源（替代B）方法。例如，诸如IP摄像机和无线访问点之类的设备通常由空闲对供电，因为这些设备不需要高-带宽数据传输，并且空闲对电源方法易于使用。

（ii）千兆网络的POE电源（1000base - t）

在千兆网络中，由于所有四对电线都用于数据传输，因此必须使用数据对电源（替代A）。例如，诸如千兆开关和千兆无线访问点之类的设备通常使用数据对电源，因为此方法适用于高-带宽数据传输。

1. 7.结论

网络变压器在POE电源系统中起着至关重要的作用。闲置对电源和数据对电源是POE电源的两种主要方法，每种电源都有其自身的特征和适用的方案。闲置对电源适用于100m网络，而数据对电源适用于所有以太网标准，包括千兆网络。接线时，有必要根据特定的网络环境和设备要求选择适当的接线方法，并遵循相应的接线要求，以确保系统的性能和可靠性。

通过合理选择和设计网络变压器的接线方法，可以有效改进POE电源系统的效率和稳定性，以满足不同网络环境中的应用要求。