Как POE устройства договариваются друг с другом

Power over Ethernet (PoE) — технология, позволяющая передавать питание по физической линии Ethernet. Данная статья вкратце рассматривает механизм классификации POE устройств.

На две пары, через среднюю точку трансформатора, подаётся «+», на две другие «-» (напряжение 52..57В для bt). Данная схема позволяет минимизировать влияние питающего потенциала на дифференциальный сигнал. На рисунке показан стандарт bt, at и af используют 2 пары, а не 4. Полное напряжение подаётся в линию не сразу, так как в общем случае есть вероятность спалить внешнее устройство. Первым делом источник (инжектор) и приёмник (сплиттер) должны между собой договориться (совершить рукопожатие). Процесс рукопожатия происходит следующим образом (на примере bt):

Первая стадия, детекция, позволяет источнику понять, что к нему подключено какое то POE устройство. Сплиттер должен поддерживать сопротивление линии 25К Ом. Инжектор подаёт низкие напряжения до 10.1В и мерит ток. Затем рассчитывает сопротивление и понимает, что к нему подключено питаемое устройство. После валидации детекции наступает стадия классификации. Это самая интересная стадия, в которой происходит диалог, пускай и примитивный, двух устройств. Как видно на рисунке, инжектор подаёт напряжение (14.5В..20.5В) и мерит ток. По результату замера тока инжектор понимает класс сплиттера.

В этой таблице показана сигнатура класса, которую сплиттер создает для каждого импульса (Event). Если запрашивается класс 4 или ниже, ток всех импульсов будет одинаковый. Для классов с 5 по 8, сигнатуруа отличается с третьего импульса. Сигнатура класса, обозначенная / между косыми чертами /, не возникнет в совместимой системе. Алгоритм согласования заключается в различном числе импульсов, подаваемых инжектором и различном токе, выставляемым сплиттером. То есть инжектор понимает класс питаемого устройства по току, а сплиттер понимает класс инжектора по числу импульсов. Например инжектор имеет доступную мощность 53 Вт (достаточную для поддержки класса 5, но не класса 6). Если сплиттер запрашивает мощность класса 3 (или ниже), инжектор выдаст один импульс, и сплиттер получит полную запрошенную мощность. Если сплиттер запрашивает класс 4, инжектор выдает два или три импульса и сплиттер получает полную запрашиваемую мощность. Если сплиттер запрашивает питание класса 5, инжектор выдает четыре импульса и выделит всю запрошенную мощность. Однако, если сплиттер запрашивает мощность, превышающую класс 5, инжектор выдает только три импульса, сплиттеру выделяется мощность класса 4. Данный механизм позволяет питать более мощные потребители, при этом дав им понять, что мощность ограничена и они смогут работать лишь в режиме энергосбережения.

После классификации инжектор подаёт (или не подаёт) полное напряжение в линию. Стандарт вводит ограничения на пусковые токи. Вкратце третий этап выглядит следующим образом: