实现数据与直流电源在以太网上共线传递

多的以太网设备（RFID阅读器、PDA充电器、移动电话甚至笔记本电脑等）可以采用这种方便的供电方式，因此 IEEE 802.3af标准包括了一个可选的特性，名为功率分级(Power Classification)，它可以让PSE更准确地管理功率预算。表3列出了一台 PD 可以提供的不同功率等级(Power Classes)，以及各自相应的分级标志(Classification Signatures)。


　　为实现可选的功率分级方法，PSE先施加一个14.5V至20.5V的探测电压。PD发出一个标志（分级电流）作为回应，该标志向PSE指示PD可以消耗的最大功率。这一信息使PSE交换机在任何时候都能管理提供给所连接PD的最大功率。你可以通过选择一个适当的PSE控制器IC，实现另一个IEEE 802.3af标准以外的功能，即对 PSE 各个端口的输出功率进行硬件的限制。
　　除非网络主管保证所有的PD都不会换成功耗更大的设备，否则有时交换机预计的功率预算会出现超标现象。在这种情况下，PSE 将拒绝为该端口供电，直到PD的功率分级符合要求为止。
　　另一个在突发情况下很灵活的功能就是，PSE可以决定哪个端口优先接受电源，或者当 UPS 或备用发电机快要耗尽能量时决定先断掉哪个端口。这样交换机就可以保持对最重要端口的供电，如火警电话、出入证件阅读机、某些监控摄像头以及接入点，或者其它数据电路。PSE 控制器IC中带有这种故障恢复功能——这可以通过硬件实现或软件编程实现——有助于将紧急情况下的功率预算降到最低程度。此时，应找一个可软件编程的 PSE控制器IC。
　　对断开连接PD的检测
　　在PSE开始为一台PD供电后，它必须监控符合IEEE 802.3af标准的PD“保持供电”(Maintain Power)标志。PSE 还必须检测PD是否已经断开连接。标准定义了检测PD断线的交流和直流方法。例如，我们可以考虑这样一种情况：一台PD从交换机上拔下，马上有一台老式以太网设备插入同一个端口。如果在PD移走后48VDC电源没有及时断开，老式设备就可能损坏。
　　对一台 PD 进行交流阻抗测量一般要比纯直流电阻的测量更准确。一个小的共模交流电压同数据信号和48VDC一起同时沿以太网链路传递下去。然后你就可以测量交流电流，并计算各端口的阻抗，该阻抗值应小于 26.25kΩ（在 PD 未拔出的情况下）。这个交流电压的频率必须在1MHz和100MHz之间。有关断线检测交、直流方法的更多细节，设计者应查阅 IEEE 802.3af标准。无论采用哪种方法，测量与随后中止供电的速度都要足够快。
　　芯片中的先进特性
　　在所有已面市的多端口PSE芯片中，最常见的是可控制四端口线上电源的PSE控制器。可以寻找那些带I2C兼容的串行接口，带有可编程寄存器，便于配合 MCU使用。多工作模式的优势对于紧急事件更显重要。
　　举例来说，Maxim的MAX5935提供自动、半自动、手动、关断以及调试等运行模式。自动模式可以使器件在没有软件管理的情况下运行。半自动模式（根据请求）对连接到一个端口上的设备进行不间断的检测与分级，但只在软件指定的情况下才为该端口供电。手动模式在系统诊断时非常有用，可以通过软件实现对设备完全的控制。关断模式终止所有的活动，切断各端口的电源。最后，调试模式可以通过设备状态机的精细步进，作详细的系统诊断。

图 3，由于千兆PoE网络连接使用所有四个线对来传输数据，不能用中跨PSE方法来为PD供电。100BASE-TX和10BASE-T的回退模式照例可以用于数据传输。所以，在千兆以太网上运行的PD必须由一个端点PSE交换机供电。

　　图3是PoE系统设计的一个实例，这个简化的框图演示了使用千兆以太网PSE与PD的连接。由于千兆以太网不能引入中跨式电源，所以 100/10M 以太网模式也只能连接到一个端点PSE交换机上（MAX5940 PD接口控制器不需要二极管桥，但也可以在需要时带二极管桥工作）。今天的PD接口控制器IC（如MAX5941和MAX5942）包括一个脉冲宽度调制(PWM)控制器，虽然PD一般都包括一个 DC/DC 变换器。