PSE 电源接口 (PSE PI) 文档

电源供电设备电源接口 (PSE PI) 在以太网供电 (PoE) 系统的架构中起着关键作用。它本质上是一个蓝图，概述了一个或多个电源如何连接到八针模块化插孔，通常称为以太网 RJ45 端口。这种连接方案对于通过以太网电缆实现电力和数据传输至关重要。

文档和标准

IEEE 802.3 标准提供了关于 PSE PI 的详细文档。具体来说

• 第 “33.2.3 PI 引脚分配” 部分涵盖了使用两对线进行供电的 PoE 系统的引脚分配。

• 第 “145.2.4 PSE PI” 部分介绍了通过以太网电缆的所有四对线供电的 PoE 系统的配置。

PSE PI 和单对以太网

单对以太网 (SPE) 代表了一种不同的以太网连接方法，仅使用一对导体进行数据和电力传输。与标准以太网的 PSE PI 中详细介绍的配置不同（后者可能涉及跨四对或两对线的多种电源配置），由于 SPE 的单对设计，其运行模式更简单。因此，对于多对以太网，PSE PI 中描述的选择替代引脚分配进行电力传输的复杂性不适用于 SPE。

了解 PSE PI

电源供电设备电源接口 (PSE PI) 是一个框架，定义了电源供电设备 (PSE) 如何通过以太网电缆向受电设备 (PD) 提供电力。它详细介绍了两种主要的供电配置，称为替代方案 A 和替代方案 B，这两种配置不仅因其电力传输方法而区分，还因其对极性和数据传输方向的影响而区分。

替代方案 A 和 B 概述

• 替代方案 A： 使用 RJ45 导体 1、2、3 和 6。无论网络是 10/100BaseT 还是 1G/2G/5G/10GBaseT，所使用的线对都携带数据。此替代方案中的供电极性可以根据 MDI（介质相关接口）或 MDI-X（介质相关接口交叉）配置而变化。

• 替代方案 B： 使用 RJ45 导体 4、5、7 和 8。在 10/100BaseT 网络的情况下，所使用的线对是没有数据的备用线对，并且受数据传输方向的影响较小。对于 1G/2G/5G/10GBaseT 网络，情况并非如此。替代方案 B 包括两种具有不同极性的配置，称为变体 X 和变体 S，以适应不同的网络要求和设备规格。

表 145-3 PSE 引脚分配替代方案

下表概述了替代方案 A 和替代方案 B 的引脚配置。

导体	替代方案 A (MDI-X)	替代方案 A	替代方案 B	替代方案 B
1	负极 V	正极 V
2	负极 V	正极 V
3	正极 V	负极 V
4			负极 V	正极 V
5			负极 V	正极 V
6	正极 V	负极 V
7			正极 V	负极 V
8			正极 V	负极 V

注释

• “正极 V” 和 “负极 V” 表示每个引脚的电压极性。

• “-” 表示该引脚在该特定配置中不用于电力传输。

PSE PI 兼容性

下表概述了在 PSE 2 线对连接中，引脚分配替代方案与 1000/2.5G/5G/10GBaseT 之间的兼容性。

变体	替代方案 (A/B)	供电类型（直接/幻像）	与 1000/2.5G/5G/10GBaseT 的兼容性
1	A	幻像	是
2	B	幻像	是
3	B	直接	否

注释

• “直接” 表示一种变体，其中电力直接注入线对

  在备用线对的情况下不使用磁性元件。

• “幻像” 表示在像

  替代方案 A 变体那样，通过线圈/磁性元件的电力路径。

在 PSE 4 线对的情况下，仅支持 10/100BaseT 的 PSE（这意味着引脚分配替代方案 B 上的直接电源）与 4 线对 1000/2.5G/5G/10GBaseT 不兼容。

PSE 电源接口 (PSE PI) 连接图

下图说明了 RJ45 端口、以太网 PHY（物理层）和 PSE PI（电源供电设备电源接口）之间的连接架构，演示了如何通过以太网电缆同时传输电力和数据。RJ45 端口用作这些连接的物理接口，其八个引脚中的每一个都连接到用于数据传输的以太网 PHY 和用于电力传输的 PSE PI。

+--------------------------+
|                          |
|          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       |
|                          |
+--------------------------+

替代方案 A 的简单 PSE PI 配置

下图说明了一个简单的 PSE PI（电源供电设备电源接口）配置，旨在支持以太网供电 (PoE) 的替代方案 A 设置。此实现旨在通过以太网电缆的数据传输线对进行电力传输，适用于 MDI 或 MDI-X 配置，尽管一次仅支持一种变体。

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

在此配置中

• 引脚 1 和 2 以及引脚 3 和 6 用于电力传输以及数据传输。这与 10/100BaseT 以太网网络的标准布线一致，其中这些线对用于数据。

• 轨道 1 和轨道 2 表示正负电压轨道，轨道 1 连接到引脚 1 和 2，轨道 2 连接到引脚 3 和 6。更高级的 PSE PI 配置可能包括集成或外部开关来改变电压轨道的极性，从而与 MDI 和 MDI-X 配置兼容。

更复杂的 PSE PI 配置可能包括其他组件，以支持替代方案 B，或提供其他功能，例如电源管理，或额外的电力传输能力，例如 2 线对或 4 线对电力传输。

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

设备树配置：描述 PSE PI 配置

设备树中是否需要单独的 PSE PI 节点取决于以太网供电 (PoE) 系统的设置复杂程度。以下是对简单和复杂 PSE PI 配置的描述，以说明此决策过程

简单 PSE PI 配置： 在简单的场景中，PSE PI 设置涉及单个 PSE 控制器和以太网端口之间的直接一对一连接。此设置通常支持基本的 PoE 功能，而无需动态配置或管理多种电力传输模式。对于如此简单的配置，在现有 PSE 控制器的节点中详细说明 PSE PI 可能就足够了，因为该系统不包含需要单独节点的额外复杂性。这里的重点是电力传输与特定以太网端口的清晰直接关联。

复杂 PSE PI 配置： 相反，复杂的 PSE PI 设置可能包括多个 PSE 控制器或辅助电路，这些控制器或电路共同管理到一个以太网端口的电力传输。此类配置可能支持一系列 PoE 标准，并且需要能够根据运行模式（例如，PoE2 与 PoE4）或所连接设备的特定要求动态配置电力传输。在这些情况下，专用的 PSE PI 节点对于准确记录系统架构至关重要。此节点将用于详细说明不同 PSE 控制器之间的交互、对各种 PoE 模式的支持以及协调网络基础设施中电力传输所需的任何额外逻辑。

指导

对于简单的 PSE 设置，由于这些系统的直接性，在 PSE 控制器节点中包含 PSE PI 信息可能就足够了。但是，涉及多个组件或高级 PoE 功能的复杂配置可以从专用的 PSE PI 节点中受益。此方法符合 IEEE 802.3 规范，提高了文档的清晰度，并确保准确表示 PoE 系统的复杂性。

PSE PI 节点：基本信息

设备树中的 PSE PI（电源供电设备电源接口）节点可以包含几个关键信息，这些信息对于定义 PoE（以太网供电）系统的电力传输能力和配置至关重要。以下是此类信息的列表，以及对其必要性的解释以及为什么在 PSE 控制器节点中可能找不到它们的原因

1. 受电线对配置

   • 描述： 标识以太网电缆中用于电力传输的线对。

   • 必要性： 确保根据电路板的设计为正确的线对供电至关重要。

   • PSE 控制器节点： 通常缺少关于物理线对使用的详细信息，而侧重于电源调节。

2. 受电线对的极性

   • 描述： 指定每个受电线对的极性（正或负）。

   • 必要性： 对于安全有效地将电力传输到 PD 至关重要。

   • PSE 控制器节点： 极性管理可能超出 PSE 控制器的标准功能。

3. PSE 单元关联

   • 描述： 详细说明多单元配置中 PSE 单元与以太网端口或线对的关联。

   • 必要性： 允许在复杂系统中优化电力资源分配。

   • PSE 控制器节点： 控制器可能不会直接管理单元关联，而是侧重于电源流调节。

4. 对 PoE 标准的支持

   • 描述： 列出系统支持的 PoE 标准和配置。

   • 必要性： 确保系统与各种 PD 兼容，并遵守行业标准。

   • PSE 控制器节点： 具体功能可能取决于整体 PSE PI 设计，而不仅仅是控制器。每个 PI 的多个 PSE 单元并不一定意味着支持多个 PoE 标准。

5. 保护机制

   • 描述： 概述其他保护机制，例如过流保护和热管理。

   • 必要性： 提供额外的安全性和稳定性，作为 PSE 控制器保护的补充。

   • PSE 控制器节点： 一些保护可能通过特定于电路板的硬件或控制器外部的算法来实现。