當偵測到埠下掛設備屬於合法的PD設備時,並且PSE設備完成對此PD設備的功率分級,PoE系統進入供電模式,PSE設備開始對該設備進行供電,輸出48V的電壓。而且在隨後的工作模式中實時進行監控和電源管理,包括:監視PD設備的「維持功率」特徵、偵測PD設備是否已斷線、MPS信號的消失、檢測電流是否超過過載電流達到75ms,以及電流值達到短路電流在75ms等情況。一旦檢測到以上故障現象,PSE供電設備將關閉埠輸出電壓,埠狀態重新返回到偵測模式,正常情況下PSE會快速斷開停止供電前必須等到300~400ms,以便設備做出相應處理。其中,針對PSE設備偵測PD設備是否已斷線,PoE系統將採用對PD進行交流阻抗偵測,即通過一個小幅度的共模交流電壓與數據信號和48V直流被同時送到乙太網線纜上,然後測量交流電流並算出埠阻抗,如果PD設備還沒有被斷開,這個值應該低於26.25kΩ,交流電壓的頻率應該在1MHZ到100MHZ之間。另外,還有一種情況就是MPS信號的消失:在供電期間,PD設備應放出的MPS(maintian power signature)信號,該信號兩個有效判斷依據是直流電流不得小於10mA以及500Hz以內的所有頻率對應的交流阻抗不得低於33kΩ。PSE根據這兩個依據判斷MPS信號,從而進行斷電處理。
加入了802.3af安全機制後,可以確保只有在真正需要供電的時候,乙太網線內才會有48V電壓的電流輸出,在錯接、斷線、短路等非正常情況下是不會供電的,因此確保了供電的安全。
PoE產品測試與規範制定
上海電信定製開發出FTTH的PoE產品後起草了詳細的測試方案,測試方案包括功能測試、性能測試、穩定性測試、安全性測試、環境及電氣特性測試等部分。
在實驗室測試中,上海電信結合現網部署的操作細節、物理環境、安全問題等因素創新地提出多個測試項目。首先針對現網使用環境中存在的複雜布網情況,分別測試了3米、30米、80米網線情況下的PoE供電能力,並且長網線採用網線延長轉接頭拼接而成,儘可能模擬出最複雜的網線連接情況。在功能測試部分驗證了PoE設備啟動電流、電壓是否滿足FTTH用戶終端的實時開啟,是否滿足網關全業務使用情況下對於穩定功率的要求;性能測試部分驗證了PoE供電的最大傳輸距離和最小安全傳輸距離;通過反覆上電/斷電模擬用戶實際的操作行為,檢驗PoE設備的可靠性。
同時,上海電信對PoE設備進行了48小時的長時間穩定性測試,通過SMARTBITS打流,檢查PoE供電的網關設備在48小時內的丟包率為多少,以此來檢測PoE設備供電的穩定性。針對現網部署PoE設備最關鍵的安全性,我們設計了反線序供電、線纜短路、線纜帶電連接用戶終端等多項安全性測試項目,排除一切可能造成用戶設備損壞等安全性問題。另外,對於五類線上傳輸電流造成的五類線發熱老化問題,我們進行了長時間測試並計算網線發熱功率,保證48V電流在五類線上傳輸的安全。為了保證PoE設備環境及電氣特性滿足室內/室外部署的需求,我們通過專業實驗室對PoE設備進行了防雷、防靜電及高低溫等電器特性的測試。
經過實驗室測試後,我們還到現網環境中進行多次驗證和試用。在得到大量的一手測試數據後,結合現網應用需求以及PoE技術特點,上海電信制定了《中國電信上海公司基於FTTH的PoE產品技術規範》,詳細地制定了適用於上海電信的PoE設備的各項技術指標和性能要求,用於指導設備廠商的定製開發和生產;同時,還制定了《中國電信上海公司POE設備應用技術規範V1.0》,定義了上海電信PoE設備的使用場景、布線方式、安裝方法,用來指導電信裝維人員的規範操作,並組織開展了城市光網培訓基地內的培訓操作。
PoE供電方案助力「城市光網」快速發展
在「城市光網」大發展的今天,如何發展用戶,留住用戶至關重要。反向PoE方案在解決FTTH終端供電難問題的同時,挽回了大量由於無法供電而不得不退單的用戶。由於PoE設備小巧靈活,不影響用戶家庭美觀,因此贏得了相當一部分潛在FTTH用戶。
在挽回FTTH用戶的同時,通過PoE供電解決方案也大大提高了「城市光網」FTTH規模部署的安裝效率。據統計,採用引電方案2名裝維人員每天只能完成2戶FTTH用戶的安裝部署,而通過PoE供電解決方案後,每天可以完成6戶FTTH用戶的安裝部署,安裝效率得到了成倍的提高。
2000年後建成的房屋是FTTH的主力軍,這批房屋樓內設有弱電井並且五類線入戶的情況較為普遍,因此如若這部分用戶光纖入戶存在困難的情況下,PoE供電方案不失為一種較好的補充技術手段,可以助力「城市光網」FTTH高速發展。