郑州西门子中国代理商通讯电缆供应商

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1.2 什么是PoE以太网供电PoE  (Power Over Ethernet) 以太网供电这项的技术，指的是现有的以太网CAT-5布线基础架构在不用作任何改动的情况下就能保证在为如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机以及其他一些基于IP的终端传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的能力。PoE技术用一条通用以太网电缆同时传输以太网信号和直流电源，将电源和数据集成在同一有线系统当中，在确保现有结构化布线的同时保了现有网络的正常运作。

大部分情况下，PoE的供电端输出端口在非屏蔽的双绞线上输出44~57V的直流电压、350~400mA 的直流电流，为一般功耗在15.4W以下的设备提供以太网供电。典型情况下，一个IP电话机的功耗约为3~5W，一个无线局域网访问接入点AP的功耗约为6~12W，一个网络摄像机设备的功耗约为10~12W。
1.3 PoE以太网供电的好处PoE以太网供电为用户带来的好处是显而易见的，将在未来几年内受到用户的大力欢迎。

它节约成本。因为它只需要安装和支持一条而不是两条电缆。一个AC电源接口的价格大约为100～300美元，许多带电设备，例如视频监视摄像机等，都需要安装在难以部署AC电源的地方。随着与以太网相连的设备的增加，如果为数百或数千台设备提供本地电源，将大大降低部署成本，并简化其可管理性。

它易于安装和管理。客户能够自动、地在网络上混用原有设备和PoE设备，能够与现有以太网电缆共存。

它。因为PoE供电端设备只会为需要供电的设备供电。只有连接了需要供电的设备，以太网电缆才会有电压存在，因而了线路上漏电的风险。

它得于网络设备的管理。因为当远端设备与网络相连后，将能够远程控制、重配或重设。

多增强的应用。随着IEEE 802.3af标准的确立，其他大量的应用也将快速涌现出来，包括蓝牙接入点、灯光工作、网络打印机、IP电话机、Web摄像机、无线网桥、门禁读卡机与监测系统等。用户在当前的以太网设备上融合新的供电装置，就可以在现有的网线上提供48v直流电源，降低了网络建设的总成本，并且保护了投资。

2.1  PoE以太网供电技术2.1.1 PoE以太网供电系统介绍一个完整的PoE系统包括供电端设备（Power Source Equipment，PSE）和受电端设备（Powered Device，PD）两部分,两者基于IEEE802.3af标准建立有关受电端设备PD的连接情况、设备类型、功耗级别等方面的信息联系，并以此为根据控制供电端设备PSE通过以太网向受电端设备PD供电。

供电端设备PSE可以是一个 Endspan (已经内置了PoE功能的以太网供电交换机)和 Midspan (用于传统以太网交换机和受电端设备PD之间的具PoE功能的设备)两种类型，而受电端设备PD则是如一些具PoE功能的无线局域网AP、IP电话机等终端设备。

操作电压一般情况下为 48 Vdc，但其也许可能在 44 Vdc 和 57Vdc之间，但无论如何是不能过60Vdc的。

由PSE产生的大电流一般情况下在 350mA 到 400mA 之间变化。这将确保以太网电缆不会由于其本身的阻抗而导致过热。

上述两个值使得PSE在其端口输出会产生小15.4W 的功率输出，考虑到经过以太网电缆后的损耗，受电端设备PD所能接受到的大的功率为 12.95W。

2.1.2 PoE以太网供电的线对选择根据IEEE 802.3af的规范，有两种方式选择以太网双绞线的线对来供电，分别称为选择方案A与选择方案B。

方案A是在传输数据所用的电缆对((1/2 & 3/6)之上同时传输直流电，其信号频率与以太网数据信号频率不同以确保在同对电缆上能够同时传输直流电与数据。方案B使用局域网电缆中没有被使用的线对(4/5 & 7/8)来传输直流电，因为在以太网中，只使用了电缆中四对线中的两对来传输数据，因此可以用另外两对来传输直流电。

现在 Endspan (已经内置了PoE功能的以太网供电交换机)解决方案产品如NETGEAR公司的产品 FSM7326P 采用方案A也就是采用在传输数据所用的电缆对((1/2 & 3/6)之上同时传输直流电，这样就确保交换机端口同时允许千兆以太网(Gigabit Ethernet)和以太网供电(PoE)共存，可提供10/100/1000Mbps三种速度的连接,并且Endspan在信号传输上对质量。

2.2 PoE系统以太网供电工作过程供电端设备PSE是整个POE以太网供电过程的管理者。当在一个网络当中布置PSE供电端设备时，PoE以太网供电工作过程如下：

1.  检测过程。刚开始的时候，PSE设备在端口只是输出很小的电压，直到其检测到其线缆的终端连接为一个支持IEEE 802.3af 标准的受电端设备。

2. PD端设备分类。当检测到受电端设备PD之后，供电端设备PSE可能会为PD设备进行分类，并且评估此PD设备所需的功率损耗。

3. 开始供电。在一个可配置的时间(一般小于15微秒)的启动期内，PSE设备开始从低电压开始向PD设备供电，直至提供到 48Vdc 级的直流电源。

4. 供电。为PD设备提供稳定的48Vdc 级直流电，满足PD设备不越过15.4W的功率消耗。

5. 断电。如果PD设备被物理或者电子上从网络上去掉，PSE就会快速地(一般在300 – 400 ms的时间之内)停止为PD设备供电，并且又开始检测过程检测线缆的终端是否连接PD设备

在整个过程当中，一些事情如PD设备功率消耗过载、短路、过PSE的供电负荷等会造成整个过程在中间会中断，又会从步检测过程开始。

2.3 PoE供电端设备电源管理如果一个24端口的Endspan 交换机在每个端口都提供 15.4W的电源输出的话，整个交换机则要求提供高达370W的功率输出！这会导致整个交换机要处理过热的问题。而在一个企业的典型应用当中，可能需要连接20个 IP电话(一般每个为4-5Watts)，连接2个无线局域网接入点AP（一般每个约为 8-10Watts），连接 2个网络摄像机(一般每个约为10-13Watts)，总计需要约146Watts。考虑到成本因素及其他，因此一般的Endn以太网供电交换机的输出功率都设计在150Watts到200Watts之间，如NETGEAR公司三层以太网供电交换机FSM7326P就能提供170Watts的直流电输出。另外也可以根据各种情况对各个不同端口的输出直流电进行各种各样的管理以满足用户的不同需要。

两种大众型的操作系统：bbbbbbs NT和UNIX/LINUX，一般用于远程访问服务器。UNIX/LINUX系统在远程接入时用TCP/IP 协议，而bbbbbbs NT主要在IPX、NETBEUI时使用。自从基于PC的多串口卡在操作系统中得以运用，从而使它可以充分利用新的技术来呈现；另一方面，一个立的远程访问服务器在多服务器的环境里是一个很好的方案，它自身专有的各种能力可以在各种操作平台运行。

2. 容易安装和维护

基于PC的多串口卡主要用于维护本地的PC，而立的远程访问服务器可以通过TCP/IP网络维护远程的设备，满足不同类型的产品的远程维护。

3. 可升级

立的远程访问服务器在连接较大的远程访问用户组时被证明是理想的解决方案。一台远程访问服务器通过网络不会造成距离上的限制，并且在特殊的环境时它也可以很容易的设置。

下面是基于以上这两种解决方案的概述：

在RAS中基于PC的多串口卡家族

在用户提供的AP帮助下(例如bbbbbbs NT RAS服务器)，一台基于PC的多串口卡能用于传真服务器，从一台传真机向上发送数据到TCP/IP 网络，特别是在电话应用时可以节省的费用成本。

简单易用的bbbbbbs API函数库—包含功能强大的分析和纠错工具。

串口编程函数库

现在的多串口卡能在不同的软件编程平台下工作，以至于应用，例如在远程访问服务器、WinFAX和终端都能运用。无论如何, 多串口卡在其他应用时，如在控制外部的设备时要求有专门的软件编程。既然是这样, 就开发成本和时间而言，简单易用的函数库和有效的调试工具成为关键因素。因此，建立在操作系统下的不同的解决方案是有必要的。

1. DOS

在DOS下没有标准的API定义，所以使用不同的解决方案就显得尤为必要，例如直接的I/O 存取、Int14或所有的API。但这些解决方案彼此不再兼容，所以，寻找一个简单的编程解决方案已是重要的问题。

2. bbbbbbs 3.x

bbbbbbs 3.x提供Win16 Comm SDK容许的串口编程接入PC的串口。基于Win16的通讯对象，例如MsCOMM为VB，可以接入串口。无论如何，由于bbbbbbs 3.x OS的限制，您只能在系统上多安装9个串口。

3. bbbbbbs 2000/NT/95/98/ME

bbbbbbs NT提供256个串口，然而bbbbbbs 95/98/ME支持大值为128个串口。虽然在Win32 API中的每个串口，随便哪一个都可以接入使用，且弹性很大，但是依据复杂程度会增加开发成本的，迫使去发现比编程容易的解决方案。和综合的Win32 API比较，通讯对象也是通俗和可以接受的。在Microsoft Visual Basic例子里，您可以用MsComm对象接入您的串口。而对于三方通信对象，例如Inprise Delphi编译程序，也是可行的。虽然通信对象简单易用，但是并不能满足所有系统的性能扩展，例如MsComms大只支持16个串口。

调试工具

当系统开发时，程序设计员需要适当对在线通讯设备进行验证。这里有两种基本的解决方案：硬件方案，例如一个协议分析仪和数据显示器，它是的并的，只是在费用上很不利。另一种方法是通过软件编程把PC变成数据显示器，虽然您将失去精密度和自动侦测功能，但这相对是有限的费用却是有效的。

DOS 平台下的API-232/DOS

API-232/DOS是所有Moxa产品在DOS下的编程函数库，每个功能也是综合和简单易用的。API-232/DOS提供多方面的功能以基本数据的传输，从而达到和XModem、YModem和ZModem文件传输一样好的功能。此外，这种编程同时支持征询和中断格式功能，和函数库和绝大多数大众化的编程也是兼容的，包括asic、Turbo/Borland C、Microsoft C、Turbo Pascal、Assembly和Clipper。API-232/DOS驱动程序包含SCOPE.EXE，操作系统同样指向数据范围，帮助您和分析在线数据通信。

bbbbbbs 3.x平台的下API-232/Win3.x

虽然bbbbbbs 3.x只支持到9 个端口，并相对到受系统的限制，但它仍然是经济的16-bit GUI系统。在这个案例中，API-232/Win3.x帮助系统在bbbbbbs 3.x系统下建立少于9 个串口设备的系统。API-232/Win3.x与16-bit Borland C和Microsoft Visual C++是兼容的，而且就像API-232/DOS是专为减少维护和节省费用设计的。

bbbbbbs 2000/NT/95/98/ME平台下PComm函数库

PComm函数库是系统根本生产能力的体现。它简单易用，还提供了基本和的功能，例如在文件转换和复核。PComm函数操作与API-232/DOS/Win3.x函数类似，用这种方式可以利用强大的32位平台减轻时间和成本。PComm函数是PComm Lite和PComm内嵌的，是32位编程的大众工作方式，例如Microsoft Visual Basic、Microsoft Visual C++、Borland C++和Inprise Delphi。作为调试工具包，PComm是经济的和有力的。PComm也提供强有力的和多方面的数据采集工具，在故障排除和数据采集的帮助下，您的PC可以在基于bbbbbbs状态下在线显示和数据。此外，数据可以方便的存取，也便于将来分析

一：局域网内串口设备的联网

这种方式是应用范围广的组网方式，例如在一个工厂的自动化系统中，用户需要将车间内的每一个数控机床通过PX2002串口联网服务器与其本身的RS-232接口或是RS-422/485接口相连，通过10M/100M以太网与上位机/操作员工作站/工程师操作站建立计算机集中操作、监控的系统。用户分配给每个PX2002串务器一个企业局域网内的IP地址，如192.168.168.125。由此每个数控机床都成为配有IP地址的网络设备。

对于这个以计算机作为集中控制的应用，用户对于数控机床与上位机/操作站通讯的操作方式，可有2个选择：
1.1 虚拟串口方式：虚拟串口方式是为简单的局域网内设备与主控计算机通讯方式。通过PX2002附带的系统软件配置，可以将每一个连接串口服务器的数控机床的串口，虚拟成为一个主控机计算机本身的串口，由此主控计算机可任意与每台接入局域网的数控机床进行实时的双向数据交换。PX2002配置软件，可以支持用户主控计算机配置出自COM1至COM99多达99个的虚拟串口。在虚拟串口通讯方式下，系统对上位机的性能要求有较高的配置与负载能力，以满足多串口形式下数据的并发处理和维护。所以虚拟串口通讯主要应用于小规模终端联网的应用
1.2 TCP连接：采用TCP直接与系统的终端设备相连，多应用于大规模联网的需要。在这种应用方式下，用户也要给每个PX2002串务器分配一个局域网内固定的IP。由于采用的是TCP直接连接方式，这就要求上位机和PX2002串务器通讯采用socket连接，用户的上位机的形式为TCP Server设置，并提供的端口。所有的连接终端设备的PX2002串务器被设置为TCP Client模式。这就需要用户自可采用VB，C## ，Delphi等语言开发Socket应用的后台软件。通常对于大规模应用PX2002串务器的应用，我们用户采用socket方式建立上位机与终端间的直接TCP连接。我们提供相应的TCP Server测试软件与Socket编程帮助文档。

二：城域网内串口设备的联网
我公司在一个热电厂远程抄表与远程控制的项目中，由于每个换热站分布在城区的不同位置，系统要求每个换热站的RTU都要通过internet与热电厂的计算机集中控制系统连接。我们终用户采用的是有中国电信本地分公司提供的城域网方式以PX2002组网。每个连接RTU的串口服务器都配置一个城域网内固定的IP地址。系统结构的主控服务器为TCP Server形式，每个连接RTU的PX2002串务器配置为TCP Client，通讯采用TCP直接连接，由三方提供的抄表与控制软件具有socket功能。这种组网方式与在企业局域网内的组网基本原理与设置几乎相同，区别在于一个是由电信服务提供商构建的城域网，一个是由企业自身构建的局域网。

三：使用PPPOE协议，采用ADSL modem连接的跨网关通讯。
我公司生产型号为PX2002的串口联网服务器，一个重要的功能是具有PPPOE协议栈，与ADSL Modem相连可以接入互联网，具有跨网关通讯的特性。这个特性对于企业局域网或是电信业务服务商提供的城域网不能覆盖的范围内，串口设备如何联网，具有显著的意义。

我们同样以一个案例说明在采用ADSL拨号下，串口设备如何与远端的主控计算机建立的TCP连接。

国内某UPS生产商向我们提出了这样的一个需求：基于及时、快捷的给用户提供远程的设备运行状态监控、设备的远端调试与维护，客户需要给分布在全国各地所销售出的UPS通过互联网连接，与厂家的计算机监控系统组成一个跨网关通讯的应用。

由于PX2002串务器支持PPPOE方式下ADSL提供的动态IP连接，同时也支持ADSL绑定的固定IP连接。这种特性满足了分布于全国各地，无论采用网通或是电信的ADSL接入联网的用户各种形式的配置。

在这个方案中，UPS厂商的主控计算机配置了一个合法的公网IP地址作为TCP通讯服务器端，每个分布在全国各地的PX2002串务器，通过其随机配备的配置软件，被设置成工作为TCP Client模式，其中Remote Host IP Address (远端主机IP)设置为USP生产商所配置的那个合法的公网IP地址，连接的端口号为TCP通讯服务器所设置的端口号。在这种情况下，一但给PX2002串务器上电，PX2002将自动的采用PPPOE方式对ADSL modem拨号接入互联网，完成联网后，PX2002串务器主动连接那台UPS厂商配置好合法公网IP地址的TCP服务器，并于此TCP服务器建立socket连接，用以完成与交换。

四：不具有TCP协议的设备间的互联

我们所遇到的客户常常有这样的需求与困扰，比如如何让两台处在不同位置，而且相隔很远的PLC或是RTU建立点对点的通讯，或是建立点多多点的通讯模式？
例如在一个大范围的厂区内，2个在不同车间的PLC之间需要交换数据，单为此连接布线变得不可能或是其不便。如果恰好这2台PLC都可以由PX2002接入企业的工业以太网，那么可将其中的一台用随机配送的软件配置为TCP Server工作模式，另外一个PX2002配置为TCP Client工作模式，并将Remote Host IP address （远端主机IP地址）设置为那个作为TCP Server的PLC所被分配的工业以太网内的IP地址并设置其端口号。由此这两台PLC之间具备了相互直接TCP通讯的能力，而不必借助于任何计算机的帮助。

同理，如果用户要建立一个点多多点的设备间TCP直接连接，可将其中的一台设备所连接的PX2002 设置为TCP Server工作模式，其他附有PX2002的串口设备，均设置为TCP Client工作模式。

RS232与RS485是两个难搞清的东西，尽管它们非常不同。
1.什么是RS-232-C接口？采用RS-232-C接口有何特点？传输电缆长度如何考虑？
答：计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS- 232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同的用于串行通讯的标 准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间 串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的 DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信 号的电平加以规定。
（1）接口的信号内容 实际上RS-232-C的25条引线中有许多是很少使用的，在计算机与终端通讯中一般只使用3-9条引线。RS-232-C常用的9条引线的信号内容见附表1所示
（2）接口的电气特性 在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻 辑“1”，-5— -15V；逻辑“0” +5— +15V 。噪声容限为2V。即 要求能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信号 作为逻辑“1”

(3) 接口的物理结构 RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-25的25芯插头座,通常插头在DCE端,插座在DTE端. 一些设备与PC机连接的RS-232-C接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9的9芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。
(4) 传输电缆长度 由RS-232C标准规定在码元畸变小于4%的情况下，传输电缆长度应为50英尺，其实这个4%的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的，所以实际使用中大距离会远过50英尺，美国DEC公司曾规定允许码元畸变为 10%而得出附表2 的实验结果。其中1号电缆为屏蔽电缆，型号为DECP.NO.9107723 内有三对双绞线，每对由22# AWG 组成，其外覆以屏蔽网。2号电缆为不带屏蔽的电缆。型号为DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯电缆。 附表2 DEC 公司的实验结果。

2. 什么是RS-485接口？它比RS-232-C接口相比有何特点？

答： 由于RS-232-C接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：
（1） 接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。
（2） 传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。
（3） 接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式， 这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。
（4） 传输距离有限，大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能 用在50米左右。
针对RS-232-C的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-485就是其中之一，它具有以下特点：
☉ RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。
☉ RS-485的速率为10Mbps
☉ RS-485接口是采用平衡驱动器和差分的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。
☉ RS-485接口的大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达 3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器， 即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。
因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为的串行接口。 因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB- 9（孔），与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9（针）。
3. 采用RS485接口时，传输电缆的长度如何考虑？
答：在使用RS485接口时，对于特定的传输线经，从发生器到负载其数据信号传输所允许的大电缆长度是数据信号速率的函数，这个 长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。下图所示的大电缆长度与信号速率的关系曲线是使用24AWG铜芯双绞电话电缆（线 径为0.51mm），线间旁路电容为52.5PF/M，终端负载电阻为100欧 时所得出。（曲线引自GB11014-89附录A）。由图中可知，当数据信 号速率降低到90Kbit/S 以下时，定大允许的信号损失为6d时， 则电缆长度被限制在1200M。实际上，图中的曲线是很保守的，在实 用时是可以比它大的电缆长度。 当使用不同线径的电缆。则的大电缆长度是不相同的。例 如：当数据信号速率为600Kbit/S时，采用24AWG电缆，由图可知 大电缆长度是200m，若采用19AWG电缆（线径为0.91mm）则电缆长 度将可以大于200m； 若采用28AWG 电缆（线径为0。32mm）则电缆 长度只能小于200m。