YDB 141-2013 以太網(wǎng)供電(PoE)端口的電磁兼容性要求和測量方法

ICS33.100信息技術(shù)設(shè)備的PoE端口電磁兼容性要求I前言 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語、定義和縮略語 13.1術(shù)語和定義 13.2縮略語 34試驗(yàn)條件 44.1通用試驗(yàn)條件 4 44.3PD設(shè)備的試驗(yàn)配置 54.4騷擾測量試驗(yàn)條件和布置 54.5抗擾度試驗(yàn)條件和布置 55性能判據(jù) 55.1PSE設(shè)備中的PoE端口的性能判據(jù)要求 55.2PD設(shè)備中的PoE端口的性能判據(jù)要求 66傳導(dǎo)騷擾測量方法和限值 66.1測量方法 6 7 77.1電快速瞬變脈沖群抗擾度 77.2浪涌(沖擊)抗擾度 87.3射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度 本標(biāo)準(zhǔn)主要參考了GB9254《信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾的限值和測量方法》、GB/T17626系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制訂。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：工業(yè)和信息化部電信研究院、華為技術(shù)有限公司、中興通訊股份有限公司、杭州華三通信技術(shù)有限公司、上海同耀通信技術(shù)有限公司、邁普通信技術(shù)股份有限公司。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：周鎰、張興海、王珊珊、劉殿銘、謝玉明、胡俊、閆美云、郝振平、鐘昌盛、韓萍、劉志輝、童天予、胡松、楊偉中。1信息技術(shù)設(shè)備的PoE端口電磁兼容性要求和測量方法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了信息技術(shù)設(shè)備PoE端口的電磁兼容性(EMC)要求，包括限值、性能判據(jù)和測量方法等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于IEEE802.3af、IEEE802.3at定義的PoE端口及其它采用網(wǎng)口同時(shí)實(shí)現(xiàn)直流電源供電2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB9254-2008信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾的限值和測量方法GB/T6113.1無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備規(guī)范GB/T17626.4-2008電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.5-2008電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.6-2008電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗(yàn)IEEE802.3af通過以太網(wǎng)供電IEEE802.3at通過以太網(wǎng)供電3術(shù)語、定義和縮略語3.1術(shù)語和定義3.1.1信息技術(shù)設(shè)備InformationTechnologyEqui滿足如下a)和b)條件的任何設(shè)備：a)能對數(shù)據(jù)和電信消息進(jìn)行錄入、存儲(chǔ)、顯示、檢索、傳遞、處理、交換或控制(或幾種功能的組合),該設(shè)備可以配置一個(gè)或多個(gè)通常用于信息傳遞的終端端口；b)額定電壓不超過600V。例如，ITE包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備、辦公設(shè)備、電子商用設(shè)備、電信設(shè)備等。3.1.2在現(xiàn)有的以太網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)不做任何改動(dòng)的情況下，利用雙絞線對電纜，為與以太網(wǎng)連接的設(shè)備在傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)，還能為此類設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。3.1.32mm0mm0數(shù)據(jù)傳輸6PoE供電系統(tǒng)中的供電設(shè)備，同時(shí)也管理著整個(gè)PoE以太網(wǎng)供電過程：檢測是否有兼容的受電設(shè)備PSE設(shè)備有中間跨接法和末端跨接法兩種類型。PoE供電系統(tǒng)中的受電設(shè)備。其有多種形式，如IP電話機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、收銀機(jī)等。中間跨接法Mid-span通過在傳統(tǒng)交換機(jī)、路由器與受電設(shè)備之間插入PSE供電設(shè)備來實(shí)現(xiàn)對PD設(shè)備供電。該P(yáng)SE供電設(shè)備是一個(gè)獨(dú)立的供電插入設(shè)備，沒有集成在以太網(wǎng)交換設(shè)備內(nèi)部。802.3at定義的中間跨接法PSE設(shè)備支持10/100/1000BASE-T,802.3af定義的中間跨接法PSE設(shè)備支持10/100BASE-T,如圖1所示，其中a)圖利用空閑線對進(jìn)行直流電源的傳輸，b)圖利用傳輸信號的線對進(jìn)行直流電源的傳輸。b)圖1中間跨接法3.1.63末端跨接法Endpoint在傳統(tǒng)交換機(jī)或路由器的基礎(chǔ)上集成了PSE功能，無需在交換機(jī)或路由器與受電設(shè)備之間插入PSE10/100/1000BASE-T,如圖2所示，其中a)圖利用傳輸信號的線對進(jìn)行直流電源的傳輸，b)圖利用空閑線對進(jìn)行直流電源的傳輸。利用空閑線對供電數(shù)據(jù)傳輸b)圖2末端跨接法下列縮略語適用于本標(biāo)準(zhǔn)。AE輔助設(shè)備AncillaryEquipmentAMN人工電源網(wǎng)絡(luò)ArtificialMainsNetworkCDN耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)Coupling/DecouplingNetworkCE傳導(dǎo)騷擾ConductedEmissionEUT受試設(shè)備EquipmentUnderTestEFT電快速瞬變脈沖群RF射頻RadiatedFrequencyPoE以太網(wǎng)供電PoweroverEthernetPSE以太網(wǎng)供電系統(tǒng)中的供電設(shè)備PowerSourcingEquipment4PD以太網(wǎng)供電系統(tǒng)中的受電設(shè)備PoweredDevice4試驗(yàn)條件4.1通用試驗(yàn)條件中的要求相一致。試驗(yàn)應(yīng)在EUT正常使用時(shí)全部主要功能都運(yùn)行的情況下進(jìn)行。除非本標(biāo)準(zhǔn)中另有規(guī)定，否則應(yīng)按產(chǎn)品說明書的使用方法進(jìn)行測量。測量條件和布置應(yīng)遵循EUT相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品族要求。測試應(yīng)在正常工作環(huán)境和正常供電范圍內(nèi)進(jìn)行。4.2PSE設(shè)備的試驗(yàn)配置假負(fù)載來模擬其實(shí)際運(yùn)行情況及進(jìn)行業(yè)務(wù)監(jiān)控，推薦的連接圖如圖3所示。圖中PD假負(fù)載和PD實(shí)際負(fù)載的作用和要求分別如下。在對PSE設(shè)備進(jìn)行騷擾測試時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際典型負(fù)載的接地情況選擇PD假負(fù)載的接地處理方式；同a)將直流電源和以太網(wǎng)信號分離，以分別進(jìn)行監(jiān)控；b)使用功率電阻，消耗直流電源功率，使PSE設(shè)備處于最大功耗狀態(tài)；c)提供監(jiān)控直流饋電線對上電壓的手段，以確保PD側(cè)的直流饋電電壓在IEEE802.3af和IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)，不影響對PD的正常供電；d)通過將以太網(wǎng)信號自還回或者端接PD設(shè)備，確保每個(gè)端口工作在合適的業(yè)務(wù)狀態(tài)。a)提供多路PoE處理電路，每路結(jié)構(gòu)相同；b)每路PoE處理電路應(yīng)包括PoE檢測電路、功率電阻、PoE輸入端口、以太網(wǎng)信號輸出端口、電c)電源監(jiān)控端口用于監(jiān)控饋電線對上的直流電壓波動(dòng)范圍，確定PD假負(fù)載上電狀態(tài)；d)以太網(wǎng)信號輸出端口用于將輸出以太網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)建立自還回通路或者端接PD設(shè)備；e)PD假負(fù)載應(yīng)有較低的電磁騷擾發(fā)射特性，避免影響被測設(shè)備的傳導(dǎo)騷擾發(fā)射和輻射騷擾發(fā)射測量結(jié)果。a)在測試過程中，協(xié)助判斷PSE對PD設(shè)備的正常供電是否受影響。僅通過在電壓監(jiān)控端口使用電壓監(jiān)控儀器，如示波器，來監(jiān)測電壓范圍可能不足以判定是否會(huì)引起PD設(shè)備的供電復(fù)位，具體參考5.1.1節(jié)的要求；b)PD實(shí)際負(fù)載的要求：其功率接近PoE端口提供的最大功率；c)電壓監(jiān)控儀器的要求：應(yīng)有足夠短的反應(yīng)時(shí)間，能夠偵測到PD設(shè)備的復(fù)位，建議使用示波器。5供電電供電電源網(wǎng)線PoE口PoE輸入口1以太網(wǎng)輸出端口1PoE輸入口2以太網(wǎng)輸出端口2以太網(wǎng)業(yè)務(wù)自環(huán)回供電檢測端口n-1PoE輸入口n-1以太網(wǎng)輸出端口n-1以太網(wǎng)業(yè)務(wù)自環(huán)回PoE輸入口n以太網(wǎng)輸出端口n供電檢測設(shè)備：如示波器流量模擬設(shè)備PSE設(shè)備功率電阻信號分離功率電阻信號分離以太網(wǎng)業(yè)務(wù)自環(huán)回功率電阻信號分離PoE檢測功率電阻信號分離PoE檢測電路PoE檢測電路電路供電檢測端口1供電檢測端口n圖3PSE設(shè)備測試連接示意圖4.3PD設(shè)備的試驗(yàn)配置4.4騷擾測量試驗(yàn)條件和布置應(yīng)當(dāng)嘗試接收最大的輻射發(fā)射，例如：通過移動(dòng)設(shè)備的線纜。與輔助設(shè)備相連的端口必須激活。若設(shè)備功率受限，則應(yīng)盡可能多地將PoE端口連接輔助設(shè)備。4.5抗擾度試驗(yàn)條件和布置如果受試設(shè)備是系統(tǒng)的一部分或同輔助設(shè)備相連，那么在測試時(shí)，設(shè)備應(yīng)連上最小典型配置的輔助設(shè)備，與輔助設(shè)備相連的端口必須激活。若設(shè)備功率受限，則應(yīng)盡可能多地將PoE端口連接輔助設(shè)備。在進(jìn)行浪涌和交流電壓跌落測試時(shí)至少應(yīng)5性能判據(jù)以下分別對PSE設(shè)備和PD設(shè)備提出性能判據(jù)要求。5.1PSE設(shè)備中的PoE端口的性能判據(jù)要求65.1.1性能判據(jù)A(連續(xù)現(xiàn)象)a)若PSE設(shè)備和PD假負(fù)載之間通過100m網(wǎng)線連接，則在PD假負(fù)載的電源監(jiān)控端口監(jiān)測到的直流電壓波動(dòng)應(yīng)符合IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)Table33-8中對PD設(shè)備直流輸入電壓范圍的要求，即對Type1型PSE設(shè)備，應(yīng)在37V至57V范圍內(nèi)。若使用的網(wǎng)線短于100m,則電壓波動(dòng)的下限應(yīng)根據(jù)網(wǎng)線長度和PoE線對的功率做同比例調(diào)整。比如，在IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)Table33-1中對網(wǎng)線的每對雙絞線的環(huán)路阻抗為20歐，則產(chǎn)生的壓降為7V;因此在網(wǎng)線長度可忽略時(shí)，電壓b)實(shí)際PD負(fù)載不發(fā)生復(fù)位，實(shí)際負(fù)載的功率接近PoE端口提供的最大功率。在被作用過程之中和之后，EUT應(yīng)無告警出現(xiàn)(電源供電失效，保護(hù)失效等)。5.1.2性能判據(jù)B(瞬態(tài)現(xiàn)象)在瞬態(tài)現(xiàn)象作用之后，EUT應(yīng)無告警出現(xiàn)(電源供電失效、保護(hù)失效等)。5.2PD設(shè)備中的PoE端口的性能判據(jù)要求5.2.1性能判據(jù)A(連續(xù)現(xiàn)象)5.2.2性能判據(jù)B(瞬態(tài)現(xiàn)象)6.1.1屏蔽線6.1.2非屏蔽線7對于非屏蔽線，如有合適通流能力的ISN,則按照GB9254-2008的附錄C.1.1方法，采用8線ISN進(jìn)行電壓法測試；否則，按照GB9254-2008中9.6節(jié)選用電壓電流法進(jìn)行測試。6.2限值PoE端口采用信號端口的限值。非電信終端設(shè)備的信號端口傳導(dǎo)騷擾限值，如表1所示。電信中心設(shè)備的信號端口傳導(dǎo)騷擾限值，如表2所示。當(dāng)表1和表2中的限值與EUT產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不一致時(shí)，優(yōu)先采用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值。設(shè)備應(yīng)符合下述的限制值(包括平均限值和準(zhǔn)峰值限值)。當(dāng)采用準(zhǔn)峰值檢波測量儀所測量的騷擾值不大于平均值限值時(shí)，則認(rèn)為設(shè)備滿足了兩種限值，就不必再用平均值檢波測量儀進(jìn)行測量。表1非電信中心傳導(dǎo)共模(非對稱)騷擾信號限值頻率范圍MHz電壓限值dBμV電流限值dBμA平均值準(zhǔn)峰值平均值準(zhǔn)峰值0.15～0.584～7440～300.5～30注1:在0.15MHz～0.5MHz內(nèi)，限值隨頻率呈對數(shù)線性減小。注2:電流和電壓的騷擾限值是在使用了規(guī)定阻抗的阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(ISN)的條件下導(dǎo)出的，該阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)相對于受試的電信端口呈現(xiàn)150Ω的共模(非對稱)阻抗(轉(zhuǎn)換因子為：20Log?o150=注3:對于在該頻段內(nèi)具備有效譜密度的快速業(yè)務(wù)目前暫定允許在6MHz~30MHz頻段內(nèi)放寬限值10dB,但也僅限于通過電纜由有用信號轉(zhuǎn)換成的共模騷擾。表2電信中心傳導(dǎo)共模(非對稱)騷擾信號限值頻率范圍MHz電壓限值dBμV電流限值dBμA平均值準(zhǔn)峰值平均值準(zhǔn)峰值0.15～0.584～7497～8740～3053～430.5～30注1:在0.15MHz～0.5MHz內(nèi)，限值隨頻率呈對數(shù)線性減小。注2:電流和電壓的騷擾限值是在使用了規(guī)定阻抗的阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(ISN)的條件下導(dǎo)出的，該阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)相對于受試的電信端口呈現(xiàn)1502的共模(非對稱)阻抗(轉(zhuǎn)換因子為：20Logio150=7擾度試驗(yàn)方法和等級本章7.1-7.3節(jié)針對PoE端口的抗擾度試驗(yàn)做出規(guī)定。對于針對機(jī)箱端口的抗擾度試驗(yàn)，其試驗(yàn)等級7.1電快速瞬變脈沖群抗擾度7.1.1測試等級和方法8選擇容性耦合夾進(jìn)行測試。7.1.2性能判據(jù)對PSE和PD設(shè)備的性能判據(jù)要求應(yīng)優(yōu)先參考相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)7.2浪涌(沖擊)抗擾度本試驗(yàn)旨在評估在PoE端口上進(jìn)行浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)時(shí)，EUT能否正常工作和不發(fā)生損壞的能7.2.1測試等級和方法本節(jié)規(guī)定了PoE端口的測試方法，包括測試模式、發(fā)生器波形、耦合阻抗、測試連接等；對測試等級和判據(jù)要求的要求參考相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。表3PoE端口抗雷擊性能要求端口分類測試模式發(fā)生器波形阻抗R測試等級測試條件測試連接圖室外PoE口共模(8線對地)10/700,5/320組合波25歐依據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)PoE上電及PoE不上電PSE:圖4PD:圖5差模(-48對RTN)10/700,5/320組合波25歐依據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)PoE上電及PoE不上電PSE:圖6PD:圖7和圖8室內(nèi)PoE口共模(8線對地)1.2/50,8/20組合波≤250歐依據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)PoE上電及PoE不上電PSE:圖4PD:圖5差模(-48對RTN)1.2/50,8/20組合波≤40歐依據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)PoE上電及PoE不上電PSE:圖6PD:圖7和圖8無論是PSE設(shè)備，還是PD設(shè)備，浪涌測試均應(yīng)在PoE端口供電和不供電兩種狀態(tài)下進(jìn)行測試。對于能通過產(chǎn)品自身的電源管理功能實(shí)現(xiàn)PoE對外強(qiáng)制供電(即使不連接PD)的PSE設(shè)備，允許使用強(qiáng)制上電模式進(jìn)行上電測試；對于不能使用強(qiáng)制上電的PSE設(shè)備，可利用本節(jié)提供的方法進(jìn)行PoE上電測試。供電要求的去耦性能更好的其它網(wǎng)絡(luò)來替代圖4和圖6中用作去耦的100m長線。在對PD設(shè)備進(jìn)行測試時(shí)，允許使用PSE設(shè)備和滿足供電要求的去耦性能更好的其它網(wǎng)絡(luò)來替代圖5、于去耦網(wǎng)絡(luò)的影響不能運(yùn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)，允許只監(jiān)控測試中設(shè)備是否發(fā)生復(fù)位及測試后是否發(fā)生損壞。分別進(jìn)行以下共模測試和差模測試。當(dāng)PoE端口采用屏蔽網(wǎng)線時(shí)，若符合對非屏蔽線的測試要求時(shí)，也認(rèn)為是符合的。——PSE設(shè)備的共模測試：采用8線同時(shí)對地的試驗(yàn)，試驗(yàn)的測試連接圖參考圖4;設(shè)備采用1/2和3/6線對供電時(shí)，則進(jìn)行1/2對3/6線間的差模測試；若PSE設(shè)備采用4/5和7/8線對供電時(shí)，則進(jìn)行4/5對7/8線間的差模測試；試驗(yàn)連接圖參考圖6。對于超出IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)要求的采取8線同時(shí)供電的PoE端口，則需要分別進(jìn)行1/2對3/6線之間的差模測試和4/5對7/8線之間的差模測試；——PD設(shè)備的共模測試：采用8線同時(shí)對地的試驗(yàn)，PD設(shè)備的8線對地測試連接圖參考圖5;——PD設(shè)備的差模測