信息技术设备的PoE端口电磁兼容性要求和测量方法(一)

1 引  言

为规范PoE端口的电磁兼容性要求和测量方法，需对其进行标准化。随着PoE端口的广泛应用，非常有必要建立一套统一、规范的电磁兼容评判准则。

PoE技术能在确保现有结构化布线安全的同时，保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。PoE端口电磁兼容性要求和测量方法缺乏标准化，可能会导致PoE端口的滥用，甚至会造成对当前正常电磁环境的干扰。

2 范围

本标准规定了信息技术设备PoE端口的电磁兼容性（EMC）要求，包括限值、性能判据和测量方法等。

本标准适用于IEEE 802. 3af中规定的PoE端口。

3 定义和缩略语

3.1 定义

下列定义适用于本部分。

3.1.1 信息技术设备

是满足如下a)和b)条件的任何设备：

a)能对数据和电信消息进行录入、存储、显示、检索、传递、处理、交换或控制（或几种功能的组合），该设备可以配置一个或多个通常用于信息传递的终端端口；

b)额定电压不超过600V。

例如，ITE包括数据处理设备、办公设备、电子商用设备、电信设备等。

3.1.2 PoE Power over Ethernet

是在现有的以太网基础架构不做任何改动的情况下，利用双绞线对电缆，即3、5、5e或6类电缆，为与以太网连接的设备在传输数据的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。

3.1.3 PSE Power Sourcing Equipment

PoE供电系统中的供电设备，同时也管理着整个POE以太网供电过程：检测是否有兼容的受电设备（PD）连接入系统，并对受电设备进行分级，以提供相应功率的电源。

3.1.4 PD Power Device
PoE供电系统中的受电设备。其有多种形式，如IP电话机、网络摄像机、收银机等。实际上，任何需要数据连接并能在13W或更低功率下工作的设备都可无需外接电源或电池供电，仅从RJ-45网口插座就能得到相应的电力要求。

3.1.5 中间跨接法 Mid-span
指使用以太网电缆中没有被使用的空闲线对来传输直流电。如图1所示利用空脚4，5，7，8为PD进行供电。

图1 中间跨接法

3.1.6 末端跨接法 Endpoint

指是在传输数据所用的芯线上同时传输直流电，其传输电采用与以太网数据信号不同的频率。如图2所示同时利用信号脚1，2，3，6来传输电。

图2 末端跨接法

3.2 缩略语

下列缩略语适用于本标准。

 AE Ancillary Equipment 辅助设备

AMN Artificial mains network 人工电源网络

CDN Coupling/Decoupling Network 耦合/去耦网络

CE Conducted Emission 传导骚扰

EUT Equipment Under Test 受试设备

EFT/B Electrical Fast Transient/Burst 电快速瞬变脉冲群

RF Radiated Frequency  射频的

4 试验条件

4.1 通用试验条件

除非在本标准中另有规定，否则EUT的配置、安装、布置和运行应与典型应用情况及EUT产品说明书中的要求相一致。

试验应按照EUT在正常使用时的标准设置，并在全部主要功能都运行的情况下进行。除非在本标准中另有规定，否则应按产品说明书的使用方法进行测量。测量条件和布置应遵循EUT相应的产品标准或产品族要求。

测试应在正常工作环境和正常供电范围内进行。

在试验中EUT的工作模式和配置应准确记录在试验报告中。

4.1.1 PSE设备的试验配置

对于多端口的PSE设备，用功率电阻制作成的假负载以满足每个PoE端口在功率上的消耗，同时保证每个端口在测试时的链路正常。此时，PD假负载相当于被测PSE设备的AE，其内部结构图如图3所示：

图3 PD假负载内部结构图

PD假负载内部可以包括多PoE处理电路，每路结构相同，包括有POE检测电路、两个功率电阻以及输入和输出端口各一个。测试时，输入和输出端口分别接到EUT和用于监控PoE端口业务的辅助设备网口上。同时，为避免影响测量结果，PD假负载最好使用屏蔽机箱。

4.1.2 PD设备的试验配置

测试时可以使用PSE交换机来为被测PD设备供电。当对测试结果有争议时，可用PoE适配器实现对EUT的供电，以排除PSE交换机对测试结果的影响。其框图如下所示：

图4 PoE适配器

4.2 测试信号的布置

对于收信机和发信机还需进行测试信号的布置。

4.2.1 4.2.1发信机输入测试信号的布置

如图5和图6所示，发信机通过适当输入连接器与信号源相连。 有用信号应当是在正常工作下的典型基带信号。

图5 发信机测试布置

4.2.2 发信机输出测试信号的布置

为了建立通信链路，发信机RF输出的有用信号通过同轴电缆或波导与一个适当的衰减器相连。采取适当的措施应使从同轴电缆或波导外导体传过来的共模骚扰电流对EUT的影响最小。

衰减器应尽量靠近EUT来避免失配的影响。 如果设备没有外部天线连接器，那么发信机的输出信号应被测试环境内的另一个天线接收，并且传送到测试环境之外的接收或测试设备中。
发信机工作在EUT技术文件规定的最大发射功率。

4.2.3 收信机输入端口测试信号的布置

收信机有用RF输入信号应当为正常工作条件下的典型RF调制信号。为了建立通信链路，收信机RF输入通过同轴电缆或波导与一个适当的衰减器相连。如图6所示。

为了建立通信链路，收信机RF输入通过同轴电缆或波导与一个适当的衰减器相连。如图6所示。 

图6 收信机测试布置

采取适当的措施应使从同轴电缆或波导外导体传过来的共模骚扰电流对EUT的影响最小。衰减器应尽量靠近EUT来避免失配的影响。

如果设备没有外部天线连接器，那么有用输入信号可通过测试环境内的另一个与信号源相连的天线发送。

信号源必须位于测试环境。

对于数字设备，包括点对多点设备，输入信号电平应比当BER为1时收信机的输入电平高15dB。 对于模拟设备，输入信号电平应比产生参考信噪比的输入信号电平高15dB。如果产品标准中没有规定产生参考信噪比的输入信号电平，可以使用EUT技术文件中规定的电平。输入信号电平应当接近正常使用时的情况，并且要避免功率放大器产生的宽带噪声影响测试结果。

4.2.4 收信机输出测试信号的布置

收信机通过输出连接器耦合输出。监测设备必须位于测试环境之外。

4.3 骚扰测量试验条件和布置

应当尝试接收最大的辐射发射，例如：通过移动设备的线缆。 如果设备是系统的一部分或同辅助设备相连，那么在测量时，设备应连上最小典型配置的辅助设备，但对与辅助设备相连的端口必须激活。

如果设备有大量的端口，必须挑选足够数量的端口以确保能模拟实际情况且确保不同类型的端口都能被测量。

在正常工作下的端口将同辅助设备相连或通过电缆与模拟辅助设备阻抗的阻抗终端相连，如EUT有RF端口，则RF输入输出端口应正确端接。

4.4 抗扰度试验条件和布置

如果受试设备是系统的一部分或同辅助设备相连，那么在测试时，设备应连上最小典型配置的辅助设备，但与辅助设备相连的端口必须激活。

在辅助设备的抗扰度测试中，如果没有单独的判定准则，那么与辅助设备相耦合的收信机或发信机将用来判断辅助设备的通过与失败。

如果设备有大量的端口，必须挑选足够数量的端口以确保能模拟实际情况且确保不同类型的端口都能被测试。在正常工作下的端口将同辅助设备相连或通过电缆与模拟辅助设备阻抗的终端相连，如EUT有RF端口，则RF输入输出端口应正确端接。

5 性能判据

5.1 中间跨接法的PoE端口性能判据

此方法下的性能判据对PSE设备和PD设备分别进行。

 5.1.1 PSE设备中的PoE端口

5.1.1.1 性能判据A(连续现象)
在被作用的过程中,图1中的7、8引脚与4、5引脚之间的电压为-48V，那么其变化范围应在-40.5V～-57V。其最大宽带噪声电平不应超过表1所规定的限值。

表1 最大宽带噪声电平限值测量的参考方法是使用符合ITU-T建议O.41的噪声计。

在被作用过程之中和之后，EUT应运行在无告警或无虚警出现（电源供电失效，保护失效等）及无虚警显示出现。

在被作用的过程中，图1中的1、2引脚和3、6引脚的性能判据参照EUT相应的产品标准或产品族标准。

5.1.1.2 性能判据B(瞬态现象)

在被作用之后，EUT应运行在无告警或无虚警出现（电源供电失效、保护失效等）及无虚警显示出现。
被作用过程中，图1中的7、8引脚与4、5引脚之间的电压不应超过-60V；1、2引脚和3、6引脚的性能判据参照EUT相应的产品标准或产品族标准。

5.1.2 PD设备中的PoE端口

图1中的1、2引脚和3、6引脚作为信号端口的性能判据参照EUT相应的产品标准或产品族标准。7、8引脚与4、5引脚作为电源输入端口，无需监控。

 5.2 末端跨接法的PoE端口性能判据

末端跨接法中的PoE端口统一作为信号端口处理,其性能判据参照被测PSE设备相应的产品标准。

5.3 收信机的窄带响应

收信机和收发信机在离散频率测试过程中产生的窄带响应通过以下方法来判定：

在抗扰度试验时，如果收信机的特殊性能判据不满足5.1、5.2的要求，那么就有必要判断这种情况是由窄带响应还是由宽带现象造成的。因此，应当增加收信机前置解调中频滤波器6dB带宽2倍的频率值或是大于设备工作带宽的频率值进行测试；同样，减少相同的频率值再进行测试。

如果收信机和5.1、5.2所述性能判据一致，则为窄带响应。如果收信机仍然不符合5.1、5.2中的性能判据，那么有可能是由另一个窄带响应而引起的。这时将频率值增加或减少为收信机前置解调中频滤波器6dB带宽2.5倍再进行测试。如果仍然不符合，则为宽带现象。设备有EMC问题，不通过本测试项目。

窄带响应可以忽略。