YDB 141-2013 以太网供电(PoE)端口的电磁兼容性要求和测量方法

ICS33.100信息技术设备的PoE端口电磁兼容性要求I前言 12规范性引用文件 13术语、定义和缩略语 13.1术语和定义 13.2缩略语 34试验条件 44.1通用试验条件 4 44.3PD设备的试验配置 54.4骚扰测量试验条件和布置 54.5抗扰度试验条件和布置 55性能判据 55.1PSE设备中的PoE端口的性能判据要求 55.2PD设备中的PoE端口的性能判据要求 66传导骚扰测量方法和限值 66.1测量方法 6 7 77.1电快速瞬变脉冲群抗扰度 77.2浪涌(冲击)抗扰度 87.3射频场感应的传导骚扰抗扰度 本标准主要参考了GB9254《信息技术设备的无线电骚扰的限值和测量方法》、GB/T17626系列标准进行制订。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准起草单位：工业和信息化部电信研究院、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、杭州华三通信技术有限公司、上海同耀通信技术有限公司、迈普通信技术股份有限公司。本标准主要起草人：周镒、张兴海、王珊珊、刘殿铭、谢玉明、胡俊、闫美云、郝振平、钟昌盛、韩萍、刘志辉、童天予、胡松、杨伟中。1信息技术设备的PoE端口电磁兼容性要求和测量方法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IEEE802.3af、IEEE802.3at定义的PoE端口及其它采用网口同时实现直流电源供电2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB9254-2008信息技术设备的无线电骚扰的限值和测量方法GB/T6113.1无线电骚扰和抗扰度测量设备规范GB/T17626.4-2008电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.5-2008电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验GB/T17626.6-2008电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验IEEE802.3af通过以太网供电IEEE802.3at通过以太网供电3术语、定义和缩略语3.1术语和定义3.1.1信息技术设备InformationTechnologyEqui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，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。3.1.32mm0mm0数据传输6PoE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PSE设备有中间跨接法和末端跨接法两种类型。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。中间跨接法Mid-span通过在传统交换机、路由器与受电设备之间插入PSE供电设备来实现对PD设备供电。该PSE供电设备是一个独立的供电插入设备，没有集成在以太网交换设备内部。802.3at定义的中间跨接法PSE设备支持10/100/1000BASE-T,802.3af定义的中间跨接法PSE设备支持10/100BASE-T,如图1所示，其中a)图利用空闲线对进行直流电源的传输，b)图利用传输信号的线对进行直流电源的传输。b)图1中间跨接法3.1.63末端跨接法Endpoint在传统交换机或路由器的基础上集成了PSE功能，无需在交换机或路由器与受电设备之间插入PSE10/100/1000BASE-T,如图2所示，其中a)图利用传输信号的线对进行直流电源的传输，b)图利用空闲线对进行直流电源的传输。利用空闲线对供电数据传输b)图2末端跨接法下列缩略语适用于本标准。AE辅助设备AncillaryEquipmentAMN人工电源网络ArtificialMainsNetworkCDN耦合/去耦网络Coupling/DecouplingNetworkCE传导骚扰ConductedEmissionEUT受试设备EquipmentUnderTestEFT电快速瞬变脉冲群RF射频RadiatedFrequencyPoE以太网供电PoweroverEthernetPSE以太网供电系统中的供电设备PowerSourcingEquipment4PD以太网供电系统中的受电设备PoweredDevice4试验条件4.1通用试验条件中的要求相一致。试验应在EUT正常使用时全部主要功能都运行的情况下进行。除非本标准中另有规定，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。4.2PSE设备的试验配置假负载来模拟其实际运行情况及进行业务监控，推荐的连接图如图3所示。图中PD假负载和PD实际负载的作用和要求分别如下。在对PSE设备进行骚扰测试时，应根据实际典型负载的接地情况选择PD假负载的接地处理方式；同a)将直流电源和以太网信号分离，以分别进行监控；b)使用功率电阻，消耗直流电源功率，使PSE设备处于最大功耗状态；c)提供监控直流馈电线对上电压的手段，以确保PD侧的直流馈电电压在IEEE802.3af和IEEE802.3at标准要求的范围内，不影响对PD的正常供电；d)通过将以太网信号自还回或者端接PD设备，确保每个端口工作在合适的业务状态。a)提供多路PoE处理电路，每路结构相同；b)每路PoE处理电路应包括PoE检测电路、功率电阻、PoE输入端口、以太网信号输出端口、电c)电源监控端口用于监控馈电线对上的直流电压波动范围，确定PD假负载上电状态；d)以太网信号输出端口用于将输出以太网业务数据建立自还回通路或者端接PD设备；e)PD假负载应有较低的电磁骚扰发射特性，避免影响被测设备的传导骚扰发射和辐射骚扰发射测量结果。a)在测试过程中，协助判断PSE对PD设备的正常供电是否受影响。仅通过在电压监控端口使用电压监控仪器，如示波器，来监测电压范围可能不足以判定是否会引起PD设备的供电复位，具体参考5.1.1节的要求；b)PD实际负载的要求：其功率接近PoE端口提供的最大功率；c)电压监控仪器的要求：应有足够短的反应时间，能够侦测到PD设备的复位，建议使用示波器。5供电电供电电源网线PoE口PoE输入口1以太网输出端口1PoE输入口2以太网输出端口2以太网业务自环回供电检测端口n-1PoE输入口n-1以太网输出端口n-1以太网业务自环回PoE输入口n以太网输出端口n供电检测设备：如示波器流量模拟设备PSE设备功率电阻信号分离功率电阻信号分离以太网业务自环回功率电阻信号分离PoE检测功率电阻信号分离PoE检测电路PoE检测电路电路供电检测端口1供电检测端口n图3PSE设备测试连接示意图4.3PD设备的试验配置4.4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。与辅助设备相连的端口必须激活。若设备功率受限，则应尽可能多地将PoE端口连接辅助设备。4.5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，与辅助设备相连的端口必须激活。若设备功率受限，则应尽可能多地将PoE端口连接辅助设备。在进行浪涌和交流电压跌落测试时至少应5性能判据以下分别对PSE设备和PD设备提出性能判据要求。5.1PSE设备中的PoE端口的性能判据要求65.1.1性能判据A(连续现象)a)若PSE设备和PD假负载之间通过100m网线连接，则在PD假负载的电源监控端口监测到的直流电压波动应符合IEEE802.3at标准Table33-8中对PD设备直流输入电压范围的要求，即对Type1型PSE设备，应在37V至57V范围内。若使用的网线短于100m,则电压波动的下限应根据网线长度和PoE线对的功率做同比例调整。比如，在IEEE802.3at标准Table33-1中对网线的每对双绞线的环路阻抗为20欧，则产生的压降为7V;因此在网线长度可忽略时，电压b)实际PD负载不发生复位，实际负载的功率接近PoE端口提供的最大功率。在被作用过程之中和之后，EUT应无告警出现(电源供电失效，保护失效等)。5.1.2性能判据B(瞬态现象)在瞬态现象作用之后，EUT应无告警出现(电源供电失效、保护失效等)。5.2PD设备中的PoE端口的性能判据要求5.2.1性能判据A(连续现象)5.2.2性能判据B(瞬态现象)6.1.1屏蔽线6.1.2非屏蔽线7对于非屏蔽线，如有合适通流能力的ISN,则按照GB9254-2008的附录C.1.1方法，采用8线ISN进行电压法测试；否则，按照GB9254-2008中9.6节选用电压电流法进行测试。6.2限值PoE端口采用信号端口的限值。非电信终端设备的信号端口传导骚扰限值，如表1所示。电信中心设备的信号端口传导骚扰限值，如表2所示。当表1和表2中的限值与EUT产品标准不一致时，优先采用产品标准规定的限值。设备应符合下述的限制值(包括平均限值和准峰值限值)。当采用准峰值检波测量仪所测量的骚扰值不大于平均值限值时，则认为设备满足了两种限值，就不必再用平均值检波测量仪进行测量。表1非电信中心传导共模(非对称)骚扰信号限值频率范围MHz电压限值dBμV电流限值dBμA平均值准峰值平均值准峰值0.15～0.584～7440～300.5～30注1:在0.15MHz～0.5MHz内，限值随频率呈对数线性减小。注2:电流和电压的骚扰限值是在使用了规定阻抗的阻抗稳定网络(ISN)的条件下导出的，该阻抗稳定网络相对于受试的电信端口呈现150Ω的共模(非对称)阻抗(转换因子为：20Log₁o150=注3:对于在该频段内具备有效谱密度的快速业务目前暂定允许在6MHz~30MHz频段内放宽限值10dB,但也仅限于通过电缆由有用信号转换成的共模骚扰。表2电信中心传导共模(非对称)骚扰信号限值频率范围MHz电压限值dBμV电流限值dBμA平均值准峰值平均值准峰值0.15～0.584～7497～8740～3053～430.5～30注1:在0.15MHz～0.5MHz内，限值随频率呈对数线性减小。注2:电流和电压的骚扰限值是在使用了规定阻抗的阻抗稳定网络(ISN)的条件下导出的，该阻抗稳定网络相对于受试的电信端口呈现1502的共模(非对称)阻抗(转换因子为：20Logio150=7扰度试验方法和等级本章7.1-7.3节针对PoE端口的抗扰度试验做出规定。对于针对机箱端口的抗扰度试验，其试验等级7.1电快速瞬变脉冲群抗扰度7.1.1测试等级和方法8选择容性耦合夹进行测试。7.1.2性能判据对PSE和PD设备的性能判据要求应优先参考相应的产品标准或产品族标准。当产品标准或产品标准7.2浪涌(冲击)抗扰度本试验旨在评估在PoE端口上进行浪涌(冲击)抗扰度试验时，EUT能否正常工作和不发生损坏的能7.2.1测试等级和方法本节规定了PoE端口的测试方法，包括测试模式、发生器波形、耦合阻抗、测试连接等；对测试等级和判据要求的要求参考相应的产品标准。表3PoE端口抗雷击性能要求端口分类测试模式发生器波形阻抗R测试等级测试条件测试连接图室外PoE口共模(8线对地)10/700,5/320组合波25欧依据产品标准PoE上电及PoE不上电PSE:图4PD:图5差模(-48对RTN)10/700,5/320组合波25欧依据产品标准PoE上电及PoE不上电PSE:图6PD:图7和图8室内PoE口共模(8线对地)1.2/50,8/20组合波≤250欧依据产品标准PoE上电及PoE不上电PSE:图4PD:图5差模(-48对RTN)1.2/50,8/20组合波≤40欧依据产品标准PoE上电及PoE不上电PSE:图6PD:图7和图8无论是PSE设备，还是PD设备，浪涌测试均应在PoE端口供电和不供电两种状态下进行测试。对于能通过产品自身的电源管理功能实现PoE对外强制供电(即使不连接PD)的PSE设备，允许使用强制上电模式进行上电测试；对于不能使用强制上电的PSE设备，可利用本节提供的方法进行PoE上电测试。供电要求的去耦性能更好的其它网络来替代图4和图6中用作去耦的100m长线。在对PD设备进行测试时，允许使用PSE设备和满足供电要求的去耦性能更好的其它网络来替代图5、于去耦网络的影响不能运行数据业务时，允许只监控测试中设备是否发生复位及测试后是否发生损坏。分别进行以下共模测试和差模测试。当PoE端口采用屏蔽网线时，若符合对非屏蔽线的测试要求时，也认为是符合的。——PSE设备的共模测试：采用8线同时对地的试验，试验的测试连接图参考图4;设备采用1/2和3/6线对供电时，则进行1/2对3/6线间的差模测试；若PSE设备采用4/5和7/8线对供电时，则进行4/5对7/8线间的差模测试；试验连接图参考图6。对于超出IEEE802.3at标准要求的采取8线同时供电的PoE端口，则需要分别进行1/2对3/6线之间的差模测试和4/5对7/8线之间的差模测试；——PD设备的共模测试：采用8线同时对地的试验，PD设备的8线对地测试连接图参考图5;——PD设备的差模测