POE供電:特點,相關標準,系統構成,特性參數,供電特性參數,供電工作過程,供電的

POE (Power Over Ethernet)指的是在現有的乙太網Cat.5布線基礎架構不作任何改動的情況下，在為一些基於IP的終端（如IP電話機、無線區域網路接入點AP、網路攝像機等）傳輸數據信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術。 POE也被稱為基於區域網路的供電系統(POL, Power over LAN )或有源乙太網( Active Ethernet)，有時也被簡稱為乙太網供電，這是利用現存標準乙太網傳輸電纜的同時傳送數據和電功率的最新標準規範，並保持了與現存乙太網系統和用戶的兼容性。

基本介紹

中文名：POE供電
外文名：Power Over Ethernet
標準：IEEE 802.3af
電源：有源乙太網
兼容性：乙太網系統和用戶的兼容性
方式：空閒供電
簡稱：POE

特點,相關標準,系統構成,特性參數,供電特性參數,供電工作過程,供電的原理,供電方法,中間跨接法,末端跨接法,最新發展,區分標準PoE和非標準PoE,

特點

POE技術能在確保現有結構化布線安全的同時保證現有網路的正常運作，最大限度地降低成本。IEEE 802.3af標準是基於乙太網供電系統POE的新標準，它在IEEE 802.3的基礎上增加了通過網線直接供電的相關標準，是現有乙太網標準的擴展，也是第一個關於電源分配的國際標準。

相關標準

PoE早期套用沒有標準，採用空閒供電的方式。

1、IEEE 802.3af

IEEE 802.3af(15.4W)成為了首個PoE供電標準，規定了乙太網供電標準，是PoE套用的主流實現標準。

IEEE在1999年開始制定該標準，最早參與的廠商有3Com,Intel, PowerDsine,Nortel, Mitel和National Semiconductor。但是，該標準的缺點一直制約著市場的擴大。直到2003年6月，IEEE批准了802. 3af標準，它明確規定了遠程系統中的電力檢測和控制事項，並對路由器、交換機和集線器通過乙太網電纜向IP電話、安全系統以及無線LAN接入點等設備供電的方式進行了規定。IEEE 802.3af的發展包含了許多公司專家的努力，這也使得該標準可以在各方面得到檢驗。

一個典型的乙太網供電系統。在配線櫃里保留乙太網交換機設備，用一個帶電源供電集線器(Midspan HUB)給區域網路的雙絞線提供電源。在雙絞線的末端，該電源用來驅動電話、無線接入點、相機和其他設備。為避免斷電，可以選用一個UPS。

2、IEEE 802.3at

IEEE802.3at(25.5W)應大功率終端的需求而誕生，在兼容802.3af的基礎上，提供更大的供電需求，滿足新的需求。

為了遵循IEEE 802.3af 規範，受電設備(PD)上的PoE 功耗被限制為12.95W，這對於傳統的IP 電話以及網路攝像頭而言足以滿足需求，但隨著雙波段接入、視頻電話、PTZ視頻監控系統等高功率套用的出現，13W 的供電功率顯然不能滿足需求，這就限制了乙太網電纜供電的套用範圍。為了克服PoE 對功率預算的限制，並將其推向新的套用，IEEE 成立了一個新的任務組，旨在探求提高該國際電源標準的功率限值的方法。IEEE802.3 工作組為了在技術及經濟上對IEEE802.3at 實現的可能性進行評估，於2004 年11 月創立了PoEPlus 的研究小組。之後又於2005 年7 月批准了建立IEEE 802.3at 調查委員會的計畫。新標準稱為 Power-over-Ethernet Plus (PoEP) IEEE 802.3at，它將功率要求高於12.95W 的設備定義為Class 4（該級別在IEEE 802.3af 中有描述，但留作將來使用），可將功率水平擴展到25W 或更高。

系統構成

POE的系統構成：一個完整的POE系統包括供電端設備(PSE, Power Sourcing Equipment)和受電端設備(PD, Powered Device)兩部分。PSE設備是為乙太網客戶端設備供電的設備,同時也是整個POE乙太網供電過程的管理者。而PD設備是接受供電的PSE負載,即POE系統的客戶端設備,如IP電話、網路安全攝像機、AP及掌上電腦( PDA)或行動電話充電器等許多其他乙太網設備（實際上,任何功率不超過13W的設備都可以從RJ45插座獲取相應的電力）。兩者基於IEEE 802.3af標準建立有關受電端設備PD的連線情況、設備類型、功耗級別等方面的信息聯繫,並以此為根據PSE通過乙太網向PD供電。

特性參數

供電特性參數

POE標準供電系統的主要供電特性參數為：

類別	802.3af（PoE）	802.3at（PoE plus）
分級（Classification）	0～3	0～4
最大電流	350mA	600mA
PSE輸出電壓	44～57V DC	50～57V DC
PSE輸出功率	<=15.4W	<=30W
PD輸入電壓	36～57V DC	42.5～57V DC
PD最大功率	12.95W	25.5W
線纜要求	Unstructured	CAT-5e or better
供電線纜對	2	2

供電工作過程

當在一個網路中布置 POE供電端設備時,POE乙太網供電工作過程如下所示。

1. 檢測：一開始，POE設備在連線埠輸出很小的電壓，直到其檢測到線纜終端的連線為一個支持IEEE802.3af標準的受電端設備。

2.PD端設備分類：當檢測到受電端設備PD之後，POE設備可能會為PD設備進行分類，並且評估此PD設備所需的功率損耗。

3. 開始供電：在一個可配置時間(一般小於15μs)的啟動期內，PSE設備開始從低電壓向PD設備供電，直至提供48V的直流電源。

4.供電：為PD設備提供穩定可靠48V的直流電，滿足PD設備不越過15.4W的功率消耗。

5.斷電：若PD設備從網路上斷開時，PSE就會快速地(一般在300～400ms之內)停止為PD設備供電,並重複檢測過程以檢測線纜的終端是否連線PD設備。

供電的原理

標準的五類網線有四對雙絞線，但是在10M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的兩對。IEEE80 2.3af允許兩種用法，套用空閒腳供電時，4、5腳連線為正極，7、8腳連線為負極。

套用數據腳供電時，將DC電源加在傳輸變壓器的中點，不影響數據的傳輸。在這種方式下線對1、2和線對3、6可以為任意極性。

標準不允許同時套用以上兩種情況。電源提供設備PSE只能提供一種用法,但是電源套用設備PD必須能夠同時適應兩種情況。該標準規定供電電源通常是48V、13W的。PD設備提供48V到低電壓的轉換是較容易的,但同時應有1500V的絕緣安全電壓。

供電方法

POE的兩種供電方法

POE標準為使用乙太網的傳輸電纜輸送直流電到POE兼容的設備定義了兩種方法：

中間跨接法

一種稱作“中間跨接法”( Mid -Span )，使用獨立的PoE供電設備，跨接在交換機和具有PoE功能的終端設備之間，一般是利用乙太網電纜中沒有被使用的空閒線對來傳輸直流電。Midspan PSE是一個專門的電源管理設備，通常和交換機放在一起。它對應每個連線埠有兩個RJ45插孔，一個用短線連線至交換機(此處指傳統的不具有PoE功能的交換機)，另一個連線遠端設備。

末端跨接法

另一種方法是“末端跨接法”(End-Span)，是將供電設備集成在交換機中信號的出口端，這類集成連線一般都提供了空閒線對和數據線對“雙”供電功能。其中數據線對採用了信號隔離變壓器，並利用中心抽頭來實現直流供電。可以預見，End-Span會迅速得到推廣，這是由於乙太網數據與輸電採用公用線對，因而省去了需要設定獨立輸電的專用線，這對於僅有8芯的電纜和相配套的標準RJ-45插座意義特別重大。

區分標準PoE和非標準PoE

很簡單，只需用萬用表測量。方法如下：

啟動設備，將萬用電錶調至電壓測量檔位，用萬用電錶兩表筆分別點觸PSE設備供電腳（通常是RJ45連線埠的1/2,3/6或者4/5,7/8），如果測出有48V或其它電壓值（12V、24V等）穩定輸出的設備即是非標產品。因為在這個過程中，PSE不對受電設備（這裡為萬用表）做檢測，直接採用48V或其它電壓值供電。

反之，如果測量不出電壓，萬用表錶針在2~10V之間跳動，則為標準POE。因為在這個階段，PSE在對PD端（這裡為萬用表）進行檢測，而萬用電錶不是合法的PD，PSE不會供電，無穩定電壓產生。

POE供電