【Base】POE供電

###Date: 2018.4.1

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參考：https://baike.baidu.com/item/POE%E4%BE%9B%E7%94%B5/1631974?fr=aladdin

       POE​ (Power

Over Ethernet)指的是在現有的​以太網​Cat.5布線基礎架構不作任何改動的情況下，在為一些基于IP的終端（如IP電話機、無線區域網路​接入點AP、網絡錄影機​等）傳輸資料信号的同時，還能為此類裝置提供直流供電的技術。

POE也被稱為基于區域網路的​供電系統(POL,

Power over LAN )或有源以太網( Active Ethernet)，有時也被簡稱為以太網供電，這是利用現存标準以太網傳輸電纜的同時傳送資料和電功率的最新标準規範，并保持了與現存以太網系統和使用者的相容性。

POE技術能在確定現有結構化布線安全的同時保證現有網絡的正常運作，最大限度地降低成本。IEEE

802.3af标準是基于以太網供電系統POE的新标準，它在IEEE

802.3的基礎上增加了通過網線直接供電的相關标準，是現有以太網标準的擴充，也是第一個關于電源配置設定的國際标準。

PoE​早期應用沒有标準，采用空閑供電的方式。

1、IEEE 802.3af

IEEE 802.3af(15.4W)成為了首個PoE供電标準，規定了以太網供電标準，是現在PoE應用的主流實作标準。

IEEE在1999年開始制定該标準，最早參與的廠商有3Com​,Intel​,

PowerDsine,​Nortel​, Mitel和National

Semiconductor​。但是，該标準的缺點一直制約着市場的擴大。直到2003年6月，IEEE準許了802. 3af标

poe供電

準，它明确規定了遠端系統中的電力檢測和控制事項，并對路由器​、交換機​和集線器​通過以太網​電纜向IP電話、安全系統​以及無線LAN接入點等裝置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，這也使得該标準可以在各方面得到檢驗。

一個典型的以太網供電系統​。在配線櫃裡保留以太網交換機​裝置，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​、相機和其他裝置。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，在相容​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，受電裝置(PD)上的PoE 功耗被限制為12.95W，這對于傳統的IP 電話以及網絡攝像頭而言足以滿足需求，但随着雙波段​接入、視訊電話​、PTZ視訊監控系統​等高功率應用的出現，13W

的供電功率顯然不能滿足需求，這就限制了​以太網電纜供電的應用範圍。為了克服PoE 對功率預算的限制，并将其推向新的應用，IEEE 成立了一個新的任務組，旨在探求提高該國際電源标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

實作的可能性進行評估，于2004 年11 月創立了PoEPlus 的研究小組。之後又于2005 年7 月準許了建立IEEE 802.3at 調查委員會的計劃。新标準稱為 Power-over-Ethernet Plus (PoEP) IEEE 802.3at，它将功率要求高于12.95W 的裝置定義為Class 4（該級别在IEEE 802.3af 中有描述，但留作将來使用），可将功率水準擴充到25W 或更高。

系統構成

POE的系統構成：

poe供電

一個完整的POE系統包括供電端裝置(PSE, Power Sourcing Equipment)和受電端裝置(PD, Powered Device)兩部分。PSE裝置是為以太網​用戶端裝置供電​的裝置,同時也是整個POE以太網供電過程的管理者。而PD裝置是接受供電的PSE負載,即POE系統的用戶端裝置,如IP電話、網絡安全錄影機、AP及掌上電腦(

PDA)或行動電話​充電器等許多其他以太網裝置（實際上,任何功率不超過13W的裝置都可以從RJ45插座擷取相應的電力）。兩者基于IEEE 802.3af标準建立有關受電端裝置PD的連接配接情況、裝置類型​、功耗級别等方面的資訊聯系,并以此為根據PSE通過以太網​向PD供電。

特性參數

供電特性參數

POE标準供電系統的主要供電特性參數為：

類别	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

當在一個網絡中布置 POE供電​端裝置時,POE以太網供電工作過程如下所示。

1. 檢測：一開始,POE裝置在端口輸出很小的電壓,直到其檢測到線纜終端的連接配接為一個支援IEEE

802.3af标準的受電端裝置。

2.PD端裝置分類：當檢測到受電端裝置PD之後,POE裝置可能會為PD裝置進行分類,并且評估此PD裝置所需的功率損耗。

3. 開始供電​：在一個可配置時間(一般小于15μs)的啟動期内,PSE裝置開始從低電壓​向PD裝置供電,直至提供48V的直流電源。

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

5.斷電：若PD裝置從網絡上斷開時,PSE就會快速地(一般在300～400ms之内)停止為PD裝置供電,并重複檢測過程以檢測線纜的終端是否連接配接PD裝置。

供電的原理

标準的五類網線有四對雙絞線,但是在10M BASE-T和100M BASE-T中隻用到其中的兩對。IEEE80 2.3af允許兩種用法,應用空閑腳供電時,4、5腳連接配接為正極，7、8腳連接配接為負極。

應用資料腳供電時,将DC電源加在傳輸變壓器的中點,不影響資料的傳輸。在這種方式下線對1、2和線對3、6可以為任意極性。

标準不允許同時應用以上兩種情況。電源提供裝置PSE隻能提供一種用法,但是電源應用裝置PD必須能夠同時适應兩種情況。該标準規定供電電源通常是48V、13W的。PD裝置提供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标準為使用以太網的傳輸電纜輸送直流電​到POE相容的裝置定義了兩種方法：

中間跨接法

一種稱作“中間跨接法”( Mid -Span ),使用獨立的PoE供電裝置，跨接在交換機和具有PoE功能的終端裝置之間，一般是利用以太網​電纜中沒有被使用的空閑線對來傳輸直流電​。Midspan

PSE是一個專門的電源管理裝置,通常和​交換機放在一起。它對應每個端口有兩個RJ45插孔,一個用短線連接配接至交換機(此處指傳統的不具有PoE功能的交換機),另一個連接配接遠端裝置。

末端跨接法

另一種方法是“末端跨接法”(End-Span),是将供電裝置內建在交換機中信号的出口端，這類內建連接配接一般都提供了空閑線對和資料線對“雙”供電功能。其中資料線對采用了信号隔離變壓器，并利用中心抽頭來實作直流供電。可以預見,End-Span會迅速得到推廣,這是由于以太網資料與輸電采用公用線對,因而省去了需要設定獨立輸電的專用線,這對于僅有8芯的電纜和相配套的标準RJ-45插座意義特别重大。

最新發展

以太網供電​晶片廠商PowerDsine将召開一個IEEE會議，正式送出“大功率以太網供電”标準，該标準将支援為筆記本電腦​等裝置供電。PowerDsine将送出一份白皮書，建議把802.3af标準的48v輸入、13w的可用功率​極限提高1倍。除筆記本電腦外，新标準還有可能為液晶顯示器和視訊電話等供電。

最近IEEE出了一個最新的802.3AT，其中規定了POE可以提供更高的功率，超過了13W，可以達到30W！