1.什么是PoE?
POE(Power over Ethernet)是一种以太网供电技术,它允许在现有的以太网电缆中传输电力和数据信号,从而无需额外的电源线。POE
技术广泛应用于IP
电话、无线接入点、网络摄像头、安全系统和其他需要网络连接和供电的设备。
2.PoE供电系统的组成
3.PoE技术的发展
随着网络技术的飞速进步和各类网络设备功率需求的日益增长,以太网供电(PoE
)技术也顺应时代需求,从基础版逐步演进到更为强大的版本,即PoE
、PoE+
以及最新的PoE++
。
首先,我们回顾一下PoE
(基于IEEE 802.3af
标准)的初次亮相。这一标准于2003年
正式推出,标志着以太网供电技术的诞生。它规定了PoE
交换机向终端设备提供的最大电力为15.4W
,这一限制使得它主要适用于那些功耗较低的设备,比如IP
电话、小型监控摄像头等。这样的设计在当时已经足够满足大部分低功率网络设备的供电需求。
然而,随着技术的进步和更多高功耗设备的涌现,PoE
的供电能力逐渐显得力不从心。于是,PoE+
(基于IEEE 802.3at
标准)应运而生。这一升级版技术于2009
年发布,将最大供电功率提升到了30W
,为那些需要更多电力的设备,如高性能摄像头、无线接入点等,提供了有力的支持。PoE+
的出现,极大地扩展了以太网供电技术的应用范围。
尽管PoE+
已经显著提升了供电能力,但面对日益增长的功耗需求,它仍然显得捉襟见肘。因此,PoE++
(基于IEEE 802.3bt
标准)在2018
年横空出世,再次刷新了以太网供电技术的功率上限。PoE++
技术将每个端口的最大供电功率提升至60W-90W
,甚至在某些情况下可以达到100W
的惊人水平。这一革命性的提升,使得PoE++
能够轻松应对医疗设备、工业设备、高功率LED
照明等高功耗设备的供电需求。
4.PoE原理
4.1供电原理
按照IEEE 802.3af
、IEEE 802.3at
、IEEE 802.3bt
标准,在一定的时间内,供电设备必须完成对终端网络设备的检测和分级,然后决定是否对其供电以及输出多少功率。这一规定可以保障不兼容的网络设备不至于受到48V
电源的破坏。所以供电设备的主要功能是检测是否有兼容的设备(PD
)连接入系统或从系统中断开,并对受电设备进行功率分级,以提供相应功率的电源或切断电源。
PSE
设备和PD
设备对接时,其供电的流程如下图所示:
# PoE供电流程,如下表:
# 功率分级,如下表:
4.2供电线序
PSE
及PD
采用标准RJ45
接口作为供电及受电接口。
4.2.1PoE和PoE+供电线序
PoE
(IEEE 802.3af
标准)和PoE+
(IEEE 802.3at
标准)采用两个线对提供供电,有信号线供电和空闲线供电两种PSE
供电方式,如下图所示。一般标准的PD
必须支持两种受电方式,但PSE
只需支持其中一种供电方式。
1)信号线供电示意图
PSE
可通过信号线对(1/2,3/6)给PD
供电。PSE
向以太网线注入直流电,直流电采用的频率和数据频率互不干扰,实现在同一对线同时传输电流和数据的“复用”。此时PSE
通过PoE
变压器经网线的信号线对与PD
端相应的PoE
变压器相连接。PSE
通过PoE
变压器的中心抽头馈电,PD
通过PoE
变压器的中心抽头受电。
2)空闲线供电示意图
PSE
通过网线的信号线对(1/2,3/6
)与PD
建立数据连接,并采用空闲的两线对(4/5,7/8
)向PD
馈电,供电原理同信号线供电模式。
4.2.2 PoE++供电线序
PoE++
(IEEE 802.3bt
标准)采用4个
线对(1/2,3/6,4/5,7/8
)提供供电,如下图所示。
PSE
向以太网线注入直流电,直流电采用的频率和数据频率互不干扰,实现在同一对线同时传输电流和数据的“复用”。此时PSE
通过PoE
变压器经网线的信号线对与PD
端相应的PoE
变压器相连接。PSE
通过PoE
变压器的中心抽头馈电,PD
通过PoE
变压器的中心抽头受电。
5.PoE/PoE+/PoE++技术规格对比
PoE
遵循的供电标准是IEEE 802.3af
,最大能提供15.4W
的功率,可以为IP
电话、无线AP
等终端设备供电。
PoE+
是PoE
的增强版,供电标准是IEEE 802.3at
,最大能提供30W
的功率,可以为视频电话、PTZ
(Pan Tilt Zoom
)摄像机等终端设备供电。
PoE++
是PoE+
的增强版,供电标准是IEEE 802.3bt
,最大能够提供60W
的功率,能够满足更多的终端功率需求,可以为基站、室外热感摄像机等终端设备提供更大功率的供电。
PoE、PoE+、PoE++
供电技术的特性参数之间的差异如下表所示,用户可以根据现网PD
的实际情况,使用对应的供电技术对PD
进行供电。
6.参考标准与协议
PoE、PoE+、PoE++
参考的标准与协议如下表所示: