PoE-Power over Ethernet 以太网供电

PoE也被称为基于局域网的供电系统(PoL, Power over LAN )或有源以太网( Active Ethernet)，有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。IEEE 802.3af标准是基于以太网供电系统POE的新标准，它在IEEE 802.3的基础上增加了通过网线直接供电的相关标准，是现有以太网标准的扩展，也是第一个关于电源分配的国际标准。IEEE 802.3af.

IEEE在1999年开始制定该标准，最早参与的厂商有3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel和National Semiconductor。但是，该标准的缺点一直制约着市场的扩大。直到2003年6月，IEEE批准了802. 3af标准，它明确规定了远程系统中的电力检测和控制事项，并对路由器、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、安全系统以及无线LAN接入点等设备供电的方式进行了规定。IEEE 802.3af的发展包含了许多公司专家的努力，这也使得该标准可以在各方面得到检验。

一个典型的以太网供电系统。在配线柜里保留以太网交换机设备，用一个带电源供电集线器(Midspan HUB)给局域网的双绞线提供电源。在双绞线的末端，该电源用来驱动电话、无线接入点、相机和其他设备。为避免断电，可以选用一个UPS。

POE参数：

一个完整的POE系统包括供电端设备(PSE, Power Sourcing Equipment)和受电端设备(PD, Powered Device)两部分。PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备,同时也是整个POE以太网供电过程的管理者。而PD设备是接受供电的PSE负载,即POE系统的客户端设备,如IP电话、网络安全摄像机、AP及掌上电脑( PDA)或移动电话充电器等许多其他以太网设备（实际上,任何功率不超过13W的设备都可以从RJ45插座获取相应的电力）。两者基于IEEE 802.3af标准建立有关受电端设备PD的连接情况、设备类型、功耗级别等方面的信息联系,并以此为根据PSE通过以太网向PD供电。

POE标准供电系统的主要供电特性参数为：

1. 电压在44～57V之间,典型值为48V。
2. 允许最大电流为550mA,最大启动电流为500mA。
3. 典型工作电流为10～350mA,超载检测电流为350～500mA。
4. 在空载条件下,最大需要电流为5mA。
5. 为PD设备提供3.84～12.95W五个等级的电功率请求,最大不超过13W。

PoE供电的工作过程：当在一个网络中布置 PSE供电端设备时,POE以太网供电工作过程如下；

1. 检测

一开始,PSE设备在端口输出很小的电压,直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE 802.3af/at标准的受电端设备。

2. PD端设备分类

当检测到受电端设备PD之后,PSE设备可能会为PD设备进行分类,并且评估此PD设备所需的功率损耗。

3. 开始供电

在一个可配置时间(一般小于15μs)的启动期内,PSE设备开始从低电压向PD设备供电,直至提供48V的直流电源。

4. 供电

为PD设备提供稳定可靠48V的直流电,满足PD设备不越过 15.4W/30W的功率消耗。

5. 断电

若PD设备从网络上断开时,PSE就会快速地(一般在300～400ms之内)停止为PD设备供电,并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接PD设备。

标准的五类网线有四对双绞线,但是在l0M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的两对。IEEE80 2.3af/at允许两种用法,应用空闲脚供电时,4、5脚连接为正极,7、8脚连接为负极。

应用数据脚供电时,将DC电源加在传输变压器的中点,不影响数据的传输。在这种方式下线对1、2和线对3、6可以为任意极性。

标准不允许同时应用以上两种情况。电源提供设备PSE只能提供一种用法,但是电源应用设备PD必须能够同时适应两种情况。该标准规定供电电源通常是48V、13W的。PD设备提供48V到低电压的转换是较容易的,但同时应有1500V的绝缘安全电压。
PoE的两种供电方法
PoE标准为使用以太网的传输电缆输送直流电到POE兼容的设备定义了两种方法：

6.中间跨接法( Mid -Span )

使用以太网电缆中没有被使用的空闲线对来传输直流电，应用于普通交换机与网络终端设备之间，可以通过网线给网络终端设备供电，Midspan PSE（中跨供电设备）是一个专门的电源管理设备，通常和交换机放在一起。它对应每个端口有两个RJ45插孔，一个用短线连接至交换机，另一个连接远端设备。

7.末端跨接法(End-Span)

是在传输数据所用的芯线上同时传输直流电,其输电采用与以太网数据信号不同的频率。相应的Endpoint PSE（末端供电设备）有支持POE功能的以太网交换机、路由器、集线器或其他网络交换设备。可以预见End-Span会迅速得到推广，这是由于以太网数据与输电采用公用线对，因而省去了需要设置独立输电的专用线，这对于仅有8芯的电缆和相配套的标准RJ-45插座意义特别重大。

8.发展

以太网供电芯片厂商PowerDsine将召开一个IEEE会议，正式提交“大功率以太网供电”标准，该标准将支持为笔记本电脑等设备供电。PowerDsine将提交一份白皮书，建议把802.3af标准的48v输入、13w的可用功率极限提高1倍。除笔记本电脑外，新标准还有可能为液晶显示器和视频电话等供电。

IEEE 802．3at：拓宽PoE应用领域PoE（Power over Ethernet,以太网供电）是一种局域网技术，可通过双绞线向受电设备提供直流功率，目前已在企业与工业应用中得到广泛的应用。据统计，2006年，以太网供电交付量为3200万个端口，到2011年，交付量将增长到1.45亿个端口，年增长率将超过30%。目前PoE业界所采用的标准为IEEE 802.3 af，该标准规定了供电设备可通过以太网向功率在13W以下的受电设备供电。这对于传统的IP电话以及网络摄像头而言足以满足需求，但随着双波段接入、视频电话、PTZ视频监控系统等高功率应用的出现，13W的供电功率显然不能满足需求，为此，IEEE在2005年开始开发新的PoE标准802.3at(PoE Plus)以提升PoE可传送的电力。

与802.3af相比，802.3at可输出2倍以上的电力，每个端口的输出功率可在30W以上，因此可大幅拓宽PoE的应用领域。PoE目前尚面临一些挑战，如PoE技术可让受电设备从每个端口获得30W以上的功率，但不是每个端口的受电设备都需要30W的功率，因此，如何准确的感测每个受电设备的需要是一个很重要的问题，否则可能对受电设备造成损坏或对网络基础设施形成不安全因素。此外，由于电缆通常被匝成电缆束并置于配线柜中，因此线缆束的散热问题亦需要考量。而成本问题则是PoE面临的又一挑战，特别是对PD制造商而言，在产品中加入PoE技术就意味着增加成本。虽然面临着诸多挑战，但由于市场潜力巨大，存在的种种问题正不断被厂商改善。随着IEEE 802.3at的来临，PoE技术得到进一步的发展以及更广泛的应用。