PoE(以太網(wǎng)供電Power over Ethernet)就是利用現(xiàn)有網(wǎng)絡布線基礎設施進行直流供電的技術(shù),早在上世紀便以誕生。自1999年,國際電子工業(yè)協(xié)會參與研究PoE技術(shù)并分別在2003年、2009年推出IEEE802.3af、IEEE802.3at兩個國際標準以來,PoE技術(shù)被更廣泛的應用于無線AP的接入與供電當中。
其避免在用戶工作區(qū)設置獨立的電源、數(shù)據(jù)纜線基礎設施及昂貴的交流電(AC)插座或電源供應器,消除了在每一臺IP網(wǎng)絡終端設備上都安裝單獨的電源設備的問題,使得不必在使用現(xiàn)場為設備部署單獨的電源系統(tǒng),能夠極大地減少部署終端設備的布線和管理成本,擴展了以太網(wǎng)本已非常強大的功能。
PoE的系統(tǒng)構(gòu)成
一個完整的PoE系統(tǒng)包括供電端設備(PSE, Power Sourcing Equipment)和受電端設備(PD, Power Device)兩部分。PSE設備是為以太網(wǎng)客戶端設備供電的設備,同時也是整個PoE以太網(wǎng)供電過程的管理者,而PD設備是接受供電的PSE負載,即PoE以太網(wǎng)供電系統(tǒng)的客戶端設備。
1)供電設備(PSE):可提供有適應組成End-span 和Mid-span 兩類供電系統(tǒng)的兩種PSE 設備;供電系統(tǒng)工作模式系統(tǒng)可工作在End-span 供電模式下或Mid-span 供電模式下,根據(jù)PD 設備所需功率情況可為一個或多個PD 設備同時供電;設置有用于實現(xiàn)對于PD 設備建立穩(wěn)定供電的檢測機構(gòu),以對于PD 設備的狀態(tài)和供電要求作實時監(jiān)控的能力;可提供供電系統(tǒng)所需要的電功率,最高可達15.4~18W,包括規(guī)范的電壓(44~57V)和電流范圍(10~550mA)及供電質(zhì)量,如直流電的紋波、穩(wěn)定性和準確性等。
IEEE 802.3af 標準供電系統(tǒng)建立供電各階段的狀態(tài)參數(shù)
2)用電設備(PD):可適應組成End-span 和Mid-span 兩類供電系統(tǒng);可接受PSE設備的檢測以提供其PD 設備的相關性能參數(shù)和供電功率范圍從3.84W 到12.95W 的五個等級功率請求;提供PD 設備的實時工作狀態(tài),包括正常接受供電、停止工作或離線狀態(tài)等。
IEEE 802.3af 標準按PD 設備的分級電流確定的設備電源分類級
PoE以太網(wǎng)供電的兩種供電方法
PoE標準為使用以太網(wǎng)的傳輸電纜輸送直流電到PoE兼容的設備定義了兩種方法:一種稱作“中間跨接法”( Mid -Span ),使用以太網(wǎng)電纜中沒有被使用的空閑線對來傳輸直流電。另一種方法是“末端跨接法”(End-Span),是在傳輸數(shù)據(jù)所用的芯線上同時傳輸直流電,其輸電采用與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號不同的頻率。
Mid-span PSE是一個專門的電源管理設備,通常和交換機放在一起。它對應每個端口有兩個RJ45插孔,一個用短線連接至交換機,另一個連接遠端設備??梢灶A見,End-Span會迅速得到推廣,這是由于以太網(wǎng)數(shù)據(jù)與輸電采用公用線對,因而省去了需要設置獨立輸電的專用線,這對于僅有8芯的電纜和相配套的標準RJ-45插座意義特別重大。
PoE供電距離
PoE供電距離是由數(shù)據(jù)信號的傳輸距離決定的。單純的電力是可以傳輸很遠的,只要電路可通。但是數(shù)據(jù)信號的傳輸距離是由網(wǎng)線決定的,為滿足1000M帶寬等相關的技術(shù)指標,避免帶來速度下降等問題,普通的5類線數(shù)據(jù)信號傳輸距離大概是100米左右。工程上為保證施工質(zhì)量,一般取80-90米。
PoE供電網(wǎng)線的要求
PoE IEEE 802.3af標準要求PSE輸出端口的輸出功率為15.4W或者15.5W, 傳輸100米后的PD設備接受功率必須不小于12.95W,按照802.3af典型電流值為350ma計算,100米網(wǎng)線的電阻必須為(15.4-12.95W)/350ma = 7歐姆或者(15.5-12.95)/350ma = 7.29歐姆。
而標準網(wǎng)線是天然就滿足這個要求的,IEEE 802.3af PoE供電標準本身就是以標準網(wǎng)線測定的,而會產(chǎn)生PoE供電網(wǎng)線要求這個問題,是因為很多廠商為了降低成本,不是嚴格按照標準網(wǎng)線的要求來生產(chǎn)的。市面的非標準網(wǎng)線材質(zhì)主要有銅包鋼、銅包鋁、銅包鐵等,這些網(wǎng)線的阻值大,都不適合PoE供電。PoE供電必須使用無氧銅材質(zhì)的網(wǎng)線,即標準網(wǎng)線。