以太网供电技术/有源以太网技术POE简单介绍
POE (Power Over Ethernet)指的是在現有的以太網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、無線局域網接入點AP、網絡攝像機等)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也被稱為基于局域網的供電系統(POL, Power over LAN)或有源以太網(Active Ethernet),有時也被簡稱為以太網供電,這是利用現存標準以太網傳輸電纜的同時傳送數據和電功率的最新標準規范,并保持了與現存以太網系統和用戶的兼容性。
POE技術能在確保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。一個完整的PoE系統包括供電端設備和受電端設備兩部分。
- 供電端設備,PSE
即Power Sourcing Equipment,給終端供電的設備。比如,支持POE功能的以太網交換機、路由器、集線器或者其他網絡交換設備; - 受電端設備,PD
即Power Device,需要供電的終端。在監控系統中主要就是網絡攝像機(IPC);
PoE的應用范圍主要可以從低功率和高功率兩個方面來看。
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低功率應用范圍
無線AP、IP電話、IP網絡攝像頭等基于IP的終端產品,其功率需求一般不超過12W,這也是目前PoE交換機應用的最主要領域。通過部署PoE技術,解決了無線AP難以在天花板通風層供電的問題、IP電話因偶發事件斷電的問題、IP網絡攝像機需要從外部獲得電源供應的問題等。并且通過PoE交換機本身的QoS、VLAN、ACL等功能,滿足網絡對優先級分配、延時、抖動、安全、數據隔離等的要求; -
高功率應用范圍
除了傳統應用領域,PoE交換機在安全防護、建筑控制、零售、娛樂和RFID及其他新興市場也有較大的應用,如PoE煙霧探測器、POS機信息終端、PTZ攝像機,甚至是WiMax基站等。通過支持IEEE802.3af標準及IEEE 802.3at草案,PoE交換機可支持更大的端口功率,獲得更大的應用前景;
POE標準為使用以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:
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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(此處指傳統的不具有PoE功能的交換機),另一個連接遠端設備。 -
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,這類集成連接一般都提供了空閑線對和數據線對“雙”供電功能。其中數據線對采用了信號隔離變壓器,并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,這是由于以太網數據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技術出現較早,但早期的PoE技術無規范可循。IEEE 802.3工作組在2003年將其標準化,后來逐漸發展到802.3af、802.3at再到最新的802.3bt,下面回顧一下PoE技術的發展歷程。
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IEEE 802.3af(PoE)
2003年發布的IEEE 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,并對路由器、交換機和集線器通過以太網電纜向IP電話、安防系統以及無線接入點等設備供電的方式進行了規定,為符合802. 3af標準的設備提供不超過15W的電功率。 -
IEEE 802.3at(PoE+)
PoE最大功率難以滿足更大功率無線接入點、視頻電話、視頻監控系統等設備的供電需求,在兼容IEEE 802. 3af的基礎上,2009年IEEE 802.3at標準發布,通過CAT-5或更高級別線纜最大能提供30W的功率。 -
IEEE 802.3bt
IEEE 802.3bt在2018年9月正式被批準,此次標準主要為提供更大功率終端的需求而誕生,在兼容802.3af、802.3at的基礎上,可完成最高不超過90W的末端供電和數據傳輸,突破了PoE+供電30W的局限性。
注:802.3bt已被批準但暫未正式發布,也沒有正式命名,當前常用HPoE、PoE++、PoH、UPoE等名稱表示。
總結
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