带你认识POE技术

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。

PoE技术是指的是在现有CAT.5、CAT.6布线基础架构不改动的情况下，通过POE交换机网线供电的方式为标准的POE终端设备供电，可以免去额外的电源布线。在为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。

简单来说就是网线供电，即将电力加注在网线上，通过网线同时传输数据和电力，实现一线两用。

当在一个网络中布置POE交换机时,POE交换机工作过程如下：

检测：一开始, poe交换机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IEEE802.3af标准的受电端设备。

PD端设备分类：当检测到受电端设备PD之后, POE交换机可能会为PD设备进行分类,并且评估此PD设备所需的功率损耗。

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

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的功率消耗。

断电：若PD设备从网络上断开时, POE交换机就会快速地(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。

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, Power Device)两部分，POE交换机为PSE设备的一种。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。

PoE供电设备逐渐成为大家的优先选择，得益于以下的明显优势：

✔安全性强——省心

杜绝了劣质电源，也无需布强电，安全系数大大提升。同时采用电源集中供电，相比分布式供电，会更稳定，更少的故障节点。

✔简单易用——省力

网络终端不需要外接电源，只需要布置网线，连接十分方便，省去了部署供电系统需要的精力。

✔节约成本——省钱

省去电源线、插座位置、线路改造等建设维护费用，节省安装时间，最大限度降低施工和维护成本。

2009年的时候,命名为PoE+的第二代PoE技术规范IEEE 802.3AT正式发布。这时业界已经开始普遍使用Cat5类同轴电缆，这使得PoE+交换机可以为终端设备提供更大的功率。

PoE+交换机端口的供电电压在50V－57V之间，功率达到30W；终端设备端口电压在42.5V－57V之间，功率达到25.5W。虽然端口可提供的功率大幅提升，但由于线缆质量变得更好，因此在802.3AT规范中仍然使用两根铜导线来供电。这一代的PoE技术被称为Type 2 PoE。

PoE+交换机的优势

a、具有更高的功率：PoE+交换机每端口最多可以提供30W的功率，而PoE交换机每端口最多可以提供15.4W的功率。PoE交换机的供电设备上可用的最小功率为每端口12.95W，而PoE+交换机的可用最小功率是每端口25.5W。

b、兼容性更强：PoE和PoE+交换机根据需要多少功率从0-4分配层级，当供电设备连接到电源设备时，它将其类别提供给电源设备，以便电源设备可以为其提供正确的电量。一层、二层和三层器件分别需要极低功耗、低功耗和中等功耗，而四层(PoE+)交换机需要大量的功率，并且只能与PoE+电源设备兼容。

c、进一步降低成本：这更简单PoE+使用标准布线(Cat 5)与普通以太网接口配合工作，因此不需要“新线”。这意味着可以利用现有的网络布线基础设施，而无需为每个嵌入式交换机运行高压交流电源或单独的电源连接。

d、功能更强大：PoE+仅使用CAT5网线(其具有8根内部电线，与CAT3的4根电线相比)，这降低了阻抗的可能性并降低了功耗。此外，PoE+允许网络管理员提供更大的功能，例如提供新的远程电源诊断，状态报告和供电设备电源管理(包括嵌入式交换机的远程电源循环)。

2018年的时候,对应IEEE 802.3BT规范，命名为PoE++的第三代PoE技术正式出现。随着更快速度无线接入设备的出现，需要PoE++交换机远端供电的功率等级进一步得到提升。PoE++技术被划分为两类，分别称为Type 3 PoE和Type 4 PoE。

Type 3 PoE可以像PoE和PoE+一样，使用双绞线四根铜线中的两根来供电；也可以像Type 4 PoE一样，使用全部四根铜线来供电。Type 4 PoE则明确使用四根铜线拉供电。很明显，用于供电的铜线越多，能提供的功率就越大。

PoE++ Type 3交换机端口的供电电压在50V－57V之间，与PoE+端口一样，但功率翻倍达到60W；终端设备端口电压也跟PoE+端口一样在42.5V－57V之间，功率也翻倍达到51W。

PoE++ Type 4交换机端口的供电电压略有提升，在52V－57V之间，功率提升到100W；终端设备端口电压在41.1V－57V之间，功率提升到71W。当使用Type 4 PoE交换机时，甚至可以给笔记本电脑和电视来远程供电。

POE标准对PSE设备和PD设备的电气参数做了详细的规定，符合POE标准的设备必须满足这些电气参数，否则可能出现PSE设备和PD设备不兼容的问题。下表列举了标准中给出的重要的部分参数。

IEEE 802.3bt标准在2018年11月份最终定稿，但到目前标准仍未正式发布，IEEE 802.3bt与IEEE 802.3af/at最主要的区别如下：

第一：IEEE 802.3bt将供电设备(PSE)的最大功率提升三倍，从30 W扩展至90 W，并将用电设备(PD)的功率水平提升至71.3 W。

第二：IEEE 802.3bt将支持的等级数量从4个增加到8个，分别针对4-90 W和3.84-71.3 W的Type 3和Type 4供电设备(PSE)和用电设备(PD)。

第三：IEEE 802.3bt标准提供了许多新特性和新功能，例如支持高效的4线对功率传输，以及支持2.5 Gbps、5 Gbps和10 Gbps PoE工作的通道定义等。

使用时需要注意：往往一台PoE交换机上部分网口支持Type 1 PoE、部分网口支持Type 2 PoE，部分网口支持Type 3或Tpye 4 PoE等级。使用高规格的PoE端口可以满足低规格PoE端口的功率需求，反之则不行。

目前，PoE相关标准有IEEE 802.3af（PoE）、IEEE 802.3at（PoE+）和IEEE802.3bt（HPoE），三者的主要区别在于单口供电最大功率不同。

802.3af（PoE）：受电设备PD最大功率是12.95w，能满足大部分的设备需求。后来随着更高功率的摄像机产品出现，802.3af标准的供电功率无法满足设备需求，才又有了802.3at，也就是我们常见的PoE+。802.3bt（HPoE）功耗最高，需要HPoE模块供电。

目前的PoE供电主要使用的是超五类线缆，在未来，对于远端设备供电的功率需求会进一步提升，PoE交换机也将得到更好的发展。PoE供电的理论距离是100米，主流厂家的PoE交换机产品通过技术手段将网络协商速率从100M降频到10M，PoE交换机的RJ45口电压振幅从0.98V升高至2.2V，配合六类网线，最远可以实现300米远距离传输。

目前很多的超五类、六类网线均为无氧铜材质，六类网线300米长度直流电阻数据在20摄氏度环境下实测为22.1Ω、超五类网线为27.9Ω，传导性能优越，搭配PoE设备使用有效保障传输稳定性。如100米的超五类网线，IEEE802.3at的等效阻抗须小于12.5欧姆，IEEE802.3af则须小于20欧姆。

在安防行业，我们常用的网线是CAT5e、CAT6。

网线必须按照568A或者568B的标准连接好网线，必须接通8根线，同时长度要求在100米内。网线的质量越好，传输稳定性就越高，至少是超五类的网线，如果预算成本足够，可以选择传输距离更远、效果更好的6类网线。

(1)超五类线：超5类线具有衰减小，串扰少的优点，并且具有更高的衰减串扰比（ACR)和信噪比（StructuralReturnLoss)、更小的时延误差。超5类线主要用于千兆位以太网（1000Mbps）。

在标准中，cat5e采用单股铜丝，线规为24AWG。

(2)六类线：该类电缆的传输频率为1MHz～250MHz，六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比（PS-ACR）有较大的余量，它提供2倍于超五类的带宽。六类布线的传输性能远远高于超五类标准，最适用于传输速率高于1Gbps的应用。

cat6采用单股铜丝线，线规是23AWG。

六类双绞线在外形上和结构上与五类或超五类双绞线都有一定的差别，不仅增加了绝缘的十字骨架，将双绞线的四对线分别置于十字骨架的四个凹槽内，而且电缆的直径也更粗。

希望对大家在使用POE交换机是有所帮助的。总体来说，POE交换机是一款极具性价比的安防专用交换机，也非常智能化，比如当我们没有连接POE交换机时，POE交换机会自动进入待机模式节省能源，绿色环保，这也是为消费者节约安装成本，是网络高清视频监控的不二选择。

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