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(xiàn)有的以太網(wǎng)布線基礎(chǔ)架構(gòu)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(wǎng)接入點AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機等)傳輸數(shù)據(jù)信號的同時,還能為此類設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。
POE也被稱為基于局域網(wǎng)的供電系統(tǒng)(POL, Power over LAN)或有源以太網(wǎng)(Active Ethernet),有時也被簡稱為以太網(wǎng)供電,這是利用現(xiàn)存標準以太網(wǎng)傳輸電纜的同時傳送數(shù)據(jù)和電功率的最新標準規(guī)范,并保持了與現(xiàn)存以太網(wǎng)系統(tǒng)和用戶的兼容性。
POE技術(shù)能在確?,F(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線安全的同時保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運作,最大限度地降低成本。一個完整的PoE系統(tǒng)包括供電端設(shè)備和受電端設(shè)備兩部分。
- 供電端設(shè)備,PSE
即Power Sourcing Equipment,給終端供電的設(shè)備。比如,支持POE功能的以太網(wǎng)交換機、路由器、集線器或者其他網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備; - 受電端設(shè)備,PD
即Power Device,需要供電的終端。在監(jiān)控系統(tǒng)中主要就是網(wǎng)絡(luò)攝像機(IPC);
PoE的應(yīng)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(yīng)用范圍
無線AP、IP電話、IP網(wǎng)絡(luò)攝像頭等基于IP的終端產(chǎn)品,其功率需求一般不超過12W,這也是目前PoE交換機應(yīng)用的最主要領(lǐng)域。通過部署PoE技術(shù),解決了無線AP難以在天花板通風(fēng)層供電的問題、IP電話因偶發(fā)事件斷電的問題、IP網(wǎng)絡(luò)攝像機需要從外部獲得電源供應(yīng)的問題等。并且通過PoE交換機本身的QoS、VLAN、ACL等功能,滿足網(wǎng)絡(luò)對優(yōu)先級分配、延時、抖動、安全、數(shù)據(jù)隔離等的要求; -
高功率應(yīng)用范圍
除了傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)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(yīng)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(yīng)用前景;
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(shè)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(shè)備,跨接在交換機和具有PoE功能的終端設(shè)備之間,一般是利用以太網(wǎng)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(shè)備,通常和交換機放在一起。它對應(yīng)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(tǒng)的不具有PoE功能的交換機),另一個連接遠端設(shè)備。 -
末端跨接法
另一種方法是“末端跨接法”(End-Span),是將供電設(shè)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(shù)據(jù)線對“雙”供電功能。其中數(shù)據(jù)線對采用了信號隔離變壓器,并利用中心抽頭來實現(xiàn)直流供電??梢灶A(yù)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(shè)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(shù)出現(xiàn)較早,但早期的PoE技術(shù)無規(guī)范可循。IEEE 802.3工作組在2003年將其標準化,后來逐漸發(fā)展到802.3af、802.3at再到最新的802.3bt,下面回顧一下PoE技術(shù)的發(fā)展歷程。
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IEEE 802.3af(PoE)
2003年發(fā)布的IEEE 802. 3af標準,它明確規(guī)定了遠程系統(tǒng)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(wǎng)電纜向IP電話、安防系統(tǒng)以及無線接入點等設(shè)備供電的方式進行了規(guī)定,為符合802. 3af標準的設(shè)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(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備的供電需求,在兼容IEEE 802. 3af的基礎(chǔ)上,2009年IEEE 802.3at標準發(fā)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(chǔ)上,可完成最高不超過90W的末端供電和數(shù)據(jù)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(fā)布,也沒有正式命名,當(dāng)前常用HPoE、PoE++、PoH、UPoE等名稱表示。
總結(jié)
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