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在當(dāng)今信息化的時(shí)代，無(wú)論是企業(yè)還是公共服務(wù)，互聯(lián)網(wǎng)仿佛就像水電煤氣一樣，成為了現(xiàn)代社會(huì)標(biāo)配的設(shè)施，滲透進(jìn)我們生活中的方方面面，然而網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)作高度依賴(lài)電力，這注定了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、線路的敷設(shè)必須和電力網(wǎng)絡(luò)相輔相成。

例如當(dāng)網(wǎng)絡(luò)管理員要對(duì)一個(gè)已有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展的時(shí)候(增加監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線AP、網(wǎng)絡(luò)電話等)，管理員會(huì)碰到一個(gè)很大的難題，那就是在有線網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的時(shí)候，電力網(wǎng)也需要進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)展。隨著接入終端的增加，需要在原有網(wǎng)絡(luò)中增加路由等網(wǎng)關(guān)設(shè)備，但又不方便對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改動(dòng)時(shí)，PoE供電技術(shù)就很好地為這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備解決供電問(wèn)題。

所謂的PoE(以太網(wǎng)供電Power over Ethernet)就是利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)布線基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行直流供電的技術(shù)，早在上世紀(jì)便以誕生。自1999年，國(guó)際電子工業(yè)協(xié)會(huì)參與研究PoE技術(shù)并分別在2003年、2009年推出IEEE802.3af、IEEE802.3at兩個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)以來(lái)，PoE技術(shù)被更廣泛的應(yīng)用于無(wú)線AP的接入與供電當(dāng)中。

其避免在用戶(hù)工作區(qū)設(shè)置獨(dú)立的電源、數(shù)據(jù)纜線基礎(chǔ)設(shè)施及昂貴的交流電(AC)插座或電源供應(yīng)器，消除了在每一臺(tái)IP網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備上都安裝單獨(dú)的電源設(shè)備的問(wèn)題，使得不必在使用現(xiàn)場(chǎng)為設(shè)備部署單獨(dú)的電源系統(tǒng)，能夠極大地減少部署終端設(shè)備的布線和管理成本，擴(kuò)展了以太網(wǎng)本已非常強(qiáng)大的功能。

PoE的系統(tǒng)構(gòu)成

一個(gè)完整的PoE系統(tǒng)包括供電端設(shè)備(PSE, Power Sourcing Equipment)和受電端設(shè)備(PD, Power Device)兩部分。PSE設(shè)備是為以太網(wǎng)客戶(hù)端設(shè)備供電的設(shè)備，同時(shí)也是整個(gè)PoE以太網(wǎng)供電過(guò)程的管理者，而PD設(shè)備是接受供電的PSE負(fù)載，即PoE以太網(wǎng)供電系統(tǒng)的客戶(hù)端設(shè)備。

1)供電設(shè)備(PSE)：可提供有適應(yīng)組成End-span 和Mid-span 兩類(lèi)供電系統(tǒng)的兩種PSE 設(shè)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(shè)備所需功率情況可為一個(gè)或多個(gè)PD 設(shè)備同時(shí)供電;設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)對(duì)于PD 設(shè)備建立穩(wěn)定供電的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，以對(duì)于PD 設(shè)備的狀態(tài)和供電要求作實(shí)時(shí)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(dá)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(zhǔn)確性等。

IEEE 802.3af 標(biāo)準(zhǔn)供電系統(tǒng)建立供電各階段的狀態(tài)參數(shù)

2)用電設(shè)備(PD)：可適應(yīng)組成End-span 和Mid-span 兩類(lèi)供電系統(tǒng);可接受PSE設(shè)備的檢測(cè)以提供其PD 設(shè)備的相關(guān)性能參數(shù)和供電功率范圍從3.84W 到12.95W 的五個(gè)等級(jí)功率請(qǐng)求;提供PD 設(shè)備的實(shí)時(shí)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(biāo)準(zhǔn)按PD 設(shè)備的分級(jí)電流確定的設(shè)備電源分類(lèi)級(jí)

PoE以太網(wǎng)供電的兩種供電方法

PoE標(biāo)準(zhǔn)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：一種稱(chēng)作“中間跨接法”( Mid -Span )，使用以太網(wǎng)電纜中沒(méi)有被使用的空閑線對(duì)來(lái)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(shí)傳輸直流電，其輸電采用與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)不同的頻率。

Mid-span PSE是一個(gè)專(zhuān)門(mén)的電源管理設(shè)備，通常和交換機(jī)放在一起。它對(duì)應(yīng)每個(gè)端口有兩個(gè)RJ45插孔，一個(gè)用短線連接至交換機(jī)，另一個(gè)連接遠(yuǎn)端設(shè)備?？梢灶A(yù)見(jiàn)，End-Span會(huì)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(duì)，因而省去了需要設(shè)置獨(dú)立輸電的專(zhuān)用線，這對(duì)于僅有8芯的電纜和相配套的標(biāo)準(zhǔn)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(hào)的傳輸距離決定的。單純的電力是可以傳輸很遠(yuǎn)的，只要電路可通。但是數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸距離是由網(wǎng)線決定的，為滿足1000M帶寬等相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，避免帶來(lái)速度下降等問(wèn)題，普通的5類(lèi)線數(shù)據(jù)信號(hào)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)備接受功率必須不小于12.95W，按照802.3af典型電流值為350ma計(jì)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(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線是天然就滿足這個(gè)要求的，IEEE 802.3af PoE供電標(biāo)準(zhǔn)本身就是以標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線測(cè)定的，而會(huì)產(chǎn)生PoE供電網(wǎng)線要求這個(gè)問(wèn)題，是因?yàn)楹芏鄰S商為了降低成本，不是嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線的要求來(lái)生產(chǎn)的。市面的非標(biāo)準(zhǔn)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(wú)氧銅材質(zhì)的網(wǎng)線，即標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線。

結(jié)語(yǔ)：隨著現(xiàn)今物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)下，注定越來(lái)越多的設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互，這也是智慧城市發(fā)展的基礎(chǔ)。受安裝環(huán)境的制約，無(wú)法保證每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端位置都配有電源，或者提供足夠的電力。如果物聯(lián)網(wǎng)中的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的傳感器、控制器還有智能終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)現(xiàn)代辦公設(shè)備也能由以太網(wǎng)直接供電的話，那么整個(gè)布線、電源、人工等成本有可能會(huì)下降很多，提高設(shè)備安裝的靈活性，讓物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)師突破原有的限制，在物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展中起到非常重要的作用。