以太网供电（POE）的关键技术解析

POE通过电缆供电的原理

标准的五类网线有四对双绞线，但是在10M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的两对。IEEE80 2.3af允许两种用法如图2和图3所示。



图2 通过空闲脚供电



图3 通过数据脚供电

应用空闲脚供电时，4、5脚连接为正极，7、8脚连接为负极。

应用数据脚供电时，将DC电源加在传输变压器的中点，不影响数据的传输。在这种方式下线对1、2和线对3、6可以为任意极性。

标准不允许同时应用以上两种情况。电源提供设备PSE只能提供一种用法，但是电源应用设备PD必须能够同时适应两种情况。该标准规定供电电源通常是48V、13W的。PD设备提供48V到低电压的转换是较容易的，但同时应有1500V的绝缘安全电压。

POE标准还规范了传送电功率应使用的非屏蔽双绞线对电缆，即3、5、5e或6类电缆。明确了与其一起工作的现存电缆设施不需要任何改动，这其中包括3、5、5e或6类电缆、各种短接线与接线板、电源插座引线和连接的硬件等。POE标准与IEEE 802.3标准系列兼容。

POE的两种供电方法

POE标准为使用以太网的传输电缆输送直流电到POE兼容的设备定义了两种方法：一种称作“中间跨接法”( Mid -Span )，使用以太网电缆中没有被使用的空闲线对来传输直流电，相应的Endpoint PSE支持POE功能的以太网交换机、路由器、集线器或其他网络交换设备。另一种方法是“末端跨接法”(End-Span)，是在传输数据所用的芯线上同时传输直流电，其输电采用与以太网数据信号不同的频率。MidSPAN PSE是一个专门的电源管理设备，通常和交换机放在一起。它对应每个端口有两个RJ45插孔，一个用短线连接至交换机，另一个连接远端设备。可以预见，End-Span会迅速得到推广，这是由于以太网数据与输电采用公用线对，因而省去了需要设置独立输电的专用线，这对于仅有8芯的电缆和相配套的标准RJ-45插座意义特别重大。

图4是POE供电系统的一个实例，由供电设备PSE 、受电设备PD和相关的配套设备及以太网传输电缆组成。



图4 符合IEEE 802.3af标准的以太网供电系统实例

当PD设备与POE标准兼容时就可直接通过RJ-45插座从以太网电缆供电，对于与POE不兼容的设备可以采用直流变换器或抽头分压装置的方法，将其电压变换成POE兼容的电压。这些装置有时也被称为有源以太网分裂器(Sputters)，它可以将太网电缆的直流电压取出来并通过常规的直流插座供PD设备使用。

POE技术的优势以及拓展的应用

使用以太网线供电的优势是明显的：

POE只需要安装和支持一条电缆，简单而且节省空间，并且设备可随意移动。

节约成本。许多带电设备，例如视频监视摄像机等，都需要安装在难以部署AC电源的地方，POE使其不再需要昂贵电源和安装电源所耗费的时间，节省了费用和时间。

像数据传输一样，POE可以通过使用简单网管协议(SNMP)来监督和控制该设备。

POE供电端设备只会为需要供电的设备供电，只有连接了需要供电的设备，以太网电缆才会有电压存在，因而消除了线路上漏电的风险。

一个单一的UPS就可以提供相关所有设备在断电时的供电。

用户可以自动、安全地在网络上混用原有设备和POE设备，这些设备能够与现有以太网电缆共存。

使网络设备便于管理。因为当远端设备与网络相连后，才能够远程控制、重配或重设。

在无线局域网中，POE可以简化射频测试任务，接入点能够被轻松地移动和接入。

随着IEEE 802.3af标准的确立，其他大量的应用也将快速涌现出来，包括蓝牙接入点、灯光工作、网络打印机、IP电话机、Web摄
像机、无线网桥、建筑的保安系统如门禁读卡机与监测系统等。用户在当前的以太网设备上融合新的供电装置，就可以在现有的网线上提供48V直流电源，降低了网络建设的总成本，并且保护了投资。已经有制造商在市场上投放产品，例如带电源的MidSPAN Hub。

结束语

以太网在线供电(POE)是一种革命性技术，它通过目前承载以太网数据的同一条五类/超五类双绞线电缆提供可靠的直流电源，扩展了以太网本已非常强大的功能。POE将改变网络设备供电的方式，网络管理员可以最大限度地利用现有的网络设施，并部署全新的一系列应用。