交换机POE供电简介

POE是什么

PoE（Power over Ethernet）是指通过网线传输电力的一种技术，借助现有以太网通过网线同时为IP终端设备（如：IP电话、AP、IP摄像头等）进行数据传输和供电。
PoE又被称为基于局域网的供电系统(Power over LAN，简称PoL)或有源以太网( Active Ethernet)，有时也被简称为以太网供电。
为了规范和促进PoE供电技术的发展，解决不同厂家供电和受电设备之间的适配性问题，IEEE标准委员会先后发布了三个PoE标准：IEEE 802.3af标准、IEEE 802.3at标准、IEEE 802.3bt标准。

PoE供电系统的组成

POE供电的流程

POE标准

1. IEEE 802.3af (15.4W@44V,0.35A) -- Power over Ethernet(PoE)
   2003年6月，IEEE批准了802.3af标准，该标准定义了PoE交换机的最大供电功率为15.4W，最大电压为48V，最大电流为350mA，以及最大传输距离为100米（注①）。从而实现电力与数据的传输。此标准被用于低功率应用场景。

   802.3af SPEC. = 350mA DC CURRENT TOTAL PER PAIR (175mA X 2). UP TO 400mA PEAK. 即每对差分线上的总电流为350 mA（最大值为400 mA），PSE能够为PD端提供的最大功率为44V*0.35A=15.4W。

2. IEEE 802.3at (30W@50V,0.6A) -- Power over Ethernet Plus(PoEP, PoE+)
   在兼容IEEE 802.3af的基础上，IEEE 802.3at(PoE+)能提供更大的功率。IEEE 802.3at（PoE+）标准是在IEEE 802.3af标准之后(2009年)发布的，提供了更高的功率传输能力，最高传输功率达到30W。相比于IEEE 802.3af标准，PoE+可以为更多的设备提供足够的功率，例如IP电话、Wi-Fi接入点、IP摄像头、高性能笔记本电脑等。IEEE 802.3at标准还支持双向通讯，使PD可以向PSE发送信息以调整功率需求。

   802.3at SPEC. = 600mA DC CURRENT TOTAL PER PAIR (300mA X 2). UP TO 686mA PEAK. 即每对差分线上的总电流为600 mA（最大值为686 mA），PSE能够为PD端提供的最大功率为50V*0.6A=30W。

3. IEEE 8.2.3bt (60W@50V,1.2A) -- Power over Ethernet Plus(PoEP, PoE+)-- PoE++ / 4PPoE
   最大可支持100W功率。IEEE 802.3bt标准是最新的PoE交换机标准，于2019年发布，也被称为PoE++标准，它可以让一根网线的8条铜芯同时供电，进一步扩展了PoE的功率传输能力，每个端口传输功率可达60W-90W，如果需要，甚至可以达到100W的功率上限。这使得PoE技术可以为更多的设备提供可靠的供电，例如医疗设备、工业设备、高功率LED照明等。为了支持PoE++，PSE和PD需要支持更高的电压和功率传输，需要更先进的硬件设计和更复杂的协商过程。

技术规格对比

功率分级

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:

• 中间跨接法
  一种称作"中间跨接法"( Mid -Span ),使用独立的PoE供电设备，跨接在交换机和具有PoE功能的终端设备之间，一般是利用以太网电缆中没有被使用的空闲线对来传输直流电。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(此处指传统的不具有PoE功能的交换机),另一个连接远端设备。

• 末端跨接法
  另一种方法是"末端跨接法"(End-Span),是将供电设备集成在交换机中信号的出口端，这类集成连接一般都提供了空闲线对和数据线对"双"供电功能。其中数据线对采用了信号隔离变压器，并利用中心抽头来实现直流供电。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。

供电的原理

根据以太网数据传输速率，以太网设备有10/100BASE-T设备和1000BASE-T设备两种类型。

根据PoE供电的接线方式，有“Alternative A(1&2,3&6)数据引脚供电方式（通常是1&2为负极，3&6为正极）”，“Alternative B(4&5,7&8)空闲引脚供电方式（通常是4&5为正极，7&8为负极）”，或者同时兼容Alternative A和Alternative B（Power over HDBaseT，PoH标准即采用这种方式），共三种方式。

根据PoE PSE设备为PoE PD设备供电时在以太网链路中的位置，有“Endpoint PSE”和“Midspan PSE”两种。

鉴于有以上“接线方式”和“跨接类型”两种分类方式的排列组合，基于PoE技术的供电方式可有以下4种类型，如图所示。