淺談POE技術(shù)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用

李剛

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在校園網(wǎng)中應(yīng)用的技術(shù)越來(lái)越豐富。作為網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)平臺(tái)，綜合布線系統(tǒng)中802.3at新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際應(yīng)用，簡(jiǎn)化了施工難度，節(jié)約了建設(shè)成本，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和方案設(shè)計(jì)的靈活性。在校園網(wǎng)中，POE技術(shù)能夠帶來(lái)哪些有益的促進(jìn)和改變，它在校園網(wǎng)中充當(dāng)什么樣的角色，筆者通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，談?wù)勛约旱母惺堋?/p>

關(guān)鍵詞：POE技術(shù) 校園網(wǎng) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP393.08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）09-0230-02

Abstract：with the development of science and technology， the application of technology in the campus network is becoming more and more rich. As the basic platform of the network， the practical application of the new standard of 802.3at in the integrated wiring system simplifies the construction difficulty， saves the construction cost， improves the stability of the data transmission and the flexibility of the design. In the campus network， POE technology can bring what beneficial to promote and change， it is in the campus network to act as what kind of role， the author through the practical application， talk about their feelings.

Key words：POE technology；campus network；application

近年來(lái)POE技術(shù)已經(jīng)從標(biāo)準(zhǔn)制定走進(jìn)了實(shí)際應(yīng)用。本文通過(guò)采用具有POE技術(shù)的設(shè)備，有效的延長(zhǎng)了布線基礎(chǔ)架構(gòu)的使用壽命，提升了整體網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量，減少了后期維護(hù)的復(fù)雜度。

1 POE技術(shù)的發(fā)展

POE技術(shù)又稱為802.3af標(biāo)準(zhǔn)，是由IEEE802.3工作組于1999年制定，2003年批準(zhǔn)，2009年發(fā)展為802.3at，被稱為以太網(wǎng)供電（Power Over Ethernet）的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 POE技術(shù)產(chǎn)生的背景

對(duì)網(wǎng)絡(luò)不陌生的人都知道，我們?cè)谥谱鱎J45水晶頭的時(shí)候，都遵循著一種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，那就是EIA/TIA568標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)雖然分為A和B二種，但傳輸介質(zhì)與架構(gòu)不變，均為1-2、3-6為信號(hào)傳輸端，4-5、7-8為電磁干擾的屏蔽端。我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)布線中，有時(shí)會(huì)采用7-8做為RJ11電話線的傳輸介質(zhì)，節(jié)約布線成本和施工難度。如何更好的利用空閑的這2對(duì)線，在不破壞現(xiàn)有的布線基礎(chǔ)架構(gòu)上提供更加豐富的功能，節(jié)約布線成本，802.3af標(biāo)準(zhǔn)由此而生。

我們都知道，在綜合布線中，強(qiáng)電和弱電是要分離的。依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與線路施工的距離，強(qiáng)電和弱電在并行、交叉中的間距是不同的。通常我們將建筑設(shè)計(jì)用電稱之為強(qiáng)電，信號(hào)傳輸用電稱之為弱電，人體安全電壓（36伏）以下，也稱之為弱電。因?yàn)閺?qiáng)弱電的分離，帶來(lái)了施工成本增加、線路老化檢測(cè)、設(shè)備運(yùn)維等方面的不便，同時(shí)外墻雙路線槽的設(shè)計(jì)，也不美觀。一些基于IP的終端（如WLAN中的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、SOLO級(jí)交換機(jī)、IP電話等）實(shí)際所需電源功率非常小，為何不能在傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的同時(shí)，利用空閑的傳輸介質(zhì)為此類設(shè)備提供直流供電，最大限度地降低成本？

1.2 POE技術(shù)的概況

2003年6月，利用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)傳輸電纜的同時(shí)傳送數(shù)據(jù)和電功率的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，也是第一個(gè)關(guān)于電源分配的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)802.3af被IEEE批準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，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，Powered Device）兩部分。PSE設(shè)備是為以太網(wǎng)客戶端設(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系統(tǒng)的客戶端設(shè)備。兩者基于IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)建立有關(guān)受電端設(shè)備PD的連接情況、設(shè)備類型、功耗級(jí)別等方面的信息聯(lián)系，并以此為根據(jù)，PSE通過(guò)以太網(wǎng)向PD供電。該標(biāo)準(zhǔn)分為二種供電方式，即中間跨接法（ Mid -Span ）和末端跨接法（End-Span）。中間跨接法規(guī)定PSE設(shè)備可利用8芯UTP電纜中空閑的4-5作為正極，7-8作為負(fù)極，向PD設(shè)備供電。末端跨接法規(guī)定PSE設(shè)備可利用8芯UTP電纜中的1-2、3-6直接向PD設(shè)備供電，用以取消獨(dú)立供電線路。因?yàn)殡p絞線每對(duì)為2根芯組成，所以按對(duì)為單位進(jìn)行電力傳輸，同時(shí)也可以保障單芯故障后的冗余。802.3af標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定受電端設(shè)備電壓在48V，電功率在3.84W～13W之間，而2009年10月批準(zhǔn)的802.3at標(biāo)準(zhǔn)將電功率提升到了30W。極大的豐富了受電端設(shè)備的種類。

1.3 支持POE技術(shù)的廠商

目前國(guó)內(nèi)各大網(wǎng)絡(luò)廠商均加入了POE陣營(yíng)，相繼推出支持802.3at標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。如銳捷、華為、華三、普聯(lián)等，而且銳捷還推出了具有4端口同時(shí)供電90W的HPOE+交換設(shè)備。

2 POE技術(shù)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1 POE技術(shù)在一卡通中的應(yīng)用

作為“智慧校園”不可分割的一部分，一卡通作為校園“大數(shù)據(jù)”的實(shí)體，起到了關(guān)鍵作用。各類數(shù)據(jù)的采集也需要多種多樣的終端設(shè)備。如電力計(jì)費(fèi)、洗衣機(jī)計(jì)費(fèi)、空調(diào)計(jì)費(fèi)、門禁認(rèn)證等。這些數(shù)據(jù)采集終端有的采用RJ11接口，有的采用RS232接口，的有采用RJ45接口，對(duì)一卡通的整體方案設(shè)計(jì)、線路施工、后期維護(hù)都帶來(lái)了不便。如果全部采用統(tǒng)一接口，即RJ45+POE技術(shù)，即實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化施工和管理，還節(jié)約了部分施工成本。一旦采用的終端設(shè)備出現(xiàn)了路線上的物理故障，我們可以隨時(shí)在中間跨接法和末端跨接法中進(jìn)行切換，保障終端設(shè)備的繼續(xù)使用。

2.2 POE技術(shù)在安防系統(tǒng)中的應(yīng)用

攝像頭作為安防系統(tǒng)的視頻資料采集終端，通常都是用BNC接頭的RG-58標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜作為傳輸介質(zhì)。RG-58的最大傳輸距離185米，阻抗50Ω，但傳輸帶寬只有10Mbps。在“智慧校園”、“智能網(wǎng)絡(luò)”等需要較大傳輸帶寬的場(chǎng)景里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足H.264或H.265編碼格式的高清傳輸需求?；诖它c(diǎn)，各大攝像頭廠商也在紛紛升級(jí)產(chǎn)品。除采用802.11n和802.11ac無(wú)線傳輸標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品外，采用POE技術(shù)的攝像頭也不在少數(shù)。比如在網(wǎng)絡(luò)上賣的較火的?？低暎纯梢詽M足小區(qū)監(jiān)控的需要，也可以實(shí)現(xiàn)小型局域網(wǎng)的監(jiān)控方案設(shè)計(jì)。在校園網(wǎng)中，有些公共區(qū)域（如草地、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、廣場(chǎng)等）因安全需要，并未預(yù)留電源接口，在后期添加監(jiān)控點(diǎn)時(shí)，強(qiáng)弱電利用下水管道同管、同槽并行不僅給數(shù)據(jù)傳輸帶來(lái)了干擾，也產(chǎn)生了安全隱患。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，采用就地取電、強(qiáng)拉外電等方案是不可取的。而POE技術(shù)剛好滿足了此類情況的設(shè)計(jì)要求，在長(zhǎng)距離的傳輸中（超五類屏蔽雙絞線最大傳輸距離為100米），可通過(guò)添加POE中繼器解決數(shù)據(jù)傳輸和供電的問(wèn)題，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)方案，避免了不必要的麻煩。

2.3 POE技術(shù)在WLAN中的應(yīng)用

在WLAN大行其道的今天，校園網(wǎng)中教學(xué)、辦公、實(shí)訓(xùn)、宿舍、公共等場(chǎng)景中的AP數(shù)以千計(jì)。特別是密集型場(chǎng)景中的衛(wèi)星AP，不僅增加了方案設(shè)計(jì)難度，延長(zhǎng)了施工周期，而且在信號(hào)串?dāng)_、后期維護(hù)方面也增加了運(yùn)管人員的管理難度。通過(guò)采用POE技術(shù)的AP，在POE供電交換機(jī)——AP——衛(wèi)星AP之間，只需要采用超五類屏蔽UTP電纜即可實(shí)現(xiàn)千兆與供電同時(shí)傳輸。因?yàn)槿∠霜?dú)立輸電線纜，所以在衛(wèi)星AP的放裝點(diǎn)選擇、照射角度校正、穿透隔斷或承重墻、減少建設(shè)成本、提升數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量等方面都具有優(yōu)勢(shì)。

2.4 POE技術(shù)在綜合布線中的應(yīng)用

前面一再提到采用POE技術(shù)的設(shè)備，是不需要獨(dú)立輸電線纜的，因此在綜合布線中干線子系統(tǒng)和配線子系統(tǒng)均得到了簡(jiǎn)化。我們?cè)谝罁?jù)GB 50311-2007《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，以及ISO/IEC 11801：2010《信息技術(shù)-用戶基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)化布線》和ISO/IEC 14763：2012《信息技術(shù)-用戶基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)化布線的安裝和操作》等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，就會(huì)減小設(shè)計(jì)難度和施工成本，將節(jié)約出的建設(shè)成本投入到線路冗余和提升傳輸帶寬等方面。另外，由于取消了強(qiáng)電線纜，對(duì)于線槽內(nèi)的電磁干擾、散熱、漏電、彎角半徑、線槽規(guī)格、螺栓固定等方面的要求也會(huì)相應(yīng)的改變。

2.5 POE技術(shù)在教學(xué)場(chǎng)景中的應(yīng)用

對(duì)于數(shù)據(jù)與供電傳輸一體的802.3at標(biāo)準(zhǔn)，我們?cè)诮虒W(xué)中也可得到應(yīng)用。比如某一間現(xiàn)代化教室中用到的照明設(shè)備、LED可見光通信、能夠提供供電的信息面版等。

3 結(jié)語(yǔ)

可以想象，在未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)中，從家庭到小區(qū)，從校園到城市，無(wú)論是無(wú)線終端設(shè)備，還是有線終端設(shè)備，都將逐步被具有POE技術(shù)的設(shè)備所取代。也許未來(lái)某一天，POE也會(huì)加入到無(wú)線傳輸標(biāo)準(zhǔn)中，真正實(shí)現(xiàn)“無(wú)線”網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)

[1]胡志華，郭其一.基于IEEE802.3af的以太網(wǎng)供電技術(shù)（PoE）[J].儀表技術(shù)，2007（4）：54-56.