POE以太網(wǎng)供電技術(shù)及其應(yīng)用

【摘要】本文介紹了POE的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與工作原理，特別是介紹了POE的兩種供電方法，并以一個綜合而又簡單的應(yīng)用說明了其在現(xiàn)有系統(tǒng)中的優(yōu)勢，最后簡單敘述了POE的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】POE；供電；前景

一、POE簡介

POE （Power Over Ethernet）中文名為有源以太網(wǎng)，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(jī)、無線局域網(wǎng)接入點AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)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)。在通用性方面，目前的POE供電也有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，只要遵循已經(jīng)發(fā)布的802.3af標(biāo)準(zhǔn)，就可以解決不同廠家設(shè)備之間的適配性的問題。POE技術(shù)能在確?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線安全的同時，也保證了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運作，最大限度地降低成本。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)。這也是POE技術(shù)的最大特點。

二、POE的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

早期的POE應(yīng)用沒有標(biāo)準(zhǔn)，一般采用空閑供電的方式。

2003年6月，IEEE批準(zhǔn)了802.3af標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定了遠(yuǎn)程系統(tǒng)中的電力檢測和控制事項，并對路由器、交換機(jī)和集線器通過以太網(wǎng)電纜向IP電話、安全系統(tǒng)以及無線LAN接入點等設(shè)備的供電方式進(jìn)行了規(guī)定。IEEE 802.3af成為了首個POE供電標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了以太網(wǎng)供電標(biāo)準(zhǔn)，是現(xiàn)在POE應(yīng)用的主流實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。

三、POE的工作原理

（一）系統(tǒng)組成

一個完整的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，同時也是整個POE以太網(wǎng)供電過程的管理者。

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，如IP電話、網(wǎng)絡(luò)安全攝像機(jī)、AP及掌上電腦或移動電話充電器等許多其他以太網(wǎng)設(shè)備，PD設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)雙絞線連接至PSE設(shè)備上具備POE供電能力的以太網(wǎng)接口。

（二）POE的供電原理與工作過程

1.中間跨接法

中間跨接法英文簡稱Mid-Span，也叫空閑腳供電。

使用以太網(wǎng)電纜中沒有被使用的空閑線對來傳輸直流電，應(yīng)用于普通交換機(jī)與網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備之間，可以通過網(wǎng)線給網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備供電。早期多使用一個專門的電源管理設(shè)備，稱作為中跨供電設(shè)備（Mid-Span PSE），通常和交換機(jī)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(jī)，另一個連接遠(yuǎn)端設(shè)備。

2.末端跨接法

末端跨接法英文簡稱End-Span，也叫數(shù)據(jù)腳供電。它是在傳輸數(shù)據(jù)所用的芯線上同時傳輸直流電，其輸電采用與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號不同的頻率。相應(yīng)的末端供電設(shè)備有支持POE功能的以太網(wǎng)交換機(jī)、路由器、集線器或其他網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。PSE可通過數(shù)據(jù)對給PD供電。由于DC和數(shù)據(jù)頻率互不干擾，所以可以在同一對線同時傳輸電流和數(shù)據(jù)。其實，對電纜來說可以看作一種“復(fù)用”。可以把1、2鏈接形成正或負(fù)極，把3、6鏈接形成負(fù)或正極。

3.工作過程

POE的工作過程一般可分為三大部分：

第一，根據(jù)PD即受電設(shè)備的阻容檢測判斷，PSE檢測PD是否存在。第二，確定PD設(shè)備所需要的功率及損耗，確定PD功耗。然后PSE給PD供電。供電后并進(jìn)行實時監(jiān)控。第三，然后再進(jìn)行電源的管理，重復(fù)檢測過程判斷PD是否斷開。

四、POE技術(shù)的應(yīng)用

（一）一個案例

某廠區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)圖。配置了完善的數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)，全部采用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和POE以太網(wǎng)供電方式，實現(xiàn)了集中供電，共設(shè)計有12個攝像機(jī)，覆蓋了廠區(qū)邊界、大門、建筑物出入口等重點區(qū)域，監(jiān)控中心位于南門房。如圖1所示：

（二）POE技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

1.降低成本：無需再進(jìn)行繁瑣的電源布線，不僅能省去設(shè)備供電建設(shè)和維護(hù)費用，同時也節(jié)省了布置安裝供電系統(tǒng)所需的時間；2.部署靈活：設(shè)備部署的位置不受限制，也不必再去考慮電源插座是否夠長，AP等終端設(shè)備可以靈活地安裝在遠(yuǎn)端的任意位置；3.安全可靠：可進(jìn)行電源集中供電，備份方便。同時，可將供電設(shè)備接入UPS，一旦主要電源輸入中斷，也能保證系統(tǒng)正常運行；

（三）POE技術(shù)的應(yīng)用前景

雖然3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋已經(jīng)到了上億的用戶數(shù)，但是由于其先天缺陷，帶寬并不能滿足日益增長的用戶需求。因此WLAN技術(shù)成為了無線網(wǎng)絡(luò)的一個重要的補充。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：吳迪（1982.01—），男，重慶人，碩士，副教授，研究方向：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。