PoE簡介

介紹PoE的定義、目的和受益。

定義

以太網供電PoE（Power over Ethernet）是指通過以太網網絡進行供電，也被稱為基於局域網的供電系統PoL（Power over LAN）或有源以太網（Active Ethernet）。

目的

隨著網絡中IP電話、網絡視頻監控以及無線以太網應用的日益廣泛，通過以太網本身提供電力支持的要求也越來越迫切。多數情況下，終端設備需要直流供電，而終端設備通常安裝在距離地面比較高的天花板或室外，附近很難有合適的電源插座，即使有插座，終端設備需要的交直流轉換器也難有位置安置。在很多大型的局域網應用中，管理員同時需要管理多個終端設備，這些設備需要統一的供電和統一的管理，給供電管理帶來極大的不便，以太網供電PoE則正好解決了這個問題。

PoE是一種有線以太網供電技術，允許電功率通過傳輸數據的線路或空閒線路傳輸到終端設備，目前在本地局域網應用最廣泛。通過10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T以太網網絡供電，其可靠供電的距離最長可達到200米。PoE最早遵循的供電標準是IEEE 802.3af，可以有效的解決IP電話、無線AP（Access Point）、便攜設備充電器、刷卡機、攝像頭、數據採集等終端的集中式電源供電。隨後又出現了PoE+。PoE+是PoE以太網供電的增強版，供電標準是IEEE 802.3at，可以為裝有雙波段接入、視頻電話、PTZ視頻監控系統等高功率應用的設備提供大功率的PoE供電。

PoE的優勢：

• 可靠：電源集中供電，備份方便。
• 連接簡捷：網絡終端不需外接電源，只需要一根網線。
• 標準：符合IEEE 802.3af標準、IEEE 802.3at標準，使用全球統一的電源接口，可保證與不同廠商的PD對接。

受益

• 大量節省電源佈線成本，提供簡單、方便的電源安裝方式。
• 與UPS（Uninterruptible Power Supply）不間斷電源結合使用，可以給IP攝像頭、視頻服務器和IP電話等提供冗餘供電，防止斷電情況發生。

PoE原理描述

PoE供電系統的組成

PoE供電系統包括：

• 供電設備PSE（Power-sourcing Equipment）：通過以太網給受電設備供電的PoE設備，提供檢測、分析、智能功率管理等功能。
• 受電設備PD（Powered Device）：如無線AP（Access Point）、便攜設備充電器、刷卡機、攝像頭等受電方設備。按照是否符合IEEE標準，PD分為標準PD和非標準PD。
• PoE電源：PoE電源為整個PoE系統供電，PSE下接的PD數量受制於PoE電源的功率。PoE電源根據是否可插拔，分為內置和外置兩種類型。

PoE供電的工作過程

設備實現PoE供電的步驟如下：

1. 檢測PD：PSE在端口週期性輸出電流受限的小電壓，用以檢測PD設備的存在。如果檢測到特定阻值的電阻，說明線纜終端連接著支持IEEE 802.3af標準或IEEE 802.3at標準的受電端設備（電阻值在19kΩ～26.5kΩ的特定電阻，通常的小電壓為2.7V～10.1V，檢測週期為2秒）。
2. 供電能力協商：PSE對PD進行分類，並協商供電功率。供電能力協商的方式有兩種，分別為：解析檢測到的特定電阻和通過LLDP協議進行供電能力協商。
3. 開始供電：在啟動期內(一般小於15μs)，PSE設備開始從低電壓向PD設備供電，直至提供48V的直流電壓。
4. 正常供電：電壓達到48V之後，PSE為PD設備提供穩定可靠48V的直流電，PD設備功率消耗不超過37W。
5. 斷電：供電過程中，PSE會不斷監測PD電流輸入，當PD電流消耗下降到最低值以下，或電流激增，例如拔下設備或遇到PD設備功率消耗過載、短路、超過PSE的供電負荷等，PSE會斷開電源，並重複檢測過程。

PoE供電管理模式

當PSE下掛的PD越來越多時，PoE電源無法支撐給所有的PD供電，此時需要PSE對供電行為進行管理。根據供電方式的不同，將供電管理模式分為：自動模式和手動模式。

• 自動模式：PSE根據優先級，自動給PD設備上下電。用戶可以根據接口下的PD重要性給各接口設置優先級，分別為：Critical、High、Low三個等級。在PSE對外供電接近滿負荷的情況下，優先對優先級為Critical的端口連接的PD設備進行供電；次之為優先級為High的端口連接的PD設備供電。端口優先級相同的情況下，優先為端口號小的端口連接的PD設備供電。
• 手動模式：手動控制端口的上下電。手動模式不考慮優先級，單個接口的上下電不會對原有的供電狀態作任何改動。如果在PSE對外供電接近滿負荷的情況下，無法繼續給新的PD設備上電。

PoE設備供電方式

按照IEEE標準的定義，PSE設備主要用於給PD設備供電，包括MidSpan（PoE功能模塊在設備外）和Endpoint（PoE功能模塊集成到設備內）兩種類型。華為支持PoE供電設備的PoE功能模塊全部集成在設備的內部，屬於Endpoint的PSE設備。Endpoint模式的PSE設備可兼容10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T、2.5GE BASE-T接口，應用場景較MidSpan模式廣泛。

Endpoint模式的PSE設備依據使用的供電線對不同分為Alternative A（1/2和3/6線對）和Alternative B（4/5和7/8線對）兩種供電模式。

• 通過數據對供電——Alternative A供電模式。
• PSE通過1/2和3/6線對給PD供電，1/2鏈接形成正極，3/6鏈接形成負極。10BASE-T、100BASE-TX接口使用1/2和3/6線對傳輸數據，1000BASE-T接口使用全部的4對線對傳輸數據。由於DC直流電和數據頻率互不干擾，所以可以在同一對線同時傳輸電流和數據。
• 通過空閒對供電——Alternative B供電模式。
• PSE通過4/5和7/8線對給PD供電，4/5鏈接形成正極，7/8鏈接形成負極。

一般來說，標準的PD設備必須支持兩種受電方式，但PSE設備可以只支持其中一種，華為支持PoE供電的設備作為PSE時，只支持Alternative A供電模式。

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