什么是標準PoE？

PoE即Power over Ethernet，是一種在以太網線上同時傳輸數據和電力的技術，應用該技術后，網絡終端設備只需連接網線即可實現供電需求，標準PoE又根據供電標準分為三類：IEEE802.3af，IEEE802.3at和IEEE802.3bt。

為什么需要PoE？

• 低成本：PoE供電方式省去直流供電盒、PVC管、電源線，節約成本，更簡單更安全。
• 可靠性：一臺PoE設備可以同時為多個終端設備供電，實現電源集中供電的同時，還可以進行電源備份。
• 連接簡捷：終端設備不需外接電源，只需要一根網線。
• 統一標準：符合國際標準，使用全球統一的RJ45電源接口，可保證與不同廠商的設備對接。

標準PoE設備類型有哪些？

如下圖所示，PoE供電系統包括如下兩個設備角色：

• 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，例如：PoE交換機。
• 受電設備PD（Powered Device）：如無線AP、IP電話、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。

標準PoE供電模式

按照IEEE標準的定義，PSE設備分為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。

而Endpoint類型的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。

• Alternative A供電模式通過數據對供電。PSE通過1/2和3/6線對給PD供電，1/2鏈接形成負極，3/6鏈接形成正極。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。由于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。

• Alternative B供電模式通過空閑對供電。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。

標準PoE協商流程

PSE設備上電，PD設備通過網絡連接到PSE設備后，PSE與PD就開始進行供電協商：

• 檢測PD：PSE在端口周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，檢測周期為2秒）。
• 供電能力協商即PD設備分類過程：PSE對PD進行分類，并協商供電功率。供電能力協商不僅可以通過解析PSE與PD發送的電阻實現的，還可以通過鏈路層發現協議LLDP（Link Layer Discovery Protocol）協議發現和通告供電能力進行協商。

• 開始供電：在啟動期內(一般小于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。
• 正常供電：電壓達到48V之后，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PSE最大輸出功率。
• 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，并重復檢測過程。

標準PoE供電參數標準

根據時間先后，IEEE分別發布了802.3af（PoE）、802.3at（PoE+）和802.3bt（PoE++）等PoE標準，后發布的標準兼容先發布的標準，先發布的標準不能兼容后發布的標準。

• 基于802.3af標準的PoE支持的最大功率為15.4W
• 基于802.3at標準的PoE+支持的最大功率為30W
• 基于802.3bt標準的PoE++支持的最大功率為90W

標準PoE功率分級

根據所需的功率，PoE設備被分為不同的級別（Class0至Class8，共9個級別）：

• 802.3af標準涵蓋了Class0到Class3，電壓范圍在36V至57V之間，輸出功率達15.4W。這類設備被推薦用于傳感器和簡單攝像頭。
• 802.3at標準（也稱為PoE+）引入了Class4等級，在同等電壓范圍內將輸出功率提高到了30W，但僅兼容PoE+PSE。這類設備可用于復雜攝像頭、LCD顯示器和平板電腦。
• 802.3bt標準（也稱為PoE++）則引入了Class5到Class8等級，輸出功率在45W到90W之間。這類設備可以支持筆記本電腦、電視和建筑物中的電氣系統。下圖對這些功率等級及其相關輸入電壓、輸入功率和輸出電壓進行了總結。