PoE基础知识：你真的了解PoE吗？

通过在同一条电缆上同时传输数据和电源，PoE减少了额外布线的需要，从而节省了项目成本和冗余布线。如今，PoE可实现楼宇控制的集中化，包括电力和物联网。

PoE 基础知识

通过PoE，电流在供电端（PSE – 供电设备 – 交换机）进入数据线，然后在设备端（PD – 受电设备）流出。电流显然与数据信号是分开的，且二者互不干扰。PSE通过交换机（也称为端跨）或中跨（如果中跨位于电缆末端以外的任何位置）向电缆供电。另一方面，PD（受电设备）也会消耗电力。

Cat 5e、Cat 6、Cat 6A 等网络电缆由8根电线组成，排列为4条双绞线。对于 10 和 100Base-T 以太网，其中 2 个线对用于发送信息，这些线对称为数据对。另外 2 对未使用，称为备用对（千兆位以太网使用全部四对）。由于电流在回路中流动，因此需要两个导体通过电缆传输电力。PoE 将每一对视为单个导体，并且可以使用2个数据对或2个备用对来承载电流。它还可以同时使用4对。

以太网供电以44至57伏直流电压（通常为 48 伏）注入电缆。电压允许沿着电缆进行有效的电力传输，同时仍然足够低，对用户来说是安全的。但是，它仍然可能损坏未设计为接收PoE的设备。因此，在PoE交换机或中跨能够为PoE设备供电之前，必须执行签名检测过程。

签名检测使用较低的电压来检测IEEE兼容PD的特征签名（25kOhm 电阻）。在端口打开PoE设备之前，PSE 和 PD 需要完成“握手过程”（检测、分类和浪涌），以确保有效的PD连接。

PSE通过发送检测电流信号来启动此过程，并根据测量的电压计算检测电阻。如果检测电阻落在 23.75kΩ 至 26.25kΩ 范围内，则视为有效。

检测成功后，PSE通过发送电压信号开始分级，同时PD移除端口上的检测电阻，呈现分级电阻。如果PD确定分类信号有效，PD将打开内部LDO，在分类电阻上施加2.5V电压。PSE测量流经类电阻器的电流并识别PD 的类电平。

最后，在获得有效的分类结果（意味着不存在过流或类别不匹配）后，PSE将打开端口并开始监控浪涌电流。同时，PD进行控制以限制浪涌电流。

即使供电后，PSE仍会继续监控电流。如果电量过大、发生短路、或者PD被拔出，它将关闭电源。

这意味着连接打印机、传真机或PC等不兼容设备不会出现问题 - 因为这些设备不带有IEEE 802.3af签名，端口将自动禁用电源。但是，如果在24端口网络刀片上使用集成PoE，并且许多端口支持非供电设备，则使用中跨可能更为谨慎，并且仅将供电端口连接到需要它的设备。这将降低总体安装成本。

PoE 标准概述

IEEE802.3af 和 802.3at 均通过以太网电缆的四对双绞线中的两对供电。后者向后兼容802.3af。

随后，开发了一些非标准解决方案。HD Base-T 联盟于2010年推出了HD Base-T 供电 (“PoH”)。它可提供视频、音频、控制、1000Mbps以太网和高达HD Base-T 4K的供电。

各种 PoE 系统类别范围为 1 至 8。类型 1 和 2（IEEE 803.2af 和 IEEE 803.2at）包括 1 类至 4 类。类型 3 (IEEE 802.3bt) 包括最高 40W 的 Class 5 和最高 51W 的 Class 6 。类型 4（也称为 IEEE 802.3bt）包括 PD 处高达 62W 的  Class 7 和高达 73W 的 Class 8 。请注意，PSE 和 PD 的功率级别不同。因散热而造成的一些功率损耗已列入预算。

国际标准化组织 (ISO) 和电信行业协会 (TIA) 正在努力更新标准，以支持与IEEE 802.3bt一致的4线对PoE，以及各自的技术服务公告、TSB-184-A 和 ISO 的技术报告 – ISO/IEC TR 29125。这些为4对 802.3bt PoE 传输以及其他应用提供了布线指南。

这些国际标准提供了有关安装条件的信息、不同分类的 4 对以太网电缆的电缆束尺寸指南以及电缆允许的最大功率。他们还描述了帮助管理电缆束内温升的方法。

2015年，UL进行了一项研究，旨在研究较高电流水平对通信电缆的影响以及使用此类电缆的安全性。一项重要的观察结果是，即使电流的微小增加也会导致测量温度显着增加。另一个观察结果是，电缆结构的变化对测量温度有很大影响。

此后，UL推出了有限功率 (LP) 认证，以表明电缆已经过评估，可以在推荐的安装条件下传输标记的电流，而不影响电缆的温度额定值。该标记仅供参考，并且是可选的。LP电缆标记只是表明该电缆已经过UL评估，可以在不超过电缆温度等级的情况下承载标记的电流。

关于PoE的误解

PoE存在兼容性问题——在PoE的早期，采用了许多自制的专有方案通过网络电缆获取电力。然而，随着PoE的普及，IEEE 803.3af标准已得到普遍采用，这意味着所有现代PoE设备之间的兼容性得到保证。

PoE需要电气知识 - IEEE 802.3af PoE旨在确保常规以太网在任何配置下都能可靠运行。用户所要做的就是正常连接网络，设备将负责电力传输。

PoE需要特殊布线 -完全不需要，相同的布线 - Cat 5e、Cat 6 和 Cat 6A 等 - 以及“RJ45”型连接器可用于常规局域网和支持 PoE 的局域网。

PoE 被强制引入设备 -这种误解非常普遍，但是，根据上述“握手”过程，PSE 将仅提供 PD 所需的电量。如果 PD 由于任何原因停止工作，PSE 将关闭电源。重要的是要记住，制造商引用的额定功率是上限。