PoE以太網供電技術分析
閱讀：2430發布時間：2012-5-9
什么是PoE以太網供電
PoE（PowerOverEthernet）以太網供電這項創新的技術，指的是現有的以太網CAT-5布線基礎架構在不用作任何改動的情況下就能保證在為如機、無線局域網接入點AP、安全網絡攝像機以及其他一些基于IP的終端傳輸數據信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的能力。PoE技術用一條通用以太網電纜同時傳輸以太網信號和直流電源，將電源和數據集成在同一有線系統當中，在確保現有結構化布線安全的同時保證了現有網絡的正常運作。
大部分情況下，PoE的供電端輸出端口在非屏蔽的雙絞線上輸出44~57V的直流電壓、350~400mA的直流電流，為一般功耗在15.4W以下的設備提供以太網供電。典型情況下，一個機的功耗約為3~5W，一個無線局域網訪問接入點AP的功耗約為6~12W，一個網絡安全攝像機設備的功耗約為10~12W。
PoE以太網供電的好處
PoE以太網供電為用戶帶來的好處是顯而易見的，將在未來幾年內受到用戶的大力歡迎。
·它節約成本。因為它只需要安裝和支持一條而不是兩條電纜。例如視頻監視攝像機等，都需要安裝在難以部署AC電源的地方。隨著與以太網相連的設備的增加，如果無需為數百或數千臺設備提供本地電源，將大大降低部署成本，并簡化其可管理性。
·它易于安裝和管理。客戶能夠自動、安全地在網絡上混用原有設備和PoE設備，能夠與現有以太網電纜共存。
·它安全。因為PoE供電端設備只會為需要供電的設備供電。只有連接了需要供電的設備，以太網電纜才會有電壓存在，因而消除了線路上漏電的風險。
·它得于網絡設備的管理。因為當遠端設備與網絡相連后，將能夠遠程控制、重配或重設。
PoE以太網供電系統介紹
一個完整的PoE系統包括供電端設備（PowerSourceEquipment，PSE）和受電端設備（PoweredDevice，PD）兩部分,兩者基于IEEE802.3af標準建立有關受電端設備PD的連接情況、設備類型、功耗級別等方面的信息，并以此為根據控制供電端設備PSE通過以太網向受電端設備PD供電。
供電端設備PSE可以是一個Endspan（已經內置了PoE功能的以太網供電交換機）和Midspan（用于傳統以太網交換機和受電端設備PD之間的具PoE功能的設備）兩種類型，而受電端設備PD則是如一些具PoE功能的無線局域網AP、機等終端設備。
PoE市場發展趨勢
在相同導體上融合數據和電能似乎已成為智能系統集成的明確選擇。在汽車、航空和工業應用中，專有標準使用了幾十年。而IEEE802.3標準的出現，催生了支持新概念的低成本、高數據率協定。原有的IEEE802.3af標準支持為負載提供高達13.4W的功率，幫助推動互聯網協定（IP）及其它類似數據節點在企業環境中的應用擴展。這些早一代的設備在外形和功能方面目標明確且直接。
數據設備用戶的期望已經不僅是豐富特性集和高性能，還包括物理外形在造型方面有著同樣高的表現，通常要省去墻插式電源變壓器及其在特征上平淡無奇的電力線。這種性能的提高不可避免地導致能耗升高。IEEE802.3at標準（2009年發布，也稱PoE+）旨在應對能耗需求的增高，但隨著市場演變，標準正趨向滯后于前沿的設計領域。
諸如家用/商用自動化面板、上網本和低耗電膝上型電腦等新產品的能耗要求可與PoEIEEE802.3at標準的供電能力相適應。在概念上，這表示接插座（dockingstation）能夠接受單個RJ45連接器的外形。在家用及商用自動化面板中，集成PoE的優勢非常明顯，因為無需配接不同的電力線。這類特殊設計領域的局限是除了以太網線纜以外，還須支持PoE的路由器或交換機。由于整合方便，大多數家庭及小企業主已采用無線連接，企業自然會提倡集成PoE，因此，安裝簡單而輕松，耗費人工極少。
許多公眾場合開始出現了信息站（informationkiosk），常用于接受訂單、銷售點（POS）終端機、旅行或客戶服務。這類信息設備對IEEE802.3af/t標準的功率限制帶來挑戰，諸如平板顯示器、打印機和計算平臺增加了大額功率預算。雖然許多精細設計的信息站能以25W之內（使用備用線對時為50W）的功率工作，但更高性能的設備需要更高的功耗。隨著該技術進一步獲得市場接受，支持PoE功能的信息端/站將大幅增加。
超越IEEE802.3at標準
PoE的基本功率限制很容易理解。加在以太網線纜上的zui大電壓限制，*為超過60V就很危險。大多數地方性及全國性電氣法規對于導體承載升高的電壓都制定了嚴格的規則和指引。因此，為了務實起見，用電設備（PD）節點提供的電壓為57V。對于給定系統元件而言，由于平方關系及功率耗散（P=I2R），電流是能效損耗的主要原因。
如果要增大提供給節點的總功率，分析顯示必須首先減小串聯電阻，還必須顧及整個PoE系統的熱性能。大多數（慶幸不是全部）PoE器件僅符合標準工業溫度要求；而如果超過了PoE標準制定的供電限制，PoE器件可能只提供邊際性能，甚至會受到可用壽命縮短的影響，結果可能就是方案變得更復雜一些。
PoE電子設備必須使用戶能夠外部配置內嵌電流限制，并且需要采用在溫度升高時能支持長期工作且性能不降低的技術來制造。大多數PoE用電設備（PoE-PD）及PoE電源設備（PoE-PSE）產品支持限流配置，但其中僅有少數產品能提供真正的高溫工作。
福家安智能已經推出了35W功率中跨系列，如今能夠為更多的應用提供足夠的功率。PoE市場持續擴張，使得設計人員能夠以集成大功率PoE功能優化安裝復雜度和用戶體驗。近期發布的IEEE802.3at標準支持給單個PoE節點提供高達25W功率。PoE供電也能夠擴展，支持高于IEEE802.3標準限制3倍的功率，從而造就新的細分市場，并保持反向兼容性。PoE集成將惠及此前不符合標準PoE功率限制的大范圍產品。
