以太网供电系统(POE)在实际项目中的应用越来越普遍,简单讲就是通过网线同时完成数据传输和供电,这样不但省去了前期电源布线,通过网线的拆装也十分方便。POE标准协议经历多年发展,目前有PoE、PoE+和PoE++三种常用国际标准,下面我们将简单介绍这三种协议标准,方便用户的设备选型。
PoE系统的构成
一个完整的PoE系统包括供电端设备(PSE,Power Sourcing Equipment)和受电端设备(PD,Power Device)两部分。PoE交换机就是PSE设备,无线AP或监控摄像机就是PD设备。两者基于IEEE802.3af标准建立有关受电端设备PD的连接情况、设备类型、功耗级别等方面的信息联系,并以此为根据,PSE通过以太网向PD供电。
PoE国际标准主要有三种:IEEE 802.3 af(POE),IEEE 802.3 at(POE+), IEEE 802.3 bt(POE++)标准。
IEEE802.3af 标准(PoE )
2003年的时候,IEEE制定了第一代PoE技术规范802.3AF。由于PoE技术最初是用来给IP电话、远端摄像头供电的,所需要的功率并不高。因此,在802.3AF规范里,使用了Cat3类双绞线四根铜导线中的两根来实现远端供电。由于铜缆双绞线在传输大电流的时候会存在明显的压降,因此802.3AF规范里分别定义了PoE供电端交换机端口的功率等级和终端受电设备端口的功率等级。对于PoE交换机,供电端口电压在44V-57V之间,功率达到15.4W;终端设备端口电压在37V-57V之间,功率达到12.95W。这一代的PoE技术也称为Type 1 PoE。
IEEE802.3at标准(PoE+)
2009年的时候,第二代PoE技术规范IEEE 802.3AT(PoE+)正式发布。这时业界已经开始普遍使用Cat5类同轴电缆,这使得PoE+交换机可以为终端设备提供更大的功率。PoE+交换机端口的供电电压在50V-57V之间,功率达到30W;终端设备端口电压在42.5V-57V之间,功率达到25.5W。虽然端口可提供的功率大幅提升,但由于线缆质量变得更好,因此在802.3AT规范中仍然使用两根铜导线来供电。这一代的PoE技术被称为Type 2 PoE。
IEEE 802.3bt标准(POE++)
2018年的时候,第三代PoE技术正式出现,命名为PoE++,对应IEEE 802.3BT规范,可将功率水平扩展到90W以上。随着更快速度无线接入设备的出现,需要PoE++交换机远端供电的功率等级进一步得到提升。PoE++技术被划分为两类,分别称为Type 3 PoE和Type 4 PoE。Type 3 PoE可以像PoE和PoE+一样,使用双绞线四根铜线中的两根来供电;也可以像Type 4 PoE一样,使用全部四根铜线来供电。Type 4 PoE则明确使用四根铜线拉供电。很明显,用于供电的铜线越多,能提供的功率就越大。
PoE++ Type 3交换机端口的供电电压在50V-57V之间,与PoE+端口一样,但功率翻倍达到60W;终端设备端口电压也跟PoE+端口一样在42.5V-57V之间,功率也翻倍达到51W。
PoE++ Type 4交换机端口的供电电压略有提升,在52V-57V之间,功率提升到100W;终端设备端口电压在41.1V-57V之间,功率提升到71W。当使用Type 4 PoE交换机时,甚至可以给笔记本电脑和电视来远程供电。
使用时需要注意:往往一台PoE交换机上部分网口支持Type 1 PoE、部分网口支持Type 2 PoE,部分网口支持Type 3或Tpye 4 PoE等级。使用高规格的PoE端口可以满足低规格PoE端口的功率需求,反之则不行。
目前的PoE供电主要使用的是超五类线缆,在未来,对于远端设备供电的功率需求会进一步提升,PoE交换机也将得到更好的发展。
IEEE802.3bt对PoE技术意味着什么?
由于突破了功率限制,bt PoE大大拓展了PoE技术的应用场景。bt PoE技术已经从传统的WLAN、网络监控、IP电话等应用场景延伸到智慧建筑、智慧零售、IoT(工业物联网)、天网工程等多种场景,体现出成本低、施工方便、供电稳定、运维效率高等特点。其中,bt PoE在智能建筑领域的应用更加值得期待。
智能建筑中大量的信息系统和大功耗IP设备,如LED照明、无线AP、路由器、PC机、安防系统(门禁、IP摄像机、PTZ摄像机)、传感器等,都可采用PoE供电。除了可为大功率 PoE 设备提供更大功率,bt PoE的低待机功耗特点,还有助于实现节约能耗、设备快速启动,满足应急照明等应用场景的需求。PoE技术使整个建筑系统更加智能、高效、灵活和易于管理。
结语
网络基础设施在各种工程项目中是必不可少的,POE技术为产品的部署提供了巨大的便利,POE技术的发展也十分迅速,如果您在项目中需要用到POE,建议根据实际的需求和不同的标准规范进行产品选型,提高效率。