POE交換機(jī)(Power over Ethernet)是一種通過網(wǎng)線為遠(yuǎn)端受電終端提供網(wǎng)絡(luò)供電的設(shè)備，它結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和POE供電兩個功能??。POE交換機(jī)不僅具備普通交換機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸功能，還能同時為網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備供電，免去了額外的電源布線需求?。

POE交換機(jī)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和功率輸出

POE交換機(jī)符合IEEE802.3af和IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)下，端口輸出功率為15.4W;而IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)下，端口輸出功率可達(dá)30W?。隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了PoE+(IEEE 802.3at)和PoE++(IEEE 802.3bt)標(biāo)準(zhǔn)，分別提供了更高的功率輸出，滿足了更多高功率設(shè)備的需求?。

POE交換機(jī)的應(yīng)用場景和優(yōu)勢

POE交換機(jī)廣泛應(yīng)用于各種需要遠(yuǎn)程供電的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如無線接入點、VoIP電話和IP攝像頭等。其最大優(yōu)勢在于通過單一的以太網(wǎng)電纜同時傳輸數(shù)據(jù)和電力，節(jié)省了布線成本，特別適用于難以接觸或遠(yuǎn)程安裝的設(shè)備?3。此外，POE交換機(jī)還具有多端口連接、提升安全性和可靠性、靈活可擴(kuò)展性和便捷管理性等特點，適用于各種動態(tài)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)需求?。

什么是PoE?

PoE(Power over Ethernet)即“以太網(wǎng)供電”，是一種可以通過網(wǎng)絡(luò)線纜為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供電力的技術(shù)。PoE技術(shù)可以將電力和數(shù)據(jù)信號同時傳輸，使得設(shè)備不需要額外的電源線纜。PoE技術(shù)的原理是在以太網(wǎng)電纜中加入直流電源，使得網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以通過網(wǎng)線直接供電。

PoE交換機(jī)是支持網(wǎng)線供電的交換機(jī)，PoE交換機(jī)不僅具有普通交換機(jī)的全部功能，還能通過網(wǎng)線給設(shè)備進(jìn)行供電。對整個網(wǎng)絡(luò)而言，采用PoE交換機(jī)可以減少布線，降低系統(tǒng)成本，可靠性更高。

PoE交換機(jī)供電要遵循供電標(biāo)準(zhǔn)，IEEE802.3af是最新的標(biāo)準(zhǔn)，2003年正式批準(zhǔn)發(fā)布，在IEEE802.3的基礎(chǔ)上增加了通過網(wǎng)線直接供電的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.3at是更高級的PoE標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)輸出功率可達(dá)30w，可兼容IEEE802.3af的標(biāo)準(zhǔn)。

隨著PoE交換機(jī)市場的擴(kuò)大，一些不符合供電標(biāo)準(zhǔn)的PoE交換機(jī)打著PoE的名號混雜進(jìn)來。防火墻維修維保所謂防火墻指的是一個由軟件和硬件設(shè)備組合而成、在內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)之間、專用網(wǎng)與公共網(wǎng)之間的邊界上構(gòu)造的保護(hù)屏障.是一種獲取安全性方法的形象說法，它是一種計算機(jī)硬件和軟件的結(jié)合。

POE(PowerOverEthernet)指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)架構(gòu)不作任何改動的情況下，在為一poe供電些基于IP的終端(如IP電話機(jī)、無線局域網(wǎng)接入點AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等)傳輸數(shù)據(jù)信號的同時，還能為此類設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。POE也被稱為基于局域網(wǎng)的供電系統(tǒng)(POL,PoweroverLAN)或有源以太網(wǎng)(ActiveEthernet)，有時也被簡稱為以太網(wǎng)供電，這是利用現(xiàn)存標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)傳輸電纜的同時傳送數(shù)據(jù)和電功率的最新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并保持了與現(xiàn)存以太網(wǎng)系統(tǒng)和用戶的兼容性。

POE供電系統(tǒng)的組成

PSE(供電設(shè)備)

PSE設(shè)備是指支持PoE技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它是PoE供電系統(tǒng)中的核心部分之一。PSE一般有POE供電器和POE交換機(jī)兩種形式。它的主要作用是通過以太網(wǎng)線纜傳輸電力和數(shù)據(jù)信號，并為受電設(shè)備(PD)供電。

PD(受電設(shè)備)

PD設(shè)備是指在PoE供電系統(tǒng)中需要接受電力供應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，例如IP電話、攝像頭、無線接入點等。PD設(shè)備通過以太網(wǎng)線纜從PSE設(shè)備獲取電力供應(yīng)，并與PSE設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

PoE電源

PoE電源是指PoE供電系統(tǒng)中的電力來源。PoE電源的工作原理是將交流電源轉(zhuǎn)換為DC電源，并將電力和數(shù)據(jù)信號通過以太網(wǎng)線纜傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)設(shè)備上。PoE電源的功率決定了PSE能同時為多少臺PD設(shè)備供電。

POE供電交換機(jī)工作過程

當(dāng)在一個網(wǎng)絡(luò)中布置 POE供電端設(shè)備時,POE以太網(wǎng)供電工作過程如下所示。

1、檢測：一開始，POE設(shè)備在端口輸出很小的電壓，直到其檢測到線纜終端的連接為一個支持IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)的受電端設(shè)備。

2、PD端設(shè)備分類：當(dāng)檢測到受電端設(shè)備PD之后，POE設(shè)備可能會為PD設(shè)備進(jìn)行分類，并且評估此PD設(shè)備所需的功率損耗。

3、開始供電：在一個可配置時間(一般小于15μs)的啟動期內(nèi)，PSE設(shè)備開始從低電壓向PD設(shè)備供電，直至提供48V的直流電源。

4、供電：為PD設(shè)備提供穩(wěn)定可靠48V的直流電，滿足PD設(shè)備不越過 15.4W的功率消耗。

5、斷電：若PD設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)上斷開時，PSE就會快速地(一般在300～400ms之內(nèi))停止為PD設(shè)備供電，并重復(fù)檢測過程以檢測線纜的終端是否連接PD設(shè)備。

以太網(wǎng)線纜

以太網(wǎng)線纜是連接POE供電器和POE設(shè)備之間的媒介，可以將電力和數(shù)據(jù)信號一起傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)設(shè)備上。一般采用CAT5、CAT5E、CAT6等類型的以太網(wǎng)線纜，其傳輸距離根據(jù)不同的POE技術(shù)版本有所不同。

在PoE供電系統(tǒng)中，PSE設(shè)備和PD設(shè)備之間的交互是基于IEEE 802.3af/at/bt標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來完成的。這些標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)定了PSE設(shè)備和PD設(shè)備之間的電力傳輸方式、電力傳輸功率、電力傳輸距離等關(guān)鍵參數(shù)，確保了PoE供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

PoE交換機(jī)的定義和分類

PoE交換機(jī)是一種能夠為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電的交換機(jī)。根據(jù)供電方式的不同，PoE交換機(jī)可以分為兩種類型：一種是采用線端供電方式(End-Span)，另一種是采用中繼供電方式(Mid-Span)。其中，采用線端供電方式的PoE交換機(jī)將電力和數(shù)據(jù)信號一起傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，而采用中繼供電方式的PoE交換機(jī)則需要在電纜中插入一個PoE中繼器，將電力和數(shù)據(jù)信號分開傳輸。

PoE交換機(jī)的工作原理

PoE交換機(jī)的工作原理是將交換機(jī)的電源輸出連接到以太網(wǎng)端口，并通過以太網(wǎng)電纜將電力傳輸?shù)叫枰╇姷脑O(shè)備上。PoE交換機(jī)還需要根據(jù)設(shè)備的需求來確定所需的電力等級，并控制供電的方式和時間。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過以太網(wǎng)線連接到PoE交換機(jī)時，PoE交換機(jī)會檢測設(shè)備是否支持PoE技術(shù)。如果設(shè)備不支持PoE技術(shù)，則PoE交換機(jī)只會傳輸數(shù)據(jù)信號，不會供電。如果設(shè)備支持PoE技術(shù)，則PoE交換機(jī)會將電力和數(shù)據(jù)信號一起傳輸?shù)皆O(shè)備上。

PoE交換機(jī)的供電標(biāo)準(zhǔn)

目前，PoE交換機(jī)的供電標(biāo)準(zhǔn)主要分為三種，分別是IEEE 802.3af(PoE)、IEEE 802.3at(PoE+)、IEEE 802.3bt(PoE++)，其中PoE++又根據(jù)功率不同分為了兩類(Type3和Type4)。

IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)

IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)是PoE交換機(jī)最早的標(biāo)準(zhǔn)，于2003年發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)定義了PoE交換機(jī)的最大供電功率為15.4W，最大電壓為48V，最大電流為350mA，以及最大傳輸距離為100米。根據(jù)這個標(biāo)準(zhǔn)，PoE交換機(jī)可以通過以太網(wǎng)線纜向連接到交換機(jī)上的PD設(shè)備提供最大15.4W的電力供應(yīng)，從而實現(xiàn)電力與數(shù)據(jù)的傳輸。此標(biāo)準(zhǔn)被用于低功率應(yīng)用場景。

IEEE 802.3at(PoE+)標(biāo)準(zhǔn)

IEEE 802.3at(PoE+)標(biāo)準(zhǔn)是在IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)之后(2019年)發(fā)布的，提供了更高的功率傳輸能力，最高傳輸功率達(dá)到30W。相比于IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)，PoE+可以為更多的設(shè)備提供足夠的功率，例如IP電話、Wi-Fi接入點、IP攝像頭、高性能筆記本電腦等。IEEE 802.3at標(biāo)準(zhǔn)還支持雙向通訊，使PD可以向PSE發(fā)送信息以調(diào)整功率需求。

IEEE 802.3bt(PoE++)標(biāo)準(zhǔn)

IEEE 802.3bt標(biāo)準(zhǔn)是最新的PoE交換機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，于2018年發(fā)布，也被稱為PoE++標(biāo)準(zhǔn)，它可以讓一根網(wǎng)線的8條銅芯同時供電，進(jìn)一步擴(kuò)展了PoE的功率傳輸能力，每個端口傳輸功率可達(dá)60W-90W，如果需要，甚至可以達(dá)到100W的功率上限。這使得PoE技術(shù)可以為更多的設(shè)備提供可靠的供電，例如醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備、高功率LED照明等。為了支持PoE++，PSE和PD需要支持更高的電壓和功率傳輸，需要更先進(jìn)的硬件設(shè)計和更復(fù)雜的協(xié)商過程。

PoE交換機(jī)的優(yōu)勢

非PoE交換機(jī)內(nèi)部沒有PoE的控制芯片，沒有檢測的步驟，不管終端是否有支持PoE的設(shè)備都會進(jìn)行供電，如果終端不支持PoE交換機(jī)，很有可能會燒毀網(wǎng)口。防火墻維修維保所謂防火墻指的是一個由軟件和硬件設(shè)備組合而成、在內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)之間、專用網(wǎng)與公共網(wǎng)之間的邊界上構(gòu)造的保護(hù)屏障.是一種獲取安全性方法的形象說法，它是一種計算機(jī)硬件和軟件的結(jié)合。

(1)供電端(PSE)與受電端(PD)可動態(tài)感知并調(diào)整供電電壓;

(2)有效保護(hù)受電端(通常是IPC)不被電擊燒壞其它方面還有短路(電流不經(jīng)用電器、直接連電源兩極)、浪涌防護(hù)等;

(3)可智能(intelligence)檢測終端是否支持PoE交換機(jī)，在接入非PoE交換機(jī)終端時不會供電。

POE交換機(jī)可以分為多種類型，最常見的是雙大小口(DSL)、四大小口(4SI)和八大小口(8SE)等。 這些不同類型的交換機(jī)擁有不同的數(shù)據(jù)和傳輸性能，例如傳輸速率，端口數(shù)量，最大傳輸距離等。

POE交換機(jī)可以為兩種典型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供雙重電源，即電源和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。 通過利用現(xiàn)有的以太網(wǎng)線纜，這些交換機(jī)可以從以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)獲取雙向信號，從而傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和電源。

POE交換機(jī)的主要特點是可以將電力和數(shù)據(jù)分別傳輸，有效避免受環(huán)境干擾。 例如，在有塵埃或濕氣時使用電源線路可能會影響傳輸質(zhì)量。 同樣，由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和電源傳輸?shù)木€路不同，所以POE交換機(jī)不會受到一起傳輸?shù)碾s波和干擾的影響，有助于保持高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸和電源供給。

在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接到POE交換機(jī)時，它們可以通過交換機(jī)的電源端口接收到延伸到設(shè)備處的電源電流，讓設(shè)備可以正常運轉(zhuǎn)。 此外，POE交換機(jī)還可以為某些設(shè)備提供斷電保護(hù)，使您可以在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時保護(hù)斷線的設(shè)備免受損害。

除了諸多優(yōu)勢外，POE交換機(jī)能夠傳輸更高的數(shù)據(jù)位深度，以利用更高數(shù)據(jù)傳輸速率，有助于提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率。 另外，使用POE交換機(jī)能解決許多需要遠(yuǎn)程供電的應(yīng)用，而無需使用單獨的電源線。

在總體而言， POE交換機(jī)能夠有效地整合網(wǎng)絡(luò)電源和數(shù)據(jù)傳輸，同時保持傳輸質(zhì)量和安全性。 它還可以幫助網(wǎng)絡(luò)管理員更容易安裝和管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，而無需擔(dān)心電力的供給。 因此，POE交換機(jī)無疑將為大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行和維護(hù)提供了有價值的支持和資源。