15056025940
15056025940
PoE（Power over Ethernet）是指通(tong)過(guo)網(wang)線傳輸(shu)電力的一(yi)種技術(shu)，借(jie)助(zhu)現(xian)有以太網(wang)通(tong)過(guo)網(wang)線同(tong)時為IP終端設備（如：IP電話、AP、IP攝像頭等）進行數據傳輸(shu)和供電。
PoE又(you)被(bei)稱(cheng)為(wei)基于(yu)局域網(wang)的供電系統(Power over LAN，簡(jian)(jian)稱(cheng)PoL)或有源(yuan)以(yi)太(tai)網(wang)( Active Ethernet)，有時也被(bei)簡(jian)(jian)稱(cheng)為(wei)以(yi)太(tai)網(wang)供電。
為了規范和促進PoE供電技術(shu)的發展，解決不同廠家供電和受電設(she)備之間的適配(pei)性問題(ti)，IEEE標(biao)(biao)準委員會先后發布了三(san)個PoE標(biao)(biao)準：IEEE 802.3af標(biao)(biao)準、IEEE 802.3at標(biao)(biao)準、IEEE 802.3bt標(biao)(biao)準。
隨(sui)著(zhu)網(wang)(wang)絡(luo)中IP電(dian)話(hua)、網(wang)(wang)絡(luo)視(shi)頻監控以及無線以太網(wang)(wang)設備的(de)(de)(de)日益廣泛，通過以太網(wang)(wang)本身提(ti)供(gong)電(dian)力支持(chi)的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)也越來越迫切。多(duo)(duo)數情況下(xia)，終(zhong)端(duan)設備需(xu)要(yao)(yao)直流供(gong)電(dian)，而終(zhong)端(duan)設備通常安裝在(zai)距離地面比較(jiao)高的(de)(de)(de)天花板或室外，附(fu)近(jin)很難(nan)有合適的(de)(de)(de)電(dian)源插(cha)座(zuo)，即使有插(cha)座(zuo)，終(zhong)端(duan)設備需(xu)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)交直流轉換器也難(nan)有位置(zhi)安置(zhi)。另外，在(zai)很多(duo)(duo)大(da)型的(de)(de)(de)局域網(wang)(wang)應用中，管理(li)員同時需(xu)要(yao)(yao)管理(li)多(duo)(duo)個(ge)終(zhong)端(duan)設備，這些(xie)設備需(xu)要(yao)(yao)統一的(de)(de)(de)供(gong)電(dian)和統一的(de)(de)(de)管理(li)，由于供(gong)電(dian)位置(zhi)的(de)(de)(de)限制，給供(gong)電(dian)管理(li)帶來極大(da)的(de)(de)(de)不便，以太網(wang)(wang)供(gong)電(dian)PoE則(ze)正(zheng)好解決了這個(ge)問題。
PoE是一(yi)種有(you)線(xian)以(yi)太網供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)技(ji)術，使用于數據傳輸的(de)網線(xian)同時具備(bei)直流供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)能力，有(you)效解決IP電(dian)(dian)(dian)(dian)話、無線(xian)AP、便攜設備(bei)充電(dian)(dian)(dian)(dian)器、刷卡機、攝(she)像頭(tou)、數據采集(ji)等終端的(de)集(ji)中(zhong)式電(dian)(dian)(dian)(dian)源供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)。PoE供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)具有(you)可(ke)靠、連接簡(jian)捷、標準統一(yi)的(de)優勢(shi)：
可靠(kao)：一臺PoE設備(bei)可以同(tong)時為多個終端設備(bei)供(gong)電，實(shi)現電源集中供(gong)電的同(tong)時，還(huan)可以進(jin)行電源備(bei)份。
連接(jie)(jie)簡捷：終端設備不需(xu)外接(jie)(jie)電源，只需(xu)要一根(gen)網線。
標準(zhun)：符合國(guo)際標準(zhun)，使用全(quan)球(qiu)統一的(de)RJ45電源接口，可保證與不(bu)同廠商的(de)設備對接。
PoE供(gong)電設(she)備(bei)角(jiao)色
IEEE 802.1ab定義的TLV報文(wen)格式
PoE是如何工作的?
如下(xia)圖所示，PoE供電系統包括如下(xia)兩個設(she)備角色：
供電(dian)設備(bei)PSE（Power-sourcing Equipment）：通過(guo)以太網(wang)給受(shou)電(dian)設備(bei)供電(dian)的(de)PoE設備(bei)，提供檢測、分析、智能功率(lv)管理等(deng)功能，例如：PoE交換機。
受電(dian)設(she)備PD（Powered Device）：如無線(xian)AP、便攜設(she)備充電(dian)器、刷卡機、攝像頭(tou)等受電(dian)方設(she)備。按照是否(fou)符合IEEE標(biao)準，PD分為標(biao)準PD和非標(biao)準PD。
按(an)照IEEE標準的(de)定義，PSE設(she)備分為(wei)MidSpan（PoE功能(neng)(neng)模塊(kuai)在設(she)備外）和Endpoint（PoE功能(neng)(neng)模塊(kuai)集(ji)成(cheng)到(dao)設(she)備內）兩種類型。華(hua)為(wei)Cloudengine S系(xi)列(lie)PoE交換機的(de)PoE功能(neng)(neng)模塊(kuai)全部(bu)集(ji)成(cheng)在設(she)備的(de)內部(bu)，屬于(yu)Endpoint的(de)PSE設(she)備。
Endpoint類型的(de)PSE設備依(yi)據(ju)使用的(de)供(gong)電線對(dui)不(bu)同(tong)分為(wei)Alternative A（1/2和(he)3/6線對(dui)）和(he)Alternative B（4/5和(he)7/8線對(dui)）兩(liang)種供(gong)電模(mo)式(shi)。
Alternative A供電(dian)(dian)模式通過數據對(dui)供電(dian)(dian)。PSE通過1/2和3/6線(xian)對(dui)給PD供電(dian)(dian)，1/2鏈接(jie)(jie)形(xing)(xing)成負極(ji)，3/6鏈接(jie)(jie)形(xing)(xing)成正(zheng)極(ji)。10BASE-T、100BASE-TX接(jie)(jie)口(kou)使用1/2和3/6線(xian)對(dui)傳輸(shu)數據，1000BASE-T接(jie)(jie)口(kou)使用全部的4對(dui)線(xian)對(dui)傳輸(shu)數據。由(you)于(yu)DC直流電(dian)(dian)和數據頻率互不干擾，所以(yi)可以(yi)在同一(yi)對(dui)線(xian)同時傳輸(shu)電(dian)(dian)流和數據。
Alternative B供(gong)電模式通過空閑對供(gong)電。PSE通過4/5和7/8線對給PD供(gong)電，4/5鏈接(jie)形成正極(ji)(ji)，7/8鏈接(jie)形成負極(ji)(ji)。
IEEE標準不允(yun)許同時(shi)應(ying)用以上兩種(zhong)供(gong)電模式。供(gong)電設備PSE只能(neng)提供(gong)一(yi)種(zhong)用法，但是受電設備PD必(bi)須能(neng)夠同時(shi)適應(ying)兩種(zhong)情況。
PSE設(she)備(bei)上電(dian)，PD設(she)備(bei)通過(guo)網絡(luo)連接到PSE設(she)備(bei)后，PSE與PD就開始進行供電(dian)協商(shang)：
檢(jian)測(ce)PD：PSE在端(duan)口周期性(xing)輸(shu)出電流受(shou)限的(de)(de)(de)小電壓，用以檢(jian)測(ce)PD設備的(de)(de)(de)存在。如果檢(jian)測(ce)到特定(ding)(ding)阻值的(de)(de)(de)電阻，說(shuo)明線(xian)纜終端(duan)連(lian)接(jie)著支(zhi)持IEEE 802.3af標準或IEEE 802.3at標準的(de)(de)(de)受(shou)電端(duan)設備（電阻值在19kΩ～26.5kΩ的(de)(de)(de)特定(ding)(ding)電阻，通常的(de)(de)(de)小電壓為2.7V～10.1V，檢(jian)測(ce)周期為2秒）。
供(gong)電(dian)能力(li)協(xie)(xie)商(shang)即(ji)PD設備分(fen)類過(guo)程：PSE對PD進(jin)行分(fen)類，并協(xie)(xie)商(shang)供(gong)電(dian)功率(lv)。供(gong)電(dian)能力(li)協(xie)(xie)商(shang)不僅可以通過(guo)解析PSE與PD發送的(de)電(dian)阻實現(xian)的(de)，還可以通過(guo)鏈路層發現(xian)協(xie)(xie)議LLDP（Link Layer Discovery Protocol）協(xie)(xie)議發現(xian)和通告供(gong)電(dian)能力(li)進(jin)行協(xie)(xie)商(shang)。
開(kai)始(shi)(shi)供(gong)電(dian)：在啟動(dong)期內(一般小于15μs)，PSE設備開(kai)始(shi)(shi)從低電(dian)壓向(xiang)PD設備供(gong)電(dian)，直(zhi)至提供(gong)48V的直(zhi)流(liu)電(dian)壓。
正常供電(dian)：電(dian)壓達到(dao)48V之后，PSE為PD設備提供穩定可(ke)靠(kao)48V的直流電(dian)，PD設備功(gong)率(lv)(lv)消耗不超過PSE最大輸(shu)出功(gong)率(lv)(lv)。
斷電(dian)(dian)：供電(dian)(dian)過(guo)(guo)程中，PSE會不(bu)斷監測PD電(dian)(dian)流輸入，當PD電(dian)(dian)流消耗(hao)下降到(dao)(dao)最低(di)值以下，或(huo)電(dian)(dian)流激增，例如拔(ba)下設備(bei)或(huo)遇到(dao)(dao)PD設備(bei)功率消耗(hao)過(guo)(guo)載、短路、超過(guo)(guo)PSE的供電(dian)(dian)負(fu)荷等，PSE會斷開電(dian)(dian)源(yuan)，并重復檢測過(guo)(guo)程。
由2字節的TLV報文頭和12字節的TLV信息字段組(zu)成，報文格式如下圖所示：
IEEE 802.1ab定義的TLV報文格式
Power via MDI和(he)Extended Power via MDI各字段含義如下圖所(suo)示。
Extended Power via MDI各(ge)字段含(han)義(yi)
由2字節的TLV報(bao)文(wen)頭和4字節的TLV信息(xi)字段組(zu)成(cheng)，報(bao)文(wen)格(ge)式(shi)如(ru)下圖(tu)所示：
華為公司自定義的TLV報文格式
TLV報(bao)文中各字段含義如下：
TLV Type：TLV的(de)類型，占1個字節。取(qu)(qu)值為1，表(biao)示PD支持的(de)供電(dian)模(mo)式；取(qu)(qu)值為2，表(biao)示PD當前工(gong)作的(de)供電(dian)模(mo)式。
TLV Length：TLV的長度(du)，占(zhan)1個(ge)字節。取值為4，表示TLV信(xin)息字段值占(zhan)4個(ge)字節。
TLV Value：TLV的值，占(zhan)4個字(zi)節，共32位(wei)。第(di)0位(wei)、1位(wei)、2位(wei)、3位(wei)的含義(yi)如下圖(tu)所示，第(di)4～31位(wei)預留。
前面我們提及(ji)了IEEE標準委(wei)員會(hui)為解(jie)決不(bu)同(tong)廠家供電(dian)和受電(dian)設備之間的適(shi)配(pei)性問(wen)題，會(hui)先后發布了三個(ge)PoE標準：IEEE 802.3af標準、IEEE 802.3at標準、IEEE 802.3bt標準。那么(me)這三個(ge)標準有(you)什(shen)么(me)不(bu)同(tong)呢？
2003年6月(yue)，IEEE 802.3工作(zuo)組(zu)制定(ding)了(le)IEEE 802.3af標(biao)準(zhun)(zhun)，作(zuo)為(wei)以太網(wang)標(biao)準(zhun)(zhun)的(de)延伸，對網(wang)絡供電的(de)電源、傳輸和接收都(dou)做了(le)細致的(de)規定(ding)。例如：IEEE 802.3af標(biao)準(zhun)(zhun)規定(ding)PSE設備需要在每個(ge)端口(kou)上提供最高15.4W的(de)直流電源。
由(you)于電纜中的一些功率耗散(san)，因此(ci)受(shou)電設備僅有(you)12.95W可用。2009年10月，為對應大功率終端的需求(qiu)，誕生了IEEE 802.3at標準，IEEE 802.3at標準在兼容802.3af標準的基礎上，提供最(zui)高(gao)25.5W的功率，滿足(zu)新的需求(qiu)。
2018年9月，為進一(yi)步提(ti)升PoE供(gong)電功率以及對標(biao)準(zhun)(zhun)進行優化(hua)，IEEE標(biao)準(zhun)(zhun)委員會的發布了(le)(le)IEEE 802.3bt標(biao)準(zhun)(zhun)。IEEE 802.3bt標(biao)準(zhun)(zhun)進一(yi)步提(ti)升了(le)(le)供(gong)電能力，類(lei)型(xing)3可(ke)提(ti)供(gong)高(gao)達51 W的供(gong)電功率，類(lei)型(xing)4可(ke)提(ti)供(gong)高(gao)達71.3W的供(gong)電功率。此(ci)外，還(huan)包括對2.5GBASE-T、5GBASE-T和10GBASE-T的支持，擴(kuo)大(da)了(le)(le)高(gao)性能無線接入點(dian)和監控(kong)攝像頭等應用(yong)程序的使(shi)用(yong)。
一般將(jiang)IEEE 802.3af標準對應的(de)(de)供(gong)(gong)電技(ji)(ji)術(shu)(shu)稱為PoE供(gong)(gong)電，將(jiang)IEEE 802.3at標準對應的(de)(de)供(gong)(gong)電技(ji)(ji)術(shu)(shu)稱為PoE+供(gong)(gong)電，將(jiang)IEEE 802.3bt標準對應的(de)(de)供(gong)(gong)電技(ji)(ji)術(shu)(shu)稱為PoE++供(gong)(gong)電，也(ye)稱為4PPoE。三種供(gong)(gong)電技(ji)(ji)術(shu)(shu)對應的(de)(de)參(can)數如下圖所示。
PoE供(gong)電技術參數對比(bi)
PoE供(gong)電設(she)備(bei)非常普遍，例如(ru)華為(wei)S系列園區交換機(ji)、無(wu)線(xian)接入控制器AC和AR接入路由器都有款(kuan)型可以支持(chi)PoE供(gong)電，設(she)備(bei)是否可以支持(chi)PoE供(gong)電，是由硬(ying)件(jian)決定的，不(bu)能通過(guo)升(sheng)級軟件(jian)把(ba)不(bu)支持(chi)PoE供(gong)電的設(she)備(bei)變更為(wei)支持(chi)PoE供(gong)電的設(she)備(bei)。
以華(hua)為S系列園區交換(huan)(huan)機(ji)(ji)為例(li)，能夠支(zhi)持PoE供電(dian)的(de)(de)(de)交換(huan)(huan)機(ji)(ji)叫做(zuo)PoE交換(huan)(huan)機(ji)(ji)，一般部署在接入層，通過內置(zhi)或外置(zhi)的(de)(de)(de)PoE電(dian)源為終端設(she)備供電(dian)。框(kuang)(kuang)(kuang)式交換(huan)(huan)機(ji)(ji)要(yao)作為PoE交換(huan)(huan)機(ji)(ji)，需要(yao)同時(shi)滿足：一是(shi)(shi)機(ji)(ji)框(kuang)(kuang)(kuang)必須(xu)(xu)是(shi)(shi)支(zhi)持PoE供電(dian)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)框(kuang)(kuang)(kuang)，二是(shi)(shi)機(ji)(ji)框(kuang)(kuang)(kuang)中插入的(de)(de)(de)單(dan)板(ban)必須(xu)(xu)是(shi)(shi)PoE單(dan)板(ban)；盒式交換(huan)(huan)機(ji)(ji)只要(yao)設(she)備款型(xing)支(zhi)持PoE功能，設(she)備上電(dian)后就可以支(zhi)持PoE供電(dian)。
微 信 掃 一 掃
15056025940
手(shou)機(ji)：15056025940
郵箱：hfhcc@sxjinjiang.cn
地址(zhi)：合肥(fei)市肥(fei)西縣(xian)工投二(er)期B2棟