什么是以太网供电以及如何将 PoE 添加到您的网络?

Tom Yao
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随着VoIP电话、IP摄像头、无线接入点的广泛应用, 以太网供电 (PoE) 近年来取得了长足进步。由于物联网应用和智能设备部署的不断增加以及旨在支持更多智能设备的新批准标准,PoE 网络预计未来将迅速扩展。在本文中,我们将介绍 PoE 的各个方面,例如 PoE wiki、PoE 标准、PoE 类型、PoE 类别和 PoE 应用。

什么是以太网供电 (PoE)?

PoE 是一种可通过单一标准传输数据和电力的网络技术 以太网电缆。它允许我们使用以下网络电缆 Cat5/Cat5e/Cat6/Cat6a 电缆 为无线接入点、IP 摄像头、VoIP 电话、PoE 照明和其他受电设备 (PD) 提供数据连接和电力。使用 PoE 技术,我们可以轻松地为室内或室外 PD 供电,而无需安装额外的电力基础设施或在每个端点部署电源插座。

PoE 网络的优势——为什么使用以太网供电?

除了上述好处之外,在网络中采用 PoE 还有几个更有吸引力的理由。

节省时间和成本: 通过在网络中使用 PoE,我们无需为终端 PD 部署电线和插座。这将有助于节省大量电力布线成本,尤其是在网络中有大量 PD 时。此外,无需为 PoE 网络聘请合格的电工,因此您还可以节省电气安装的时间和金钱。

灵活性: 由于以太网电缆比电线更容易部署,因此 PoE 网络允许我们在几乎任何地方安装 PD,而不是靠近电源插座。这为设置和重新定位终端设备提供了极大的灵活性。

可靠性: PoE 电源来自一个中央且通用兼容的电源,而不是一组分布式壁式适配器。它可由不间断电源 (UPS) 备份或控制以轻松禁用或重置设备。这样,即使供电设备 (PSE) 发生故障,PD 仍可正常运行。

以太网供电(PoE)的演进路径

电气电子工程师协会 (IEEE)、思科和 HDBaseT 联盟已发布多项标准来定义 PoE。这些标准包括 IEEE 802.3af、IEEE 802.3at、IEEE 802.3bt、思科 UPOE 和 HDBaseT 供电 (PoH)。

Evolutionary Path of the Power over Ethernet (PoE)

PoE 类型

由于分类标准不同,PoE可分为不同的类型,目前IEEE PoE标准将PoE类型分为4种:Type 1(IEEE 802.3af)、Type 2(IEEE 802.3at)、Type 3(IEEE 802.3bt)、Type 4(IEEE 802.3bt),如下图所示。

PoE Types

PoE 与 PoE+ 与 PoE++ (UPoE) 与 PoH

PoE(IEEE 802.3af),也称为 PoE 类型 1,每个端口可提供高达 15.4 瓦的功率,用于 IP 电话和摄像头等设备。PoE+(IEEE 802.3at),PoE 类型 2,可提供高达 30 瓦的功率,为 PTZ 摄像头等设备供电。PoE++ 或 UPoE(IEEE 802.3bt),也称为 PoE 类型 3,每个端口可提供高达 60 瓦和 100 瓦的功率,PoE 类型 4,适用于高性能设备。HDBaseT 供电(PoH)可通过单根电缆为 AV 设备提供电源和数据传输。下图说明了不同 PoE 类型的常见应用,供您参考。

PoE vs. PoE+ vs. PoE++ (UPoE )vs. PoH

PoE 类别

以太网供电 (PoE) 等级定义了不同网络设备的标准化功率水平。这些等级确保供电设备 (PSE) 和受电设备 (PD) 之间的兼容性。

如上图所示,等级从 1 级到 8 级,分别对应 特定的 IEEE 标准,表明 PSE 的最大输出功率  PD 的最大功率输入。让我们深入了解每个类别的更多细节:

PoE Classes

1 类 适用于 IP 电话、IP 语音 (VoIP) 设备和基本传感器等低功耗设备。

2 级 适用于需要稍高功率的设备,包括无线接入点、小型 IP 摄像机和 IP 对讲系统。

第 3 类 通常用于需要中等功率的设备,例如较大的 IP 摄像机、销售点系统和访问控制设备。

4 类 提供增强的电力传输能力,适用于诸如云台变焦 (PTZ) 摄像机、视频电话和瘦客户端等耗电设备。

第五类 引入了对四对以太网线的支持,可实现更高的功率传输。它专为对功率要求更高的设备而设计,包括高级 PTZ 摄像机、多通道无线接入点和小型 LED 照明系统。

第六类 提供比前几类产品更强的供电能力。它可以支持高功率云台变焦摄像机、多无线电无线接入点和小型 LCD 显示器等设备。

第七类 提供 IEEE 802.3bt 标准引入的更高功率能力。它适用于高性能接入点、大型显示器和需要大量功率的瘦客户端等设备。

第八类 代表当前 PoE 标准定义的最高功率等级。它专为高耗电设备而设计,例如视频会议系统、高级照明系统和数字标牌

值得注意的是,每个类别指定的功率水平代表最大允许值,而 PD 提供或消耗的实际功率可能因其特定功率要求和与 PSE 的协商而异。此外,了解 PoE 类别可让网络管理员确保其设备的功率要求与其 PoE 基础设施的功能相符,从而确保正常运行并避免潜在的电源问题。

被动式 PoE 与主动式 PoE

以太网供电还可以分为 被动式 PoE 和主动式 PoE 一般来说。主动式 PoE 是标准 PoE,指的是在 PSE 和 PD 设备之间协商适当电压的任何类型的 PoE。被动式 PoE 是一种非标准 PoE 技术。它也可以通过以太网线路供电,但无需协商过程。

如何向您的网络添加 PoE?

网络中提供的 PoE 通常来自三个不同的来源: PoE 交换机 PoE 供电器,以及 PoE 分离器。PoE 交换机是为 PD 供电的最简单方法。您只需从 PoE 运行以太网电缆 网络交换机 端口到终端 PoE 设备。网络中没有 PoE 交换机时,使用 PoE 注入器。它有一个外部电源,负责为来自不支持 PoE 的网络交换机的数据添加电源。PoE 分离器也提供电源,但它们通过将数据中的电源分离并将其馈送到非 PoE 兼容设备可以使用的单独输入来实现。它通常用于部署网络中没有附近交流电源插座的远程非 PoE 设备。

PoE 网络常见问题解答

问:以太网供电的电压是多少?

A: 以太网供电以 44v 至 57v 直流电压注入以太网电缆,通常使用 48v。这种相对较高的电压可实现电缆上的高效电力传输,同时电压仍足够低,可视为安全。

问:PoE 提供的数据速度是多少?

A: 通常,PoE 可通过 Cat5、Cat5e 和 Cat6 电缆以 10/100/1000Mbps 的速度传输数据。现在,得益于广泛使用的 IEEE 802.3bt PoE 标准和 PoE++ 技术,PoE 能够在 100m 的距离内提供 2.5 Gbps 至 5 Gbps 的速度,并且最近达到了 10 Gbps。

问:PoE 网络有什么限制吗?

A: 是的,PoE 网络确实存在一些令人讨厌的限制。首先,它的覆盖范围限制为 328 英尺(100 米),这限制了用户可以操作远程 IP 设备的可行位置。其次,单个 PSE(例如 PoE 交换机)通常连接到多个 PD。如果 PSE 发生故障,所有 PD 都将停止工作。因此,从可靠的供应商处购买合格的交换机非常重要。此外,您还可以考虑将 PSE 连接到不间断电源系统。

问:什么是 PoE 中跨和 PoE 端跨?

A: PoE 中跨通常是一种 PoE 注入器,用作非 PoE 交换机和终端 PoE 受电设备之间的中间设备。PoE 端跨通常称为 PoE 网络交换机,可直接连接 PD 并为其提供 PoE 电源和数据。PoE 端跨通过数据对供电,也称为 PoE 模式 A。PoE 中跨使用引脚 4-5 和 7-8 供电,也称为 PoE 模式 B。