PoE以太网供电技术分析

　　什么是PoE以太网供电
　　
　　PoE（PowerOverEthernet）以太网供电这项创新的技术，指的是现有的以太网CAT-5布线基础架构在不用作任何改动的情况下就能保证在为如机、无线局域网接入点AP、安全网络摄像机以及其他一些基于IP的终端传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的能力。PoE技术用一条通用以太网电缆同时传输以太网信号和直流电源，将电源和数据集成在同一有线系统当中，在确保现有结构化布线安全的同时保证了现有网络的正常运作。
　　
　　大部分情况下，PoE的供电端输出端口在非屏蔽的双绞线上输出44~57V的直流电压、350~400mA的直流电流，为一般功耗在15.4W以下的设备提供以太网供电。典型情况下，一个机的功耗约为3~5W，一个无线局域网访问接入点AP的功耗约为6~12W，一个网络安全摄像机设备的功耗约为10~12W。
　　
　　PoE以太网供电的好处
　　
　　PoE以太网供电为用户带来的好处是显而易见的，将在未来几年内受到用户的大力欢迎。
　　
　　·它节约成本。因为它只需要安装和支持一条而不是两条电缆。例如视频监视摄像机等，都需要安装在难以部署AC电源的地方。随着与以太网相连的设备的增加，如果无需为数百或数千台设备提供本地电源，将大大降低部署成本，并简化其可管理性。
　　
　　·它易于安装和管理。客户能够自动、安全地在网络上混用原有设备和PoE设备，能够与现有以太网电缆共存。
　　
　　·它安全。因为PoE供电端设备只会为需要供电的设备供电。只有连接了需要供电的设备，以太网电缆才会有电压存在，因而消除了线路上漏电的风险。
　　
　　·它得于网络设备的管理。因为当远端设备与网络相连后，将能够远程控制、重配或重设。
　　
　　PoE以太网供电系统介绍
　　
　　一个完整的PoE系统包括供电端设备（PowerSourceEquipment，PSE）和受电端设备（PoweredDevice，PD）两部分,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，并以此为根据控制供电端设备PSE通过以太网向受电端设备PD供电。
　　
　　供电端设备PSE可以是一个Endspan（已经内置了PoE功能的以太网供电交换机）和Midspan（用于传统以太网交换机和受电端设备PD之间的具PoE功能的设备）两种类型，而受电端设备PD则是如一些具PoE功能的无线局域网AP、机等终端设备。
　　
　　PoE市场发展趋势
　　
　　在相同导体上融合数据和电能似乎已成为智能系统集成的明确选择。在汽车、航空和工业应用中，专有标准使用了几十年。而IEEE802.3标准的出现，催生了支持新概念的低成本、高数据率协定。原有的IEEE802.3af标准支持为负载提供高达13.4W的功率，帮助推动互联网协定（IP）及其它类似数据节点在企业环境中的应用扩展。这些早一代的设备在外形和功能方面目标明确且直接。
　　
　　数据设备用户的期望已经不仅是丰富特性集和高性能，还包括物理外形在造型方面有着同样高的表现，通常要省去墙插式电源变压器及其在特征上平淡无奇的电力线。这种性能的提高不可避免地导致能耗升高。IEEE802.3at标准（2009年发布，也称PoE+）旨在应对能耗需求的增高，但随着市场演变，标准正趋向滞后于前沿的设计领域。
　　
　　诸如家用/商用自动化面板、上网本和低耗电膝上型电脑等新产品的能耗要求可与PoEIEEE802.3at标准的供电能力相适应。在概念上，这表示接插座（dockingstation）能够接受单个RJ45连接器的外形。在家用及商用自动化面板中，集成PoE的优势非常明显，因为无需配接不同的电力线。这类特殊设计领域的局限是除了以太网线缆以外，还须支持PoE的路由器或交换机。由于整合方便，大多数家庭及小企业主已采用无线连接，企业自然会提倡集成PoE，因此，安装简单而轻松，耗费人工极少。
　　
　　许多公众场合开始出现了信息站（informationkiosk），常用于接受订单、销售点（POS）终端机、旅行或客户服务。这类信息设备对IEEE802.3af/t标准的功率限制带来挑战，诸如平板显示器、打印机和计算平台增加了大额功率预算。虽然许多精细设计的信息站能以25W之内（使用备用线对时为50W）的功率工作，但更高性能的设备需要更高的功耗。随着该技术进一步获得市场接受，支持PoE功能的信息端/站将大幅增加。
　　
　　超越IEEE802.3at标准
　　
　　PoE的基本功率限制很容易理解。加在以太网线缆上的zui大电压限制，*为超过60V就很危险。大多数地方性及全国性电气法规对于导体承载升高的电压都制定了严格的规则和指引。因此，为了务实起见，用电设备（PD）节点提供的电压为57V。对于给定系统元件而言，由于平方关系及功率耗散（P=I2R），电流是能效损耗的主要原因。
　　
　　如果要增大提供给节点的总功率，分析显示必须首先减小串联电阻，还必须顾及整个PoE系统的热性能。大多数（庆幸不是全部）PoE器件仅符合标准工业温度要求；而如果超过了PoE标准制定的供电限制，PoE器件可能只提供边际性能，甚至会受到可用寿命缩短的影响，结果可能就是方案变得更复杂一些。
　　
　　PoE电子设备必须使用户能够外部配置内嵌电流限制，并且需要采用在温度升高时能支持长期工作且性能不降低的技术来制造。大多数PoE用电设备（PoE-PD）及PoE电源设备（PoE-PSE）产品支持限流配置，但其中仅有少数产品能提供真正的高温工作。
　　
　　福家安智能已经推出了35W功率中跨系列，如今能够为更多的应用提供足够的功率。PoE市场持续扩张，使得设计人员能够以集成大功率PoE功能优化安装复杂度和用户体验。近期发布的IEEE802.3at标准支持给单个PoE节点提供高达25W功率。PoE供电也能够扩展，支持高于IEEE802.3标准限制3倍的功率，从而造就新的细分市场，并保持反向兼容性。PoE集成将惠及此前不符合标准PoE功率限制的大范围产品。