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📜  什么是以太网供电 (POE)？

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:02.181000             🧑  作者: Mango

什么是以太网供电 (POE)？

以太网供电 (POE) 是一种用于构建有线以太网局域网 (LAN) 的技术，该技术使用以太网数据电缆而不是普通的电源线和布线来承载操作每个设备所需的电流。由于数据传输和供电硬件在同一个 RJ45 以太网连接上的耦合，因此可以通过网络电缆传输电力。

2003 年，创建了 PoE 标准以适应无线接入点 (AP) 等设备。在此之前，不同公司采用了几种类型的专有 PoE 来提供 PoE 功能。如今，其中一些专有 PoE 设备仍在使用中。 PoE 设备的安装人员必须发现这些旧的专有设备的放置位置，因为它们可能与后续的标准 PoE 设备不兼容。使用当今的标准 PoE 设备，AP 安装更容易，适应性更强，尤其是在天花板上，因为天花板上的电源线可能难以接线。

考虑一个我们想要安装数字安全摄像头的场景，

以太网供电

以太网供电

这里通常需要两个连接：

  1. 要与视频录制和显示设备通信，您需要“网络连接”。
  2. 需要“电源”为相机提供运行所需的电力。

但是，如果摄像机支持 POE，则只需要建立网络连接，因为它也将通过此电缆获得电力。

POE的工作：

POE的工作完全依赖于必须在电源端进入以太网数据连接并在设备端退出的电流的流动。使用以太网，数据信号和电源电流可以分开维护，互不干扰。注射器允许电流流入以太网线。如果电线另一端的设备与 PoE 兼容，则无需任何更改即可工作。如果它与 PoE 不兼容，则需要安装一个选择器或水龙头，以从电缆中移除电流。已拾取的电流被引导至电源插孔。

为什么要使用 POE？

在安装中指定以太网供电有几个优点：

  1. 通过降低安装电力电缆的时间和成本网络电缆不需要安装经过认证的电工，并且几乎可以放置在任何地方。
  2. IP 摄像头和无线接入点等设备可以放置在最需要的地方，并在必要时快速重新定位，因为它们没有连接到电源插座。
  3. 智能POE配电系统保护网络设备免于过载、功率不足和错误安装。
  4. 当网络上有电时，网络连接的安装和部署简单而有效。
  5. POE 电源不是来自各种分散的墙壁适配器，而是来自一个全球兼容的单一来源。它可以由不间断电源供电，也可以远程操作以停用或重置设备。

POE的历史：

像相机这样的设备过去需要信号连接才能在以太网通信之前将图像传回记录仪。还需要本地电源来为这些小工具供电。由于摄像机和类似设备经常部署在可能无法获得本地电源的地区，因此公司开始将信号和电源电缆与从前端记录器站点发送电力的电源组合在一起。

随着信号和电源技术的进步，摄像机开始使用多对 UTP 电缆（例如 CAT5）来传输信号和电源的组合。在四对 CAT5 电缆中的一对或两对上传输信号，而在其余两对上传输电力。通过使用更少的电线来完成相同的目的，这简化了安装。

当端点信令从模拟广播切换到 IP 广播时，此功能会丢失。电气和电子工程师协会 (IEEE) 于 2003 年设计并标准化了以太网供电。

使用 POE 的设备：

POE 与以下需要等于或小于 30 瓦 (W) 功率的设备兼容：

  1. 网络电话
  2. 网络摄像机
  3. 网络音频
  4. 倾斜和变焦机器人相机
  5. 大型电视和液晶显示屏
  6. 无线AP设备
  7. IP、VoIP 和视频电话

POE+ 或大功率 PoE：

802.3AT 标准，通常称为 PoE+ 或大功率 PoE，规定供电设备可以提供 30W 的功率，以确保端点的功率为 25.5W。交换机和端点设备都必须符合 IEEE 标准，以确保协商成功。另一方面，一些设备制造商已经开发了自己的 PoE 实施方案。

通过以太网电缆传输电力可以通过三种方式完成。模式 A（也称为共模数据对电源）、模式 B（备用对电源）和 4PPoE（4 对电源）是可用的三种模式。电力通过与模式 A 中 10Base-T 或 100Base-TX 传输中的数据线对相同的电缆对发送。备用线对用于模式 B，而所有四对以太网电缆用于 4PPoE 中的电力传输.

各模式的规格如下所示。

    PoE Mode        Ethernet Cable pairs utilized    

    Pin allocation  

Mode A 

Data Pairs

Pins : 1, 2 & 3, 6

    Pins 1, 2 = Positive Voltage (DC+)    

    Pins 3, 6 = Negative Voltage (DC-)     

  Mode A

Spare Pairs

 Pins : 4, 5 & 7, 8

Pins 4, 5 = DC+

Pins 7, 8 = DC-

  Mode A

All 4 Pairs

Pins 1, 2 and 4, 5 : DC+

Pins 3, 6 and 7, 8 : DC-

本标准支持以下设备：

  1. 视频会议
  2. 无线、高性能 AP
  3. 视频监控摄像头
  4. 安全读卡器
  5. LED照明

升级到 POE：

将 POE 集成到您的网络中很简单，您可以从以下两种路由中进行选择：

以太网供电交换机（POE 交换机）是一种内置以太网供电注入的网络交换机。只需像往常一样将其他网络设备连接到交换机上，交换机就会自动判断它们是否兼容 POE 并打开电源。从具有几个端口的低成本非托管边缘交换机到具有复杂管理的复杂多端口机架安装系统，POE 交换机可满足所有应用。

升级到 POE

升级到 POE

要将 POE 功能添加到非 POE 网络线路，需要中跨（POE 注入器）。中跨可用于将现有 LAN 设置转换为 POE，并在仅需要几个 POE 端口时提供灵活的选项。每个网络连接都可以通过中跨进行修补来升级到 POE，并且电源注入被调节和自动化，就像 POE 交换机一样。中跨有多种配置，包括多端口机架安装设备和低成本单端口注入器。

升级到 POE

升级到 POE

端跨和中跨：

供电设备 (PSE) 是一种 POE 设备，可作为电源，如 POE 以太网交换机。 PSE 可用作端跨（例如，启用 PoE 的以太网交换机）或中跨（启用 PoE 的以太网交换机）（与网络上已就位的非供电以太网交换机一起使用的电源集线器）。端跨和中跨都可以为电力设备 (PD) 供电。

端跨直接向设备供电。根据要求，端跨可以使用电缆中的备用线对或数据线对，也可以用于千兆以太网传输。端跨需要支持 PoE 的交换机，这些交换机通常用于需要新设备的新安装。

中跨采用注入器，它是位于现有以太网交换机和 PD 之间的供电接线板。 PSE 通常位于交换机附近，并允许电缆不受阻碍地路由到远程设备。中跨只允许使用电缆的备用对，因此它们不能像千兆以太网连接那样通过数据线传输电力。

POE的优势：

  1. POE易于安装
  2. 电源和数据信号都可以通过以太网传输，因此它是一种经济高效的解决方案。
  3. 如果出现服务中断，PoE 会立即暂停电流流动，最终确保安全。
  4. 使用 Cat5 和 Cat6 连接，PoE 目前可以以每秒 1 吉比特 (Gbps) — 每秒 10/100/1,000 兆比特的速度传输数据。在 100 米的距离内，IEEE 802.3bz PoE 标准提供每秒 2.5 到 5 吉比特 (m) 的速度。
  5. 连接到高安全性网络的 POE 设备以与其他网络资产相同的方式受到保护。

POE的缺点：

  1. 多个设备经常连接到单个 PoE 连接。如果流中的一个设备出现故障，整个网络就会出现故障。
  2. 接受 2003 PoE 标准的设备的最大功耗为 30 W。需要更多功率的设备需要 PoE 版本 IEEE 802.3bz。
  3. 除非使用 PoE 扩展器或其他方式提供电力，否则 PoE 电力传输限制为 100 米。
  4. PoE 交换机比普通交换机更昂贵，尽管结合电源和数据信号可以节省资金。
  5. 如果网络安全性不足，希望破坏连接到这些网络的 PoE 设备的威胁者将更容易获得访问权限。