前言

上期我们聊到全屋直流这一新的电力系统，它相比传统交流供电系统具有智能化、集成化和低碳化的重要特性，更符合未来发展趋势。而要实现全屋直流方案的重要条件之一。就是搭建“直流配电系统”。本期我们要给大家介绍的就是“直流配电系统”中的重要角色——PoE。

概述

PoE（Power over Ethernet）是指通过网线传输电力的一种技术，借助现有以太网通过网线同时为IP终端设备（如：IP电话、AP、IP摄像头等）进行数据传输和供电。

PoE又被称为基于局域网的供电系统(Power over LAN，简称PoL)或有源以太网( Active Ethernet)，有时也被简称为以太网供电。

背景

随着网络中IP电话、网络视频监控以及无线以太网设备的日益广泛，通过以太网本身提供电力支持的要求也越来越迫切。多数情况下，终端设备需要直流供电，而终端设备通常安装在距离地面比较高的天花板或室外，附近很难有合适的电源插座，即使有插座，终端设备需要的交直流转换器也难有位置安置。

另外，在很多大型的局域网应用中，管理员同时需要管理多个终端设备，这些设备需要统一的供电和统一的管理，由于供电位置的限制，给供电管理带来极大的不便，以太网供电PoE则正好解决了这个问题。

发展历史

IEEE早在1999年开始制定该标准，最早参与的厂商有3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel和National Semiconductor。但是，该标准的缺点一直制约着市场的扩大。

2003年6月，IEEE批准了802.3af标准,该标准是基于以太网供电系统POE的新标准，它在IEEE 802.3的基础上增加了通过网线直接供电的相关标准，是现有以太网标准的扩展，也是第一个关于电源分配的国际标准。它明确规定了远程系统中的电力检测和控制事项，并对路由器、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、安全系统以及无线LAN接入点等设备供电的方式进行了规定。

工作原理

原理

Power over Ethernet（PoE）的工作原理涉及两个主要组件：电源设备（Power Sourcing Equipment，PSE）和终端设备（Powered Device，PD）。PSE通常是网络交换机或注入器，而PD可以是诸如IP摄像头、VoIP电话或无线接入点等设备。

以下是PoE的基本工作原理：

检测并分类

当连接到网络的设备首次启动时，PSE会检测连接的设备上是否存在PD。这通常通过在网络电缆上的电阻测量来实现。PSE通过检测电缆上的电阻值来确定PD的类型和所需功率。根据IEEE标准，PoE设备被分为不同的分类（Class），每个分类代表一定范围的功率需求。

供电及数据传输

一旦PD被检测并分类，PSE会通过网络电缆的数据线上的直流电源，以供给PD所需的电力。通常，这种电力是在网络电缆的数据线上进行叠加传输的。

同时，PSE还会在网络电缆的数据线上传输数据。因此，通过单一的网络电缆，PD既接收到了电力，也能够发送和接收数据。

协商功率

PSE和PD之间进行功率协商，以确保提供的电力在PD所需的范围内。这有助于防止对设备的损坏或电力供应不足。

断电检测

系统定期监测网络连接，以检测是否有设备断开连接。如果设备被拔出或断电，PSE会停止供电，以避免电力浪费。

组件和设备

如下图所示，PoE供电系统包括如下两个设备角色：

供电设备PSE（Power-sourcing Equipment）：通过以太网给受电设备供电的PoE设备，提供检测、分析、智能功率管理等功能，例如：PoE交换机。

受电设备PD（Powered Device）：如无线AP、便携设备充电器、刷卡机、摄像头等受电方设备。按照是否符合IEEE标准，PD分为标准PD和非标准PD。

优势和应用

优势

通过上述对于PoE工作原理的介绍，我们可以发现PoE的特点是用简单的交换机设备同时为终端设备供网供电，这种技术的优势十分明显。

简化布线

PoE系统只需要布网线，不需要铺设电源线，不仅解决了工程电源布线不方便的问题，还省去了部署供电系统所需要的时间跟精力。此外，只需通过网线只需连接PSE跟PD设备就行。这就降低了PoE技术实施的难度。

降低成本

由于PoE技术的布线和设备都比较简单，所以相比其他方案，其设备成本也会大大降低。此外，布线简单，也意味着维护成本更低。所以PoE技术是更经济实惠的方案。

安全环保

如今低碳环保的生活理念已经深入人心，PoE技术就是一种更安全、更环保的方案。首先，更少的设备能减少电子垃圾的产生。其次，PoE设备胡电模块一般都具有功率识别功能，可以做到电源自适应，不会造成电能浪费，达到有效节能。最后，PoE无需布强电，施工安全大提升，并且没有强电干扰，所以十分安全。

应用领域

Power over Ethernet（PoE）技术在许多领域都得到了广泛应用，通过在以太网网络上传输电力和数据，为各种设备提供了方便的供电。以下是一些PoE技术应用领域的示例：

IT行业

在IT行业，PoE技术广泛应用于网络设备，如交换机、路由器和无线接入点。这样的应用使得网络设备无需独立的电源插座，简化了设备的布线和管理。此外，VoIP电话也是IT行业中PoE的常见应用，提高了办公室通信设备的灵活性。

安防行业

安防领域是PoE技术最为显著的一个应用领域。网络摄像头和监控设备经常使用PoE供电，这消除了摄像头位置附近的电源线束，提高了部署的灵活性。此外，PoE还为安防设备提供了更稳定和可靠的电力供应，确保监控系统的持续运行。

医疗行业

在医疗领域，PoE技术应用广泛，用于供电医疗设备和监护系统。例如，医疗摄像头、电子病历设备和医疗监护仪器等设备都可以通过PoE获得稳定的电源，方便设备的布局和管理。此外，PoE的低电压设计也有助于确保医疗设备的安全性。

教育行业

在学校和大学中，PoE技术用于供电安全摄像头、智能白板和其他教育技术设备。这使得学校可以更灵活地部署和管理这些设备，同时降低了设备布线的成本和复杂性。

零售业

在零售行业，PoE技术被广泛应用于供电点 of Sale（POS）系统，包括收银机和相关设备。这样一来，零售商可以更方便地安装和维护收银设备，同时提高了收银系统的可靠性。

工业自动化

工业自动化领域使用PoE技术来供电各种传感器、监控设备和控制系统。这简化了工业环境中设备的布局，减少了电缆的混乱，提高了系统的可维护性。

PoE标准

PoE 存在着许多标准和协议，有些为厂商的私有标准，有些是IEEE 获批的业界通行标准，有些甚至仅仅使用了网线作为介质传输电力和模拟信号。

通用 PoE 标准一般有如下三种——

PoE 标准

协议号为 IEEE 802.3af，这是原始 PoE 标准。从以太网端口输出 15.4W 的电力，距离交换机 100 米的输出功率为 12.95W。

PoE+ 标准

协议号为 IEEE 802.3at，PoE+ 将以太网端口输出功率翻倍。可提供 30W 电力输出，距离交换机 100 米的输出功率为 25.5W。

PoE++ 标准

也有人称之为Ultra PoE、UPoE（Ultra PoE 之缩写，区别于Universal PoE 的 UPoE，后者是一个私有协议）或者 4PPoE 。

虽然名字有所不同，但其指代的都是新近获批的一项 PoE 协议 IEEE 802.3bt。此标准提供每端口 60W 至 90W 电力输出。在 60W 标准下，距离交换机 100M 的输出功率为 51W。

发展趋势

从PoE的技术特点和应用领域上看，首先支持更多和更大功率的设备类型是一个趋势，这意味着PoE的输电功率需要再提升标准。其次，PoE是一种集成性很高的技术，且是全屋智能方案中的重要组成部分，所以后续对于PoE的智能化管理会有更高要求。此外，安全性也是PoE的重要发展趋势。

高功率标准

随着新兴技术的不断涌现，如5G、物联网（IoT）和工业4.0，PoE技术可能会适应这些新的应用场景。更多设备可能需要通过PoE获得电力，以实现更灵活、智能和互联的网络环境。无论是新设备的接入还是新技术的集成，都会增加对电力需求，未来PoE标准可能会进一步提高功率水平，以满足高性能设备的需求。这可能包括新的PoE+标准或更高功率的4PPoE标准。

智能化管理

随着智能家居市场的增长，PoE技术可能会更广泛地应用于家庭自动化设备，如智能照明、智能门锁、智能摄像头等。未来的PoE系统可能更加智能，具备实时监控和管理功能。这将使得网络管理员能够更好地了解网络上每个设备的电力使用情况，以优化电力分配和提高效率。

充电头网总结

本文较为全面的介绍了PoE技术方方面面，包括基本概念、技术原理/标准、以及应用领域等板块。希望大家阅后对PoE技术有较为清晰的了解。对于涉及到的具体技术内容，由于不是本文重点，所以未做过多介绍。

正如前言所说，PoE技术的普及，主要依赖于全屋直流电力系统在室内的应用。而目前全屋直流已经是智能家居、低碳建筑等新室内业态的重要趋势，这势必会拓展PoE技术的应用空间。传统PoE技术限于输电功率和设备连接数、集成度等因素无法满足需求，这势必对PoE发展带来挑战。

科普：什么是PoE？

前言

概述

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发展历史

工作原理