POE供電知識匯總,不是專業人員也能看懂

導 語

最近有用戶問POE供電監控攝像頭中的POE、AP的POE供電是什麼意思，現把以前的一片文章再翻出來，結合網絡搜索相關內容及小編的理解，匯總總結如下（雖然努力使其易懂，但還是有點專業）：

在典型的乙太網供電系統中，配線櫃裡保留乙太網交換機設備，用一個帶電源供電集線器(Midspan HUB)給區域網的雙絞線提供電源。在雙絞線的末端，該電源用來驅動電話、無線接入點、相機和其他設備。為避免斷電，可以選用一個UPS。

可通過網線為無線AP、網路攝像頭、網路電話機、掌上電腦等PoE終端設備供電，傳送距離可達100m，安裝簡單，即插即用。非常適合無線城市、安防監控等行業使用。

1、POE的由來

POE（Power Over Ethernet）是有源乙太網供電的簡稱，指的是在現有的乙太網Cat.5布線基礎架構不作任何改動的情況下，在為一些基於IP的終端（如IP電話機、無線區域網接入點AP、網絡攝像機等）傳輸數據信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術。POE技術能在確保現有結構化布線安全的同時保證現有網絡的正常運作，最大限度地降低成本。

POE也被稱為基於區域網的供電系統(POL, Power over LAN )或有源乙太網( Active Ethernet)，有時也被簡稱為乙太網供電，這是利用現存標準乙太網傳輸電纜的同時傳送數據和電功率的最新標準規範，並保持了與現存乙太網系統和用戶的兼容性。

2003年6月，IEEE批准了802.3af標準,該標準是基於乙太網供電系統POE的新標準，它在IEEE 802.3的基礎上增加了通過網線直接供電的相關標準，是現有乙太網標準的擴展，也是第一個關於電源分配的國際標準。它明確規定了遠程系統中的電力檢測和控制事項，並對路由器、交換機和集線器通過乙太網電纜向IP電話、安全系統以及無線LAN接入點等設備供電的方式進行了規定。

2、POE供電標準

一臺POE交換機能同時給多少攝像頭供電，要考慮兩個方面：PoE交換機的供電標準和POE交換機的總供電功率。

POE交換機的供電功率可以理解為PoE交換機的單埠供電功率。市場上流行的PoE交換機有兩種標準，IEEE802.3af和IEEE802.3at。

IEEE802.3af標準定義了供電功率為15.4W，IEEE802.3at標準定義了供電功率可達30W，由於供電標準不同其單埠供電功率也不同。

比如攝像頭功率為9W，使用af標準的POE交換機即可；若攝像頭功率為20W，需使用at標準的V交換機；若攝像頭功率為30W以上，就需要使用專用POE供電模塊供電了。

802.3af標準：

供電電壓：44-57V

供電電流：10～350mA

最大供電功率：15.4W

最大受電功率：12.95W

802.3at標準：

供電電壓：50-57V

供電電流：10～600mA

最大供電功率：30W

最大受電功率：25.5W

一般來說，一個同時支持af和at供電標準的POE交換機，它的供電功率是自適應的。比如，它連接的是5W的設備，那麼提供5W的電力；如果連接的是20W的設備，那麼就提供20W的電力。

af和at標準能通用嗎？

at是向下兼容af的。也就是說，如果你的交換機支持at標準，最大可供30W電，那他完全可以給支持af標準的需要7W的攝像機供電的。

但是如果攝像機支持at，需要20W的電，只支持af的交換機就無法正常向這個攝像機供電啦。

3、POE的供電過程

（1）、檢測

供電前，供電方會輸出一個很小的電壓來檢測受電設備是否支持POE，如果不支持，則不供電；如果支持，進行下一步。

（2）、分類

確定受電方支持POE後，供電方會進行進一步檢測，確定受電方需要的功率，進行對受電方的分類。

（3）、開始供電

4、POE交換機的總功率

POE交換機的總功率是一個非常重要的指標，直接關係到可以帶多少攝像頭。以電源功率是400W的、24埠的POE交換機來說，除去損耗後POE交換機總功率大概為370W。

在802.3af標準下，它能夠供滿24個埠（370/15.4=24），即可以同時給24個攝像頭供電，也就是滿載供電。但如果是按照802.3at標準的單口最大供電功率30W計算，同時最多就只能給12個埠供電了（370/30=12）。

實際使用中，很多普通網絡攝像頭的最大功耗較低，基本不超過15W，如果這時每個POE埠按照最大功率（比如30W）去預留供電功率的話，就會出現有的埠POE功率用不完，而有的埠卻分不到功率的情況。比如，有些POE交換機均支持動態功率分配，可以避免這種情況。在選購POE交換機時，要看交換機是否支持動態功率分配，這樣每個埠只分配實際使用的功率，這樣就能更高效地利用POE交換機的供電功率。

5、POE的技術優勢

（1）、簡化布線，節約成本

許多帶電設備，例如監控攝像機等都需要安裝在難以部署AC電源的地方，POE使其不再需要昂貴電源和安裝電源所耗費的時間，節省了費用和時間。

（2）、便於遠程管理

像數據傳輸一樣，POE可以通過使用簡單網管協議(SNMP)來監督和控制該設備。這個功能可以提供諸如夜晚關機、遠端重啟之類的功能。

（3）、安全可靠

POE供電端設備只會為需要供電的設備供電，只有連接了需要供電的設備，乙太網電纜才會有電壓存在，因而消除了線路上漏電的風險。用戶可以安全地在網絡上混用原有設備和POE設備，這些設備能夠與現有乙太網電纜共存。

6、POE供電穩定嗎

從技術角度來講，POE的技術發展多年，目前已經處於非常成熟的階段。但由於目前監控市場迫於成本壓力，選用的POE交換機或者線材品質過於低劣，再或者方案設計本身就不合理，導致採用POE供電的項目維護的工作量特別大，所以工程商普遍存在POE供電不穩定的觀點。

網絡監控項目，不同於普通的網絡綜合布線，數據傳輸量非常大，功率高，且要求全天候不間斷工作，採用有品質保證的PoE設備和線材是整個系統穩定的保證。

7、POE在安防行業中的應用

得益於POE技術得天獨厚的優勢，目前安防監控領域已經出現了很多支持POE供電的設備，包括POE網絡攝像機、POE網絡半球、POE網絡球機、POE網絡硬碟錄像機等。

這些設備擁有POE受電設備端的功能，利用乙太網供電的供電端設備（PSE）提供的直流電,通過雙絞線傳輸至受電端（PD）。當然，需要注意的是，POE標準支持最大15.4W，對常見的網絡攝像機是足夠的。然而，對於可以檢測移動物體的動作、轉向和進行放大的PTZ攝像機而言，其需要20-30W的電力來正常工作，PTZ攝像機需要具有高達30W的電力輸出的POE+新標準的支持。當然，現在已經有許多最新的POE交換機支持POE+標準。

8、POE供電成為安防行業供電主流

在安防領域中，監控作為其中最為重要的部分之一，布線和供電也成為其中必不可少的一部分。傳統的監控布線供電一直是業內一個困擾，在IP視頻監控的時期，網絡基礎設施支持是重點，供電也是其中最為關鍵的一部分。

以往的攝像機都是本地供電，但自推出POE後，常見的形式是乙太網供電IP攝像機。POE即Power Over Ethernet，是有源乙太網供電的簡稱，指的是在現有的乙太網Cat.5布線基礎架構不作任何改動的情況下，再為一些基於IP的終端(如IP對講電話機、WiFi無線區域網接入點AP、網路攝影機等)傳輸數據信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術。

POE是解決供電布線的難題，就目前來說，如果是與基建一起實施的全新監控項目，採用POE供電仍然比較少，在大型項目中採用POE供電的也比較少，相反在一些民用、套裝的市場，小型項目上，POE應用非常普遍。

9、PoE供電技術在工程應用中存在哪些風險或劣勢？

（1）、功率不足，受電端帶不動：

802.3af標準(POE)輸出功率小於15.4W，對於一般IPC來說足夠了，但對於球機等大功率的前端設備而言，輸出的功率達不到要求。

（2）、風險過於集中：

通常來說，一臺POE交換機同時會給多個前端IPC進行供電，交換機的POE供電模塊任何故障都會導致所有的攝像機無法工作，風險過於集中。

（3）、設備、維護成本高：

相對於其他供電方式，POE供電技術會增加售後維護工作量，從安全穩定的意義上來說，單獨供電的穩定性、安全性最好。

10、PoE供電的安全傳輸距離？網線的選擇有哪些建議？

POE供電的安全傳輸距離100米，建議使用超五類全銅網線。

POE供電網線要求這個問題只在假貨便宜貨橫行的國家是個問題，在很多發達國家不是問題。POE 802.3af標準要求PSE輸出埠的輸出功率為15.4W或者15.5W， 傳輸100米後的PD設備接受功率必須不小於12.95W，按照802.3af典型電流值為350ma計算，100米網線的電阻必須為(15.4-12.95W)/350ma = 7歐姆或者(15.5-12.95)/350ma = 7.29歐姆。

而標準網線是天然就滿足這個要求的，802.3af POE供電標準本身就是以標準網線測定的。而只所以會產生POE供電網線要求這個問題，是因為市面上的很多網線都是非標準網線，不是嚴格按照標準網線的要求來生產的。市面的非標準網線材質主要有銅包鋼、銅包鋁、銅包鐵等，這些網線的阻值大，都不適合POE供電。POE供電必須使用無氧銅材質的網線，即標準網線。

POE供電技術對線材的要求高，建議在監控項目中，千萬不要在線材上省成本，得不償失。

11、如何選擇POE交換機

（1）、需要給多大功耗的設備供電：

POE交換機採用的標準不同，輸出功率也會不同，比如：802.3af最大不超過15.4W，由於傳輸線材的損耗，能給最大功耗不超過12.95W的設備供電。遵循802.3at標準的POE交換機，能給最大功耗不超過25W的設備供電。

（2）、最多能給多少個設備供電：

POE交換機的一個重要指標，就是POE供電的總功率。在802.3af標準下，如果一臺24口POE交換機的POE供電總功率達到了370W，那麼就能夠供滿24個埠(370/15.4=24)，但如果是按照802.3at標準的單口最大供電功率30W計算，同時最多就只能給12個埠供電了(370/30=12)。

（3）、需要接口數：

是否帶光纖口、帶不帶網管、速率選擇(10/100/1000M)。

12、POE交換機可以二級交換嗎

POE只是解決供電問題，不會影響信號的，（一般供電是用的4、5、7、8四根線，而信號是1、2、3、6四根線），如果要使用多層交換機，只需要讓離攝像機最近的交換機給攝像機供電就好了，後面的交換機則無需跟POE有任何關係。

POE交換機在無線網絡覆蓋或無線監控工程中扮演著重要的角色。雖然不像無線AP、網橋等設備這麼起眼，但在實際應用的過程中如若出現了問題，也會直接影響到整個無線工程。

為了在施工前就能將些注意事項考慮到位，減少後續工程的維護量，在此給大家羅列出幾點POE交換機常見的工程問題，掌握以下幾點，能幫助大家更好的建設與維護無線網絡工程：

1、供電距離

POE交換機的供電距離一般是100米，POE供電距離是由數據信號和傳輸距離決定的，數據信號的傳輸距離是由網線決定的。

1、網線要求

網線的阻抗越低傳輸距離越遠，所以首先要保證網線的質量，購買正品，推薦使用超五類網線，普通的5類線數據信號傳輸距離大概是100米左右。

由於POE標準有兩種：802.af和802.3at標準。它們對超五類網線要求不同，不同主要體現在等效阻抗上。如100米的超五類網線，802.3at的等效阻抗須小於12.5歐姆，802.3af則須小於20歐姆。

2、POE標準

保障POE交換機的傳輸距離，就看POE供電的輸出電壓，在標準之內(44-57V DC)儘量高，POE交換機埠輸出電壓必須符合802.3af/at標準。

2、選擇標準型的POE交換機

如何判斷哪些是假的POE設備？

假POE設備只是通過一個POE合路器將DC電源合併到網線中，不能通過標準的POE交換機來供電，否則設備會燒壞。所以在工程應用中，不僅要選擇標準的POE交換機，還要選擇標準的POE終端 。

標準PoE交換機的安全措施：

1、供電端（PSE）與受電端（PD）可動態感知並調整供電電壓。

2、有效保護受電端（通常是IPC）不被電擊燒壞（其它方面還有短路、浪湧防護等）。

3、可智能檢測終端是否支持POE，在接入非POE終端時不會供電。

非標準的POE交換機通常為了節省成本，並沒有以上安全措施。

3、交換機級聯問題

交換機級聯的層數涉及到帶寬的計算，簡單舉例：

如果採用100M網口交換機級聯到中心，有效帶寬即45Mbps（帶寬利用率≈45%），如果每臺交換機分別連接了共15Mbps的監控設備，即佔單臺交換機帶寬15M，則45/15≈3，可級聯3臺交換機。

帶寬利用率為什麼約等於45%？

實際乙太網IP分組報頭約佔總流量的25%，實際可利用鏈路帶寬為75%，實際應用中考慮預留帶寬30%，所以保險估認帶寬利用率為45%。

4、注意交換機的功率

使用設備的功率是多大，再對應選擇多大功率的PoE交換機。如果你的設備的功率是在15W以下的，那選擇支持802.3af標準的PoE交換機就可以了。如果功率是大於15W的，則需要選擇802.3at標準的大功率交換機，否則帶不動。當然要您的設備是支持POE的，不支持POE則需要準備一個POE分離器。

5、POE 技術的機遇與挑戰

POE目前尚面臨一些挑戰，如POE技術可讓受電設備從每個埠獲得30W以上的功率，但不是每個埠的受電設備都需要30W 的功率，因此，如何準確的感測每個受電設備的需要是一個很重要的問題，否則可能對受電設備造成損壞或對網絡基礎設施形成不安全因素。此外，由於電纜通常被匝成電纜束, 並置於配線櫃中，因此線纜束的散熱問題則需要考慮。而成本問題則是POE面臨的又一挑戰，特別是對PD製造商而言，在產品中加入POE技術就意味著增加成本。

另外標準的五類網線有四對雙絞線，但是在l0MBASE-T和100MBASE-T 中只用到其中的兩對。802.3af允許兩種用法，應用空閒腳供電時，4、5腳連接為正極，7、8 腳連接為負極。應用數據腳供電時，將DC 電源加在傳輸變壓器的中點，不影響數據的傳輸。在這種方式下線對1、2 和線對3、6 可以為任意極性。目前的標準不允許同時應用以上兩種情況。電源提供設備PSE 只能提供一種用法，而電源應用設備PD必須能夠同時適應多種情況。隨著網絡監控設備向大功率供電發展的趨勢，深圳市光網視科技成功解決並實現了採用四對雙絞線全部支持供電，通過提高電源的載流量來增加供電功率,以解決設備對大功率供電的需求。

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