PoE供電的三種標準你知道嗎?

2021-01-06 弱電乾貨

今天給大家講講PoE系統和802.3af（PoE）、802.3at（PoE+）、802.3bt（PoE++）三種標準。

PoE 全稱為 Power Over Ethernet，PoE 又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，規範了乙太網傳輸電纜在傳送數據的同時，又滿足供電的功率應用要求，並保持了與現存乙太網系統和用戶的兼容性。

PoE的系統構成及供電特性參數一個完整的PoE系統包括供電端設備(PSE,PowerSourcingEquipment)和受電端設備(PD,PowerDevice)兩部分。POE交換機就是PSE設備，無線AP或者物聯網LoRa網關就是PD設備。兩者基於IEEE802.3af標準建立有關受電端設備PD的連接情況、設備類型、功耗級別等方面的信息聯繫，並以此為根據PSE通過乙太網向PD供電。

標準的五類網線有四對雙絞線，IEEE802.3af允許兩種線序供電方法：一種是在4、5、7、8線對上傳輸電流，並且規定，4、5為正極，7、8為負極。另一種供電是在1、2、3、6線上傳輸電源，極性較為任意，1、2為正極，3、6為負極或是1、2為負極，3、6為正極。POE交換機採用第二種供電線序，無線AP或者物聯網LoRa網關兩種供電線序都支持。

EEE802.3af的工作過程：

1、檢測：一開始PSE在為受電設備供電前，先輸出一個低電壓檢測受電設備（PD）是否符合IEEE802.3af標準。

2、分級：當PSE檢測到符合要求後，會將輸出電壓進一步提高，來對受電設備進行分級，如果受電設備此時沒有回應分級確認電流，PSE默認將受電設備規為0級，為其提供15.4W的輸出功率。

3、供電：經過確認分級後，PSE會向受電設備輸出48V的直流電，並確認受電設備不超過15.4W的功率要求。

4、維護：更新實時功率，進行斷路檢測和單埠過載檢測，當受電設備超載或短路後，PSE停止為其供電，再次進入檢測階段。

EEE802.3af主要供電參數：

直流電壓在44～57V之間，典型值為48V。典型工作電流為10～350mA，典型的輸出功率：15.4W。超載檢測電流為350～500mA。在空載條件下，最大需要電流為5mA。為PD設備提供3.84～12.95W四個Class等級的電功率請求。

IEEE802.3af的分級參數：

Class0設備需要的最高工作功率為0~12.95W；

Class1設備需要的最高工作功率為0~3.84W；

Class2設備需要的工作功率介於3.85W~6.49W；

Class3設備的功率範圍則介於6.5～12.95W。

為什麼會有IEEE802.3at標準？

由於IEEE802.3af標準使受電設備(PD)上的PoE功耗被限制為12.95W，這就限制了乙太網電纜供電的應用範圍。為了克服PoE對功率預算的限制，推出新標準：IEEE802.3at（也稱為PoE+），它將功率要求高於12.95W的設備定義為Class4,可將功率水平擴展到25W或更高。

IEEE802.3at與802.3af相比，802.3at可輸出2倍以上的電力，每個埠的輸出功率可在30W以上。受電設備PD可以最大到29.95W，PSE將為其提供30W以上的直流電源。PD以Class4分級的電流響應，告訴PSE是否能夠為其提供802.3at規定的較高功率。

IEEE802.3at(PoE+)主要供電參數：

直流電壓在50～57V之間，典型值為50V。典型工作電流為10～600mA，典型的輸出功率：30W。受電設備PD支持Class4的分級。

IEEE802.3bt(PoE++)：

802.3bt規範引入了四種新的高功率PD分級(Class)，從而使單特徵類別的總數達到9個。Class5~8對於PoE標準而言是新的，並轉化為40.0W至71W的PD功率水平。

802.3bt可向後兼容802.3at和802.3af。一個較低功率802.3at或802.3af的PD可連接至一個較高功率802.3bt的PSE，不會出現任何問題。而當一個較高功率802.3bt的PD連接至一個較低功率802.3at或802.3af的PSE，PD只需能夠工作在各自的較低功率狀態即可，這被稱為「降級」。

IEEE802.3bt值得關注點：

IEEE 802.3bt的到來預示著PoE技術邁入強勁市場機遇的新時代，並且該標準是擴展乙太網聯盟PoE認證計劃的堅實基礎。其中一項創新點還是非常值得關注：

第一：IEEE 802.3bt將供電設備(PSE)的最大功率提升三倍，從30 W擴展至90 W，並將用電設備(PD)的功率水平提升至71.3 W。

第二：IEEE 802.3bt將支持的等級數量從4個增加到8個，分別針對4-90 W和3.84-71.3 W的Type 3和Type 4供電設備(PSE)和用電設備(PD)。

第三：IEEE 802.3bt標準提供了許多新特性和新功能，例如支持高效的4線對功率傳輸，以及支持2.5 Gbps、5 Gbps和10 Gbps PoE工作的通道定義等。

「受IEEE 802.11ac無線接入點的日益普及以及包括網絡附加存儲、樓宇自動化、安防、娛樂等在內的各種新應用的刺激和推動，對支持PoE的交換機埠的需求預計將飆升至新高度，預計在未來五年內埠出貨量將達到8.5億，「隨著功率傳輸容量的增加，再加上高成本效益、靈活性和可擴展性，PoE已經發展成為企業和消費領域極具競爭力的解決方案。」

「IEEE 802.3bt標準經過巧妙設計，可促進一系列PoE用例的快速擴展。「這種固有的靈活性將使其能夠利用新一代先進的PoE技術，從而有助於鋪設永不過時的網絡。隨著IEEE 802.3bt標準的等級數量和用例範圍的增加，必須有一種有效的方法來輕鬆識別哪些用電設備 (PD) 和供電設備 (PSE) 可以耦合在一起，這正是乙太網聯盟第2代PoE認證計劃的用武之地。該計劃通過提供快速、輕鬆的方法來直觀地識別兼容產品，有助於促進多供應商之間的互操作性，並確保用戶充分獲得當前和未來PoE解決方案的全部優勢。」

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