PoE供电原理及方法解析

【导读】POE (Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。 POE也被称为基于局域网的供电系统(POL, Power over LAN )或有源以太网( Active Ethernet)，有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。

一、PoE供电原理

PoE供电系统包括两个部分：供电设备PSE：通过以太网给受电设备供电的PoE设备，提供检测、分级、智能功率管理等功能，例如：PoE交换机。受电设备PD：如无线AP、便携设备充电器、刷卡机、摄像头，照明等受电设备。按照是否符合IEEE标准，PD分为标准PD和非标准PD。

PSE设备上电，PD设备通过网络连接到PSE设备后，PSE与PD就开始进行供电协商：

1.检测PD：PSE在端口周期性输出电流受限的小电压，用以检测PD设备的存在。如果检测到特定阻值的电阻，说明线缆终端连接着支持IEEE 802.3af/at标准的受电端设备。

2.供电能力协商即PD设备分类过程：PSE对PD进行分类，并协商供电功率。供电能力协商不仅可以通过解析PD产生的特定分级电流实现，还可以通过链路层发现协议LLDP协议进行分类和协商。

3.开始供电：在启动期内(一般小于15μs)，PSE设备开始从低电压向PD设备供电，直至提供48V的直流电压。

4.正常供电：电压达到48V之后，PSE为PD设备提供稳定可靠48V的直流电，PD设备功率消耗不超过其在分类阶段所请求的功率。

5.断电：供电过程中，PSE会不断监测PD电流输入，当PD电流消耗下降到最低值以下，或电流激增，例如拔下设备或遇到PD设备过载、短路、超过PSE的供电负荷等，PSE会断开电源，并重复检测过程。

二、POE的两种供电方法

POE标准为使用以太网的传输电缆输送直流电到POE兼容的设备定义了两种方法：

（1）中间跨接法

一种称作“中间跨接法”( Mid -Span )，使用独立的PoE供电设备，跨接在交换机和具有PoE功能的终端设备之间，一般是利用以太网电缆中没有被使用的空闲线对来传输直流电。Midspan PSE是一个专门的电源管理设备，通常和交换机放在一起。它对应每个端口有两个RJ45插孔，一个用短线连接至交换机(此处指传统的不具有PoE功能的交换机)，另一个连接远端设备。

（2）末端跨接法

另一种方法是“末端跨接法”(End-Span)，是将供电设备集成在交换机中信号的出口端，这类集成连接一般都提供了空闲线对和数据线对“双”供电功能。其中数据线对采用了信号隔离变压器，并利用中心抽头来实现直流供电。可以预见，End-Span会迅速得到推广，这是由于以太网数据与输电采用公用线对，因而省去了需要设置独立输电的专用线，这对于仅有8芯的电缆和相配套的标准RJ-45插座意义特别重大。