认识以太网供电技术（PoE）—IEEE802.3af（转贴）

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什么是通过以太网供电？

以太网供电（Power over Ethernet，PoE）是一种把现有以太网标准扩展的创新技术，它通过数据以太网线缆供应直流电力给网络装置，允许IP电话、无线局域网接入点和其它设备通过现有的局域网布线接收电力及数据，而不需改动现有的以太网布线基础设施。

它已经成为一项国际标准，称为IEEE802.3af，是现有以太网标准的扩展标准。这一标准的确定，有助于促进通过以太网供电的设备和安装数量的迅猛增长。在未来几年内，通过以太网供电可能会非常普及，因为在以太网交换机中增加电源的成本将变得非常小。事实上，它为电力分配提供了第一个真正的国际化标准。

通过以太网供电的动机

几乎所有设备都同时要求数据连接和电源。如人们非常熟悉的一个实例是，电话由电话交换机通过承载语音的同一条双绞线供电。现在，我们可以对以太网设备实现同样的功能。为什么要这样做呢？部分原因如下：

　　●设备只需使用一套线缆，简化了安装过程，节约了空间。

　　●不需支付昂贵的电气人员工资，或为迎合电气人员的时间安排而推迟安装工作，从而节约了时间和资金。

　　●设备可以简便地移动到任何地方而只要敷设一条局域网线缆，对工作空间的影响达到最小。

　　●更加安全，不再到处都有电线。

　　●即使在电力失效时，如设备装有UPS仍能保证设备供电。

　　●除可以在设备之间传送数据外，还可以使用SNMP网络管理设施，监测和控制设备供电情形。

　　●可以远程关断或复位设备，不需复位按钮或电源开关。

　　●在无线局域网系统中，简化了RF勘测工作，因为可以简便地移动布线接入点。

以太网供电的优点：
　　●减低成本，不须为每个网络装置提供数据和电力线缆。

　　●灵活性，网络装置可被安装在任何位置，而不须靠近一个已存在的电源输出口。

　　●可靠性，有SNMP能力的PoE装置，可实施遥远检测和控制，能有效地处理或修理装置的耗电量和/或失效故障。


标准的当前状况

IEEE于1999年开始实施标准化。早期倡导者包括3Com、英特尔、PowerDsine、北电、敏迪和国家半导体。这些公司认识到，人们需要通过以太网线缆供电，市场上存在大量的专有应用方案，但缺乏标准阻碍了市场发展。

许多公司的专家参与了IEEE标准化过程，这也使得这一规范从中受益，因为它从许多不同角度考察了问题。此外，草拟规范被发给各个IEEE成员，由IEEE成员投票审批，在此期间，IEEE成员可以提出和协商解决任何异议。

IEEE802.3af标准化过程现已结束。IEEE标准理事会已经于2003年6月12日正式批准这一标准。

市场上出现了许多产品，这些产品在标准正式出现之前即声称符合标准。由于在2003年6月前的几个月中规范草稿一直都在变化，而且在标准批准时还进行了某些最终改动，因此市场上的某些产品实际上可能并不符合最终标准，在面对这些产品时要谨慎。一般来说，最近合理设计的产品会合理地符合最终标准。


电力是怎样通过线缆传送的

以太网供电技术有两种基本元件：

　　●用电装置（Power Device，PD），接收和使用电力的装置。

　　●电源供应设备（Power Sourcing Equipment，PSE），供应电力的装置，而且有检测用电装置（PD）类型的能力。

供应PD电压48V，最大电流350mA，最小功率13W。

两种类型，终端跨度和中等跨度的电源供应设备（PSE）

　　●终端跨度PSE，能整合电力供应的网络交换机，在线对3、6和1、2上同时供应电力和数据。

　　●中间跨度PSE，在交换机和PD之间的装置。
　　　　　-> 在不使用的线缆线对4、5和7、8上供应电力。
　　　　　-> 可保持现有的网络交换机投资。
　　　　　-> 低成本效益的推动以太网供电的方法。

标准五类以太网线缆有四个双绞线对，但只有两个线对用于10BASE-T和100BASE-T。规范允许通过两种方案使用这些线缆供电：

使用备用线对。图1说明针脚4和针脚5上的线对连接在一起，构成正极，针脚7和针脚8上的线对连接在一起，构成负极。（事实上，最后修改的规范允许使用任一极性。）

图1：通过线缆上的备用线对供电
　　　　POWER SOURCING EQUIPMENT (PSE): 供电设备
　　　　POWERED DEVICE (PD): 被供电设备(PD)
　　　　SPARE PAIR: 备用线对
　　　　SIGNAL PAIR: 信号线对
　　　　DC/DC Converter: DC/DC转换器

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● 使用数据线对
　　　由于以太网线对是在每一端耦合的变压器，因此可以为隔离变压器的中心分接点提供DC功率，而不会扰乱数据传送。在这种工作模式下，针脚3和针脚6上的线对及针脚1和针脚2上的线对可以采用任一极性。如图2所示。
　　　POWER SOURCING EQUIPMENT (PSE): 供电设备
　　　POWERED DEVICE (PD): 被供电设备(PD)
　　　SPARE PAIR: 备用线对
　　　SIGNAL PAIR: 信号线对
　　　DC/DC Converter: DC/DC转换器

　　　规范不允许同时使用上述两种线缆供电方案，要求必须作出选择。供电设备（PSE）只为其中一种方案线缆供电。被供电设备（PD）必须能够从这两种选项中接收供电。
　　图2：通过线缆上的数据线对供电

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典型的以太网供电系统

图3是典型的系统图。在配线间中，保留了现有的以太网交换机设备，“中间跨度”的电源为双绞线局域网线缆供电。在线缆的另一端，这一电力用来运行话机、无线接入点、摄像机和其它设备。此等设备亦可以选装不间断电源（UPS），在供电电源失效时为系统提供支持。

　　图2 典型的系统图
　　　　　　Ethernet Switch: 以太网交换机
　　　　　　Power Over Ethernet Midspan Hub: 通过以太网供电的中间跨度集线器
　　　　　　VoIP Phone: VoIP话机
　　　　　　Wireless LAN Access Point: 无线局域网接入点
　　　　　　Bluetooth Access Point: 蓝牙接入点
　　　　　　Network Camera: 网络摄像机

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在图3中，中间跨度集线器是供电设备，VoIP话机、无线接入点和网络摄像机是被供电设备。新型以太网交换机包括内置PSE功能，因此不要求中间跨度集线器。

额定电压为48V，在被供电设备上提供大约13W的功率。隔离的DC-DC转换器把48V转换成更适合被供电设备中电子器件使用的较低电压，同时出于安全原因，其保持1500V的隔离电压。

规范中一个明显的要求是要防止损坏现有的以太网设备。“发现过程”从供电设备（PSE）中运行，检查以太网线缆，查找符合规范的设备。它对线缆应用小的限流电压，检查远程设备中是否存在25千欧电阻器。只有在存在电阻器时，才全面应用48V电压，但其仍会进行限流，以防止在故障条件下损坏线缆和设备。

被供电设备必须连续吸收最小电流。如果没有做到这一点（如在拔下设备时），那么PSE将不再供电，发现过程会重新开始。

作为发现过程的可选扩展功能，被供电设备可以向供电设备表明其最大功率要求。

供电设备可以选择性地提供一定的系统管理，如使用简单网络管理协议（SNMP）。这可以管理各种操作，如设备夜间断电或远程复位设备。


这一技术可能的部分用途
　市场上的大型企业正在下述应用中使用这种技术：
　　●VoIP (互联网协议承载的语音)电话
　　●IEEE802.3af无线局域网接入点
　　●蓝牙接入点
　　●网络摄像机

但是，通过以太网供电将使更多的设备成为可能。下面列出了部分设备，而您能想到的设备可能会更多！
　　●智能标牌/网上标牌
　　●售货机
　　●游戏机
　　●影音自动点唱机
　　●资讯信息零售点
　　●EPOS系统
　　●楼宇门禁系统
　　●考勤系统
　　●手机和PDA充电器
　　●电子音乐器械

通过以太网供电的产品实例
　　图4 Pingtel xpressa IP电话

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图5 索尼公司SNC-VL10N IP安全摄像机

masoo

这是个好东西，现在PHS也采用市话电线供电

kneep

这个东西不错