以太網(wǎng)供電技術(shù)原理解析

　　簡介

　　傳統(tǒng)上，連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備至少需要通過兩種類型的線纜進行連接。分別是用于傳輸數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)線纜和用于供電的電源線。對電源線的需求一直是設(shè)備部署中的一個限制因素，要么需要設(shè)備放置在靠近的已有電源插座，要么需要在設(shè)備的附近安裝新的電源插座。以太網(wǎng)供電技術(shù)（PoE）解決了這個困境并且極大地提高了部署該類設(shè)備的靈活性。

　　PoE是一項革命性的技術(shù)，正快速地被使用在像VoIP電話、IP視頻監(jiān)控和無線接入點等的設(shè)備上。隨著PoE（IEEE802.3af）標準在2003年的首次發(fā)布，市場已經(jīng)大幅地增長。根據(jù)Infonetics公司的數(shù)據(jù)，從2005年到2010年全球PoE端口的數(shù)量從2500萬增長到6300萬，并且預(yù)見到2012年超過8000萬。PoE技術(shù)通過同一條以太網(wǎng)線纜不僅提供數(shù)據(jù)傳輸還提供電力輸出，從而使設(shè)備的部署變得更方便和極大地降低了電源線的需求。在使用PoE技術(shù)之前，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要獨立的線纜來供電和進行數(shù)據(jù)傳輸。由于設(shè)備必須靠近電源插座，所以一直是設(shè)備部署中的一個限制因素。

　　隨著硅制造工藝的改良使芯片變得更小以及芯片消耗更少的電力，以太網(wǎng)設(shè)備的整體功耗也在不斷地減少。這極大地擴展了可以支持PoE的設(shè)備的范圍。

　　什么是PoE？

　　PoE技術(shù)可以在同一條以太網(wǎng)線纜上同時傳輸數(shù)據(jù)和供電。在一條以太網(wǎng)5類線纜中，有四對非屏蔽雙絞（UTP）線纜。在典型的快速以太網(wǎng)連接中，只有兩對線纜是用于數(shù)據(jù)傳輸（在千兆以太網(wǎng)連接中全部四對線纜用于數(shù)據(jù)傳輸）。PoE使用四對非屏蔽雙絞線中的其中兩對來為同一條網(wǎng)線上所連接的設(shè)備供電。對于快速以太網(wǎng)，用來供電的兩對非屏蔽雙絞線通常是用來傳輸數(shù)據(jù)的兩對線（參見圖1）。

　　圖1：在快速以太網(wǎng)環(huán)境中支持PoE的5類線纜

　　供電設(shè)備（PSE），例如PoE交換機或者一個介于非PoE交換機和PoE設(shè)備之間的供電設(shè)備，為受電設(shè)備（PD）供電。受電設(shè)備（PD）包括無線局域網(wǎng)接入點（AP）、IP攝像頭、IP電話、PoE網(wǎng)頁廣播或RFID設(shè)備。802.3af根據(jù)功耗對受電設(shè)備（PD）進行分類從而確保供電設(shè)備（PSE）能夠在供電需要的范圍內(nèi)有效地提供電力輸出（參見表1）。

　　作為供電設(shè)備，PSE具有以下三種功能：

　　? 檢測受電設(shè)備并決定其需要多大的功率

　　? 根據(jù)需要提供足夠的功率

　　? 根據(jù)需要監(jiān)控和停止供電

　　表 1 ：802.3af設(shè)備分類

　　增強型以太網(wǎng)供電標準（PoE+）

　　更多設(shè)備對PoE功率不斷增長的需求促進了IEEE 802.3at（被稱為PoE+）標準的發(fā)展。PoE+更高的功率為PoE受電設(shè)備提供了新的可能。現(xiàn)在，PoE受電設(shè)備包括旋轉(zhuǎn)及變焦（PTZ）攝像頭、視頻電話、高清顯示器和小功率的嵌入式系統(tǒng)。新的標準向后兼容802.3af，為受電設(shè)備供電的最大可用功率提高到25.5瓦，并且允許受電設(shè)備協(xié)商它們確切的最大功率。

　　由于無需專用的電源線和插座，因此企業(yè)可以提高設(shè)備部署的靈活性，為之前直流（AC）電源無法供電的位置提供電力輸出。

　　面向企業(yè)的PoE應(yīng)用

　　PoE的安裝使用正在大幅地增長；隨著更多的受電設(shè)備進入市場，PoE將成為許多企業(yè)和中型企業(yè)用戶的一項必須具備的功能。以下是一些常見的面向企業(yè)的PoE應(yīng)用：

　　圖2：在商業(yè)環(huán)境中通過PoE連接設(shè)備的示例

　　企業(yè)的VoIP

　　傳統(tǒng)的專用分組交換機（PBX）的模擬和數(shù)字電話都通過連接的電話線進行接收和供電，避免了分開的交流電源連接。同樣，設(shè)計來在網(wǎng)絡(luò)上傳輸壓縮的數(shù)字化語音數(shù)據(jù)的VoIP電話當(dāng)連接到一臺PoE交換機時也可以接收運行的電力輸出。

　　雖然大多數(shù)的VoIP電話制造商提供交流電源適配器來為電話供電，但相對于直接為IP電話供電更多的是使用PoE供電。當(dāng)用來給IP電話供電的PoE交換機連接到一個不間斷的電源（UPS）時，即便在停電的情況下IP電話的供電也不會中斷供電，從而系統(tǒng)的可靠性大大地提高了。PoE也提高了部署的靈活性，使IP電話可以部署在有網(wǎng)絡(luò)連接的地方，不管附近是否有電源插座。

　　WLAN集成

　　在許多環(huán)境中，限制無線接入點放置到那些交流電源在附近的地方是不切實際的。使用PoE交換機可以降低電力安裝的成本，并為企業(yè)提供基于覆蓋范圍而非電源限制來部署無線接入點的靈活性。

　　基于IP的安全解決方案的簡單部署

　　傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的分開布線和專用特性在成本上并不劃算。基于IP的監(jiān)控解決方案——使用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)來發(fā)送視頻信號——提供增強的性能，例如錄制的數(shù)據(jù)可以直接存放在標準的PC或網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備上，可以通過任何網(wǎng)絡(luò)連接遠程地訪問記錄，并且可以和像特約銷售點（PoS）解決方案等額外的應(yīng)用程序進行集成。

　　PoE交換機連同IP監(jiān)控系統(tǒng)通過利用同一條以太網(wǎng)線纜來承載視頻數(shù)據(jù)和攝像頭的供電，從而簡化了安裝和降低了整體的成本。

　　效益

　　總體而言，通過PoE交換機，企業(yè)受益于以下方面：

　　? 簡單的部署：如今網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在硬件上只需要配備一個RJ-45網(wǎng)絡(luò)端口，無需為在不同區(qū)域銷售的設(shè)備提供不同的供電；

　　? 移動性和靈活性：無論交流電源插座有多遠，無線接入點和IP攝像頭都可以部署在需要的地方；

　　? 可靠性：當(dāng)PoE交換機連接到不間斷電源（UPS）時，即使在停電的情況下也可以保證供電；

　　? 成本效率：避免了安裝電源基礎(chǔ)設(shè)施和維護電力系統(tǒng)所耗費的時間；

　　? 增強的管理：集中的電源和數(shù)據(jù)管理允許對無線接入點、IP攝像頭或其他受電設(shè)備的遠程監(jiān)控和管理；

　　總結(jié)

　　PoE交換機為受電設(shè)備提供了在可靠性、降低成本和易于部署方面的改進。隨著以太網(wǎng)設(shè)備功耗的降低，越來越多的設(shè)備將可以通過PoE供電。NETGEAR可靠的、具有性價比和方便易用的PoE交換機將使新的、高級的受電設(shè)備可以無縫地應(yīng)用，為企業(yè)節(jié)省了時間和金錢。NETGEAR PoE交換機：簡而言之，更智能。

　　NETGEAR為融合的網(wǎng)絡(luò)提供更智能的PoE解決方案

　　無論你的企業(yè)的規(guī)模有多大，NETGEAR總能提供可靠、具性價比和方便易用的PoE解決方案來滿足融合的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求。

　　NETGEAR PoE智能交換機設(shè)計來為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)提供高性能、網(wǎng)絡(luò)智能和可靠性，但無需花費巨額的成本或額外的復(fù)雜性。PoE的支持使安裝像IP網(wǎng)絡(luò)攝像頭、無線接入點和IP電話等設(shè)備變得更簡單，而無需附近具備電源插座。

　　NETGEAR PoE智能交換機可提供高達30W的基于PoE+標準的功率——足夠為高端的PTZ攝像頭供電。

　　通過NETGEAR PoE智能交換機，企業(yè)可以簡化訂購、設(shè)計和安裝啟用。所有的智能交換機具有高可用性和“智能”的管理特性，從而使交換機更容易配置、監(jiān)控和故障排除同時最大化正常運行的時間。硬件堆疊使你可以在無需交換機脫機的情況下增加更多的交換容量。