POE在物聯(lián)網(wǎng)中的發(fā)展趨勢 - POE在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用與發(fā)展趨勢

　　三、POE在物聯(lián)網(wǎng)中的發(fā)展趨勢

　　1、IEEE802.3af標準是目前的主要應(yīng)用

　　該標準規(guī)定可以通過RJ45接口向受電設(shè)備提供功率高達13W、48V的電源，這就允許設(shè)備使用與傳輸數(shù)據(jù)一致的電纜提供或吸收功率。標準中規(guī)定了兩個可選電源實體的功能及電氣特性：即受電設(shè)備（POwerDevice，OrPD）和供電設(shè)備（POwerSOurcingEquipment，OrPSE），該標準可向下兼容。較早的POE設(shè)備不會與802.3af標準相沖突，有效功率級還將有望面向未來的應(yīng)用。

　　IEEE802.3afPOE標準允許設(shè)計師通過以太網(wǎng)電纜為用電設(shè)備（PD）提供高達12.95W的電力，同時符合安全特低電壓（SELV）要求。根據(jù)IEEE802.3af標準，PD可按所需功率分為四個不同的級別。Class1設(shè)備需要的工作功率為0.44～3.84W，Class2設(shè)備需要的工作功率介于3.85W和6.49W之間，Class3設(shè)備的功率范圍則介于6.5～12.95W之間。設(shè)計師可以根據(jù)功率要求將他們的設(shè)備指定為特定的級別。低成本解決方案可以使用一般的默認級別指定（Class0），表示PD需要的工作功率介于0.44～12.95W的工作功率。

　　作為通過以太網(wǎng)電纜輸電的IEEE工業(yè)標準，以太網(wǎng)供電（POE）技術(shù)的發(fā)展勢頭十分強勁。這一新興技術(shù)通過傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的CAT-5電纜進行供電，可以簡化用電設(shè)備（PD）的安裝和部署。這些設(shè)備包括無線接入點、監(jiān)控攝像機、智能終端、智能傳感器和VOIP電話等。

　　由于802.3af標準的功率都在13W以下，但是實際應(yīng)用過程中需要用到更大功率的終端，例如含有全方位TG云平臺、變焦鏡頭的攝像機、大功率的高速球型攝像機、辦公自動化設(shè)備如打印機、傳真機、網(wǎng)絡(luò)智能終端、小型計算機、筆記本等它們的功率大都30W以上，所以為將進一步提高信道的供電能力，將功率由現(xiàn)在的12.95W提高到30W以上，這也將擴大POE在安防領(lǐng)域、辦公自動化方面以及智能終端和工業(yè)化智能監(jiān)控等方面的應(yīng)用范圍有了更高擴展。

　　2、IEEE802.3at標準成為未來的趨勢

　　目前POE業(yè)界所采用的標準為IEEE802.3af，只能向功率在13W以下的受電設(shè)備供電。雖然能夠滿足傳統(tǒng)的IP電話以及網(wǎng)絡(luò)攝像頭的需求，但隨著無線局域網(wǎng)雙波段接入、視頻電話、PTZ視頻監(jiān)控系統(tǒng)（可變焦帶云臺的攝像機）、智能終端、遠處辦公設(shè)備等高功率應(yīng)用的出現(xiàn)，原有的802.3af標準13W的供電功率顯然不能滿足需求，為此，IEEE在2005年開始開發(fā)新的POE標準02.3at（POEPlus）以提升POE可傳送的電力。

　　新標準于2009年正式發(fā)布，稱為POwer-Over-EthernetPlus（POEP）IEEE802.3at，它將功率要求高于12.95W的設(shè)備定義為Class4（該級別在IEEE802.3af中有描述，但留作將來使用），可將功率水平擴展到25W或更高。目前，市面上最高的POE供電設(shè)備是“優(yōu)力普”的POE供電設(shè)備，可以達到300W左右，由于能夠支持更高的功率水平，這一新標準會將POE應(yīng)用很容易擴展到新的領(lǐng)域，例如WLAN（無線局域網(wǎng)）、銷售點終端設(shè)備、交換機以及傾斜式/變焦式/云臺式監(jiān)控攝像機。

　　802.3at（POEP）標準中最引人注目的一個新變化將是，它能夠以比現(xiàn)有標準更詳盡的細節(jié)來控制功率分布。兼容802.3af標準的PSE識別PD的級別后，只需提供級別定義所允許的最大功率即可。802.3at系統(tǒng)通電后，符合標準的PSE將能夠使用Level-2軟件與每個PD進行通信，以確定峰值和平均功率要求。這一新功能將允許設(shè)計師根據(jù)功率預(yù)算來設(shè)計POE兼容系統(tǒng)，并使系統(tǒng)總功率能力更接近于系統(tǒng)負載要求。峰值負載功率和高電流持續(xù)時間之間還可以建立通信（例如，攝像機推拉電機具有較高的短時電流要求）。不過，新標準尚未對這種Level-2通信進行完整定義。

　　由于新標準是向下兼容802.3af標準的，因此面臨的一個主要問題是，PSE如何判斷與之相連的是802.3af兼容PD還是新的802.3at兼容PD（以及PD如何對PSE做出類似的判斷）。為了解決此問題，802.3at標準將使用與802.3af中相同的特征來指示POE兼容PD，但這樣會在分級階段增加第二次電壓脈沖，以便指示PSE的802.3at兼容狀態(tài)。802.3at兼容PD將檢測到第二次電壓脈沖，并判斷它們已連接至802.3at兼容PSE。由于分級周期持續(xù)時間符合802.3af時間限制，因此與當前802.3af標準兼容的PD會將第二次脈沖僅視為初始查詢和響應(yīng)的一部分。

　　3、802.3af與802.3at的對比：

　　與802.3af相比，802.3at可輸出2倍以上的電力，每個端口的輸出功率可在30W以上，因此可大幅拓寬POE的應(yīng)用領(lǐng)域。表1為802.3af與802.3at的對比。

　　主要應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)電話（3－7W）、WLAN接入點（8－12W）等視頻網(wǎng)絡(luò)電話（10－20W）、PTZ視頻監(jiān)控系統(tǒng)（20W）、WiMAX和802.11n接取器（8～45W）、個人電腦（30W+）、智能終端、打印機（20W）、傳真機（30W）等等。

　　4、POE技術(shù)的機遇與挑戰(zhàn)：

　　POE目前尚面臨一些挑戰(zhàn)，如POE技術(shù)可讓受電設(shè)備從每個端口獲得30W以上的功率，但不是每個端口的受電設(shè)備都需要30W的功率，因此，如何準確的感測每個受電設(shè)備的需要是一個很重要的問題，否則可能對受電設(shè)備造成損壞或?qū)W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施形成不安全因素。此外，由于電纜通常被匝成電纜束，并置于配線柜中，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(zhàn)，特別是對PD制造商而言，在產(chǎn)品中加入POE技術(shù)就意味著增加成本。

　　另外標準的五類網(wǎng)線有四對雙絞線，但是在l0MBASE-T和100MBASE-T中只用到其中的兩對。IEEE802.3af允許兩種用法，應(yīng)用空閑腳供電時，4、5腳連接為正極，7、8腳連接為負極。應(yīng)用數(shù)據(jù)腳供電時，將DC電源加在傳輸變壓器的中點，不影響數(shù)據(jù)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(yīng)用以上兩種情況。電源提供設(shè)備PSE只能提供一種用法，而電源應(yīng)用設(shè)備PD必須能夠同時適應(yīng)多種情況。隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備向大功率供電發(fā)展的趨勢，在不久的將來需要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(shè)備對大功率供電的需求。

　　總的來說，POE的應(yīng)用雖有阻力，但機遇大于挑戰(zhàn)。在技術(shù)方面日漸完善與深入，應(yīng)用范圍也越來越寬廣。每一次技術(shù)的變革都會給行業(yè)帶來巨大的變化，變化就意味著商機。雖然面臨著諸多挑戰(zhàn)，但由于市場潛力巨大，存在的種種問題正不斷被廠商改善?！皟?yōu)力普”智能供電交換機引領(lǐng)著行業(yè)的革命，相信隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的來臨，POE技術(shù)將向支持更大功率的設(shè)備發(fā)展。

　　四、結(jié)束語

　　物聯(lián)網(wǎng)是一個包羅萬象的綜合網(wǎng)絡(luò)，以太網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)中非常重要的傳輸方式，而“優(yōu)力普”在線供電（POE）是一種革命性技術(shù)，它通過目前承載以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的同一條五類/超五類雙絞線電纜提供可靠的直流電源，擴展了以太網(wǎng)本已非常強大的功能。POE將改變網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電的方式，網(wǎng)絡(luò)管理員可以最大限度地利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，并部署全新的一系列應(yīng)用。

　　POE技術(shù)的出現(xiàn)使網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師可以輕易突破原有的限制，隨著功率半導(dǎo)體廠商提供更多樣的開關(guān)和器件，再加上新的工業(yè)標準將支持更高功率水平的使用，這一新興技術(shù)勢必將促進新一代物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的出現(xiàn)。