0 概 述

       以太網供電POE(Power Over Ethernet)是一種允許在以太網線雙絞線上同時傳輸數據和電能的技術，該技術作為IEEE標準802.3af在2003年6月得到了批準。IEEE技術使得以太網雙絞線在傳輸數據包的同時可以向遠端(100 m)的網絡設備提供大約13 W的功率.這就意味著像I工，電話、無線接入點、IP，網絡照相機這樣的網絡設備可以不再需要本地的交流電源就能獲得電能而正常工作；同時使得這些設備的安裝和維護比較方便和靈活；并且由于無需考慮設備的供電問題.因此有效地降低了網絡基礎建設的成本，由此可見POE技術的優越性是很明顯的。

1 工作原理

       通過以太網線雙絞線完成對網絡設備的供電，需要兩個設備，一個是提供電源的設備稱為供電設備PSE(Power Supply Equipment)，PSE在每個供電端口(RJ-45端口)上提供最大電流約350 mA的48 V直流電源，直接驅動以太網雙絞線，扣除以太網雙絞線(最長100 m)上的功率損耗，供電設備可以向終端的網絡設備提供約13 W的功率；而從以太網雙絞線上獲取電能的設備被稱為受電設備PD(Powered Device)。以太網供電系統要能與傳統的網絡系統兼容，要求必須符合802.3af標準。標準規定在一定的時間內，供電設備PSE必須完成對終端網絡設備的檢測和分級，然后決定是否對其供電以及輸出多少功率。這一規定可以保障不兼容POE的網絡設備不至于受到48 V電源的破壞。所以供電設備的卞要功能是檢測是否有兼容POE的設各(PD)連按入POE系統或從POE系統中斷開，井對受電設各進行分級，以提供相應功率的電源或切斷電源。根據應用類刑的不同，802.3af標準允許供電設各有兩種方法實現對PD供電：

      一種是端點PSE(Endpoint PSE)，即在同一個設各內嵌入了以太網交換機等數據交換模塊和電源模塊。在這種供電模式中，可以選擇以太網雙絞線中的信號線對(1，2和3，6)或者“空閑線對”(4，5和7，8)來承載48 V直流電源。當選擇信號線對傳輸電源時，48 V DC通過加在隔離變壓器的兩個中心抽頭上來實現對受電設各的供電(圖1)，從而避免了對數據信號的影響。由于電源可以疊加在信號線對上，所以這種方式的POE系統可以支持千兆以太網。將端點PSE應用于網絡系統時，由于需要更換現有的網絡設各，所以端點PSE較適合于建設新的網絡系統。

圖1 端點PSE使用信號線對或空閑線對傳送電源

      另一種是中跨PSE(Midspan PSE)，即供電設備和傳統的交換設備是分離的。在這種供電模式中，PSE安裝在傳統的交換設備和終端設備之間，通過以太網雙絞線中的“空閑線對”注入電源(圖2)。將中跨PSE應用于網絡系統時，由于無需對現有的網絡設備和結構進行大的改動，所以中跨PSE較適合于對現有的以太網系統進行升級改造。

圖2 中跨PSE使用空閑線對傳送電源

      以太網供電系統要能正確而安全的工作，要求供電設各和受電設各的設計必須遵循IEEE 802.3af以太網供電規范中所定義的幾個條件。下面介紹以太網供電系統在工作時的四個主要過程：

    (1)檢測

       供電設各首先要檢測連按在線纜上的終端網絡設各是否符合802.3af標準的PD，一個符合規范的PD必須在一定的時限內提供特有的檢測特征。PSE的檢測過程如下：在建立以太網供電連按時，PSE首先向線纜上送出2.8 V至10.1 V的限流電壓，同時啟動檢測算法。此時，如果終端用電設各通過以太網線纜旱現出如表1的特征值，則該用電設各被稱為有效的PD；這將導致線纜中的電流發生特定的變化，即相當于向PSE提出供電請求。而傳統網絡設各在RJ45端口上的特征阻抗通常較小，約為150 Ω，稱為無效的PD。其特征值如表2所示，PSE將不會向這些網絡設各輸出48 V直流電源，以保障傳統網絡設各不會受到破壞。此外，從表1和表2可以看出，供電設各PSE可以按受一個寬范圍的特征阻抗(19 kΩ～26.5 kΩ)，以減少網絡系統中存在的寄生電阻的影響。至此，PSE完成了對終端用電設各的檢測，即區分出了哪些網絡設各是符合標準的受電設各。