PoE供電概述：PoE交換機是如何進行供電的？

在萬物互聯構建智能物聯世界的發展趨勢下，用戶對IoT設備的需求不斷增加，PoE交換機成為了通過網線為PD設備提供電力和數據傳輸的一種有效媒介。PoE交換機可允許IP電話、IP攝像頭、無線接入點或PoE照明等設備通過一根網線接收數據和電源，無需再另外使用電源線。那麼，PoE交換機是如何為這些設備進行供電的呢？它是否會對連接的設備造成損害？本文將就該系列問題展開詳細論述。

以太網供電遵循哪些標準？PoE供電標準概述

PoE交換機在PoE系統中可充當供電端（PSE）設備，根據不同的以太網供電標準為受電端（PD）設備進行供電，有助於家庭、企業、校園、商場等環境中的安防監控系統的安裝和管理。下表為現有的PoE供電標準（以太網供電標準）：

需要注意的是，IEEE 802.3af和IEEE 802.3at標準是目前市面上大多數PD設備都可以支持的以太網供電標準，因此PoE交換機和PoE+交換機的使用較為廣泛。而IEEE 802.3bt標準是2018年最新發布用於智能家居/建築和物聯網的以太網供電標準，由於IEEE 802.3bt標準還不夠成熟化，市面上較少存在支持IEEE 802.3bt標準的PD設備，因此目前只有少部分供應商可提供該系列的PoE++交換機，如思科或華為。

PoE交換機是如何進行PoE供電的？PoE供電原理概述

PoE供電原理其實很簡單，下面以PoE交換機為例，從PoE交換機的工作原理、PoE供電方式及其傳輸距離三個方面進行詳細講解。

PoE交換機工作原理

將受電端設備連接到PoE交換機上後，PoE交換機會按照如下流程進行工作：

第一步：檢測受電端設備（PD）。主要是檢測連接的設備是否為真正的受電端設備（PD）（其實就是檢測能支持以太網供電標準的受電端設備）。PoE交換機會在端口輸出較小的電壓進行受電端設備檢測，也就是所謂電壓脈衝檢測，如果檢測到指定值的有效電阻，則該端口上連接的設備為真受電端設備。需要注意的是，該PoE交換機為標準PoE交換機，非標準PoE交換機無控制芯片不會進行此項檢測，若想了解更多關於標準PoE交換機與非標準PoE交換機的信息，可訪問《標準PoE交換機與非標準PoE交換機有什麼區別？兩者如何選擇？》。

第二步：受電端設備（PD）分類。當檢測到受電端設備（PD）後，PoE交換機會為其進行分類，劃分等級，並評估該受電端設備所需的功率消耗。

第三步：開始供電。確認等級後，PoE交換機會在不到15μs配置時間內向受電端設備從低電壓開始供電，直到提供48V的直流電。

第四步：正常供電。主要為受電端設備提供穩定可靠的48V直流電，滿足受電端設備的功率消耗。

第五步：斷開供電。當受電端設備出現斷開連接、功耗過載、短路以及總功耗超出PoE交換機的功率預算等問題時，PoE交換機會在300～400ms時間內停止為受電端設備進行供電，並會重新進行檢測。可有效保護受電端設備和PoE交換機，防止設備受損。

PoE供電方式

由上可知，PoE供電是通過網線來實現的，而網線是由四對雙絞線（8根芯線）組成，因此，網線內的八根芯線是PoE交換機為受電端設備提供數據和電力傳輸的介質。目前，PoE交換機會通過模式A（End-Span末端跨接法）、模式B（Mid-Span中間跨接法）和4-pair三種PoE供電方式為受電端設備提供傳輸兼容的直流電。

 

• 模式A PoE供電方式

模式A即末端跨接法（End-Span），在該模式下，PoE交換機通過1、2、3、6線為受電端設備進行供電，同時也會進行數據傳輸，其中1、2為正極，3、6為負極。

 

• 模式B PoE供電方式

模式B即中間跨接法（Mid-Span），在該模式下，PoE交換機通過4、5、7、8線為受電端設備進行供電。當應用於10BASE-T和100BASE-T以太網時，4、5、7、8線只會進行電力傳輸，不會進行數據傳輸，因此該四隻腳也被成為空閑腳。其中4、5作為正極，7、8作為負極。

 

• 4-pair PoE供電方式

在該模式下，PoE交換機將會通過所有的線為受電端設備進行供電，其中1、2和4、5為正極，3、6和7、8為負極。

需要注意的是，PoE供電方式是由供電端設備來決定的，而PoE交換機和PoE供電器（電源注入器）都可以作為供電端設備，為受電端設備進行電力和數據傳輸。PoE交換機作為供電端設備，一般會使用模式A進行供電；PoE注入器一般是作為中間設備，連接非標準PoE交換機和受電端設備，它只能支持模式B的PoE供電方式進行供電。

PoE供電距離

由於電力和網絡信號在網線上進行傳輸容易受到電阻和電容的影響，導致信號發生衰減或供電不穩定等，因此網線的傳輸距離受限，最大傳輸距離只能達100米。而PoE供電是通過網線實現的，因此其傳輸距離受網線的影響，最大傳輸距離為100米。但如若使用PoE延長器可將PoE供電範圍最大延長至1219米。

PoE供電故障該如何排查？

當PoE供電出現故障時，可以從以下四個方面進行排查。

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  檢查受電端設備是否支持PoE供電。因為並不是所有的網絡設備都能夠支持PoE供電技術，因此在將設備連接到PoE交換機之前，也要檢查設備是否支持PoE供電技術。雖說PoE工作時會進行檢測，但是它只能檢測到支持PoE供電技術的受電端設備並對其進行供電，若是PoE交換機沒有進行供電，可能是因為受電端設備不能支持PoE供電技術。

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  檢查受電端設備的功率是否超過交換機端口的最大功率。例如，一臺僅支持IEEE 802.3af標準的PoE交換機（該交換機上每個端口的最大功率為15.4W），連接了一臺功率為16W或者更大的受電端設備，這時，受電端設備可能會因為斷電或電力不穩定導致設備損壞，從而導致PoE供電故障。

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  檢查連接的所有受電端設備的總功率是否超過了交換機的功率預算。當所連設備的總功率超過交換機功率預算時，PoE供電就會出現故障。例如，一臺功率預算為370W的24口PoE交換機，若是該交換機遵循IEEE 802.3af標準，則可連接24臺遵循相同標準的受電端設備（因為該類型設備的功率為15.4W，連接24臺設備總功率達369.6W，不會超過交換機功率預算）；若是該交換機遵循IEEE802.3at標準，則只能連接12臺遵循相同標準的受電端設備（因為該類型的設備功率為30W，若是連接24臺將會超出交換機的功率預算，因此最多只能連接12臺）。

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  檢查供電端設備（PSE）的供電方式是否與受電端設備（PD）的兼容。例如，PoE交換機採用模式A進行供電，而所連接的受電端設備卻只能接收模式B的電力傳輸，這樣將無法進行供電。

總結

PoE供電技術已成為了數字化轉型的重要組成部分，了解PoE供電原理將有助於您保護PoE交換機和受電端設備，與此同時，了解PoE交換機連接問題和解決方案可有效避免在部署PoE網絡時浪費不必要的時間和成本。