PoE 技術(shù)簡(jiǎn)介以太網(wǎng)供電（PoE）是一種標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)布線的雙重功能技術(shù)，既作為數(shù)據(jù)傳輸設(shè)施，又作為向遠(yuǎn)程設(shè)備供電的手段。這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)在簡(jiǎn)化安裝和提升互連效率方面提供了許多優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用于這項(xiàng)技術(shù)的常用設(shè)備包括：IP 電話、安全攝影機(jī)、智能照明設(shè)備、現(xiàn)代智能辦公設(shè)備等裝置，它們都能采用 PoE 技術(shù)來完成設(shè)備供電。這樣，就能省去配置電源線的費(fèi)用，使整個(gè)裝置更簡(jiǎn)潔，成本更低。

對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域而言，也是如此。通過以太網(wǎng)電纜傳輸電力，需要在設(shè)施上鋪設(shè)的電纜更少，從而更容易建立或重新配置生產(chǎn)場(chǎng)所。目前 PoE 技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的 WLAN、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、IP 電話等領(lǐng)域延伸到新零售、IoT、智慧城市等多種新的應(yīng)用場(chǎng)景。這種技術(shù)具有成本低、施工方便、供電穩(wěn)定、運(yùn)維效率高等特點(diǎn)。

PoE 技術(shù)的歷史通過以太網(wǎng)電纜傳輸電力的概念可以追溯到 2003 年，當(dāng)時(shí) IEEE 批準(zhǔn)了第一個(gè)以太網(wǎng)供電（PoE）標(biāo)準(zhǔn)，這是對(duì) IEEE 802.3bt 核心標(biāo)準(zhǔn)的修正。IEEE 802.3af 是 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)批準(zhǔn)的第一個(gè)關(guān)于數(shù)據(jù)終端設(shè)備 (DTE) 通過媒體相關(guān)接口 (MDI) 供電的標(biāo)準(zhǔn)。以這種方式供電的前提是在部署越來越多的以太網(wǎng)連接設(shè)備時(shí)采取降低成本的措施。

任何聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，無論是安全攝像頭、無線接入點(diǎn)還是工業(yè)傳感器，都需要電源才能工作。PoE 標(biāo)準(zhǔn)是 IEEE 802.3af，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了 15.4W 輸出功率。并向受電設(shè)備提供 48V 的直流電。后期的衍生標(biāo)準(zhǔn)包括 802.3at（PoE+），相較 IEEE 802.3af，可輸出 2 倍以上的電力，每個(gè)端口的發(fā)射功率可在 30W 以上；以及 802.3bt（PoE++），它可以發(fā)射 60W 或 100W 的功率。還有一些非標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)可以獲得更高的功率或更長的覆蓋范圍。

在任何聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，無論是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所需要的安全攝像頭、無線接入點(diǎn)還是工業(yè)傳感器，都需要電源才能工作。通常，這將涉及到在設(shè)備附近為其放置一個(gè)線路電源插座，即使低壓電源需求相對(duì)較小，通常不超過 10W。在大多數(shù)情況下，設(shè)備可能是唯一需要線路電源插座的原因，而且很明顯，在連接所有設(shè)備之前，廣泛的部署可能會(huì)帶來巨大的電氣安裝成本。PoE 的另一個(gè)好處是在線路斷電的情況下為重要的用電設(shè)施提供備用電源。

PoE 技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的一些應(yīng)用簡(jiǎn)化系統(tǒng)布線降低能耗產(chǎn)生。許多工業(yè)自動(dòng)化設(shè)施的設(shè)計(jì)有一項(xiàng)原則是易于配置和布局。例如，生產(chǎn)設(shè)施中的裝配線可能需要拆卸和設(shè)置以生產(chǎn)不同的產(chǎn)品。以太網(wǎng)和 PoE 的結(jié)合增加了自動(dòng)化系統(tǒng)的模塊性，使一些設(shè)備幾乎是即插即用的，只需插入以太網(wǎng)電纜即可提供網(wǎng)絡(luò)連接和電源。這簡(jiǎn)化了工廠設(shè)置，使電纜更容易布線并連接到設(shè)備層。這也節(jié)省了項(xiàng)目實(shí)施的時(shí)間，同時(shí)節(jié)省了額外布線的成本和鋪設(shè)電纜所需的人力。此外，通過為網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè) PoE 端點(diǎn)或供電設(shè)備（PD）提供一個(gè)中央電源，PoE 提供了一個(gè)單一的維護(hù)點(diǎn)。例如：?jiǎn)⒂?PoE 的交換機(jī)或集線器可以安全地為每個(gè) PD 提供高達(dá) 90W 的功率，使 PoE 適用于攝像機(jī)、緊湊型控制面板以及閥門等執(zhí)行設(shè)備。

同樣，采用 PoE 技術(shù)還可以釋放額外布線的空間。由于功耗、熱能耗等問題，工業(yè)設(shè)施中的大多數(shù)電纜束會(huì)有一定的限制。同一束中的電纜通常使用扎帶固定在一起。因此，電纜束中的所有電纜都會(huì)產(chǎn)生熱量，從而升高整個(gè)電纜束的溫度，稱為“溫升”。由于電阻隨溫度升高而增大，隨著溫升的增加，由于熱量引起的功率和信號(hào)損耗將降低電纜束中每根電纜的功率效率。PoE 簡(jiǎn)化了工業(yè)自動(dòng)化中電力電纜的使用，從而減少了一束電纜的數(shù)量，減少了熱功耗，并防止了以太網(wǎng)雙絞線中的信號(hào)退化，提高了向設(shè)備供電的效率。因此，在自動(dòng)化設(shè)備中增加 PoE 技術(shù)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

面向 PoE 的解決方案

Microsemi/Microchip 的 PD69104B1ILQ 電源開關(guān) IC 支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過單根電纜共享電源和數(shù)據(jù)。PD69104B1 支持 44V 至 57V 的電源電壓，無需額外電源。該電源開關(guān) IC 包括內(nèi)置熱保護(hù)。該器件在單個(gè) 48 引腳塑料 QFN 封裝中集成了電源、模擬電路和最先進(jìn)的控制邏輯。以太網(wǎng)交換機(jī)和中跨設(shè)備均采用該款電源開關(guān) IC 芯片。PD69104B1 器件是一款 4 端口、混合信號(hào)、高壓以太網(wǎng)供電（PoE）管理器。該電源開關(guān) IC 支持三種工作模式，即 MSCC 擴(kuò)展自動(dòng)模式、半自動(dòng)模式和自動(dòng)模式。PD69104B1ILQ 電源開關(guān) IC 通過過載、欠載、過壓、過熱和短路機(jī)制提供功率器件實(shí)時(shí)保護(hù)。

ICMicrosemi/Microchip 的 PD-96xxGC 千兆中跨是 PoE（以太網(wǎng)供電）注入器，可按照 IEEE 802.3bt 標(biāo)準(zhǔn)提供高達(dá) 90W 的功率。PD-96xxGC 中跨設(shè)計(jì)用于電流的遠(yuǎn)程供電以及新興的大功率應(yīng)用，有 1、6、12 和 24 端口型號(hào)可供選擇。PD-96xxGC 中跨非常適合用于為 802.11 接入點(diǎn)、pan-tilt-zoom（PTZ）和半球型攝像機(jī)、IP 視頻電話以及其他具有 90W 功率的大功率以太網(wǎng)終端供電。這些 802.3bt 器件與任何 IEEE 802.3af/at 終端向后兼容，并可與其一起安全使用。借助即插即用型安裝，可輕松且經(jīng)濟(jì)高效地利用現(xiàn)有的以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)確保面向未來的網(wǎng)絡(luò)安全。

結(jié)論

隨著以太網(wǎng)交換機(jī)的使用及普及，PoE 功能已經(jīng)成為許多以太網(wǎng)交換機(jī)的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)配置。它不僅可以在同一根電纜上提供安全高效的電力傳輸，同時(shí)還可以保持安全、可靠的網(wǎng)絡(luò)連接。采用 PoE 技術(shù)的交換機(jī)會(huì)越來越受歡迎。未來，PoE 交換機(jī)發(fā)展趨勢(shì)將偏向更高功率，為更多 IP 設(shè)備提供安全、穩(wěn)定的電力。

審核編輯 黃昊宇