隨著新技術的不斷出現和發展， 數據網絡正在提供越來越多的新應用和新服務： 如ADSL 寬帶接入、無線局域網技術（WLAN ）、IP 電話（Vo IP） 和Web 攝像與監測系統等。

這些應用中的大部分設備需要有自己的外接電源， 對于大型的網絡而言， 尤其是有比較多的無線網絡A P （A ccess Po int） 或者IP 網絡攝像機等設備的網絡，由于這些設備一般安置在距中心機房比較遠的地方，不但加大了整個網絡組建的成本， 同時， 加大了網絡故障的風險。為了盡可能解決因電源引起的網絡故障，IEEE 推出了一項新的以太網供電標準（PoE， Powerover Ethernet） IEEE 802. 3af， 確保用戶能夠利用現有的結構化布線為此類應用設備提供供電能力。

以太網供電技術分析

以太網供電PoE （Power over Ethernet） 是指在現有的以太網布線基礎架構下， 除了能夠保證為基于以太網的終端設備（如IP 電話機、無線局域網接入點A P、安全網絡攝像機等） 傳輸數據信號的同時， 不作任何改動就同時可以為此類設備提供直流供電的能力。PoE 系統主要包括供電設備（ Power SourceEquipment， PSE） 和用電設備（Powered Device， PD）兩部分， 兩者基于IEEE2802.3af 標準確定有關用電設備PD 的連接情況、設備類型、功耗級別等信息聯系， 并以這些信息為根據控制供電設備PSE 通過以太網級向用電設備PD 供電。

供電設備PSE 通常和網絡設備結合在一起， 主要進行PD 設備的信息檢測、控制和監測供電狀況。供電設備可以用兩種方式進行供電： 中跨方式（M idspan） ， 在交換機外部加一個擴展設備， 將從交換機來的以太網線接入該設備， 保持原有信號線對不變，該設備通過雙絞線中未使用的備用線對給用電設備供電; 端跨方式（Endspan） ， 將供電控制電路集成到以太網交換機中， 在以太網供電控制電路的控制下， 供電既可以從以太網端口隔離變壓器的中芯抽頭， 也可以從備用線對注入到以太網的信號線對中， 對終端用電設備供電。

IEEE-802.3af 標準中定義了設計PoE 網絡時必須遵循的參數， 包括： 操作電壓為48V DC， 波動范圍可以在44～ 57V 之間; 由PSE 產生的電流在350～400mA 之間， 以確保以太網電纜不會由于其自身的阻抗而導致過熱。因此PSE 在其端口輸出的最大功率是15.4W。考慮到電纜損耗， 受電端設備PD 所能獲得的最大的功率為12.95W。同時， IEEE-802.3af 標準定義了一個可選的供電分級機制， 以方便對用電設備消耗功率的控制和管理。其關系如表1 所示。

供電設備PSE 是整個PoE 以太網供電過程的管理者。當在一個網絡當中布置PSE 供電端設備時， PoE 以太網供電工作過程如下： （1） 檢測過程。PSE 通過測量伏安特性曲線上的兩個點， 并計算電阻以判斷受電設備的端口特性。只要兩個電壓的差大于1V 且都在218～10V 的范圍內， PSE 就能執行強制電流或強制電壓測量， 直到其檢測并確定線纜的終端連接設備是一個支持或者不支持IEEE-802.3af 標準的用電設備。（2） PD 端設備分級（可選）。在成功完成檢測后， PSE對端口提供15.5～20.5V 的電壓， 并可以根據需要將PD 置于分級模式（分級關系見表1） ， 并且評估此PD 設備所需的功率損耗。PSE 在對PD 進行分級（測量端口電流） 前會給它10m s 的時間使它穩定下來。（3） 開始供電。在一個可配置的時間（一般小于15Ls） 的啟動期內，PSE 設備開始從低電壓開始向PD 設備供電， 直至提供到48V DC 直流電源。（4） 供電。為PD 設備提供穩定可靠的48VDC 級直流電， 滿足PD 設備不超過15.4W的功率消耗。（5） 斷電。IEEE-802.3af 標準規定了PSE用DC 斷接（DC disconnect ） 和AC 斷接（ACdisconnect） 兩種方法來判斷是否與一個PD 保持連接。DC 斷開決定于PD 至少取用10mA 的電流， 如果電流降到5mA 到10mA 之間的最小閾值以下， 且時間超過設定值（一般300m s 到400m s） ， PSE 就切斷電源; PSE也可以通過測量端口阻抗來確定AC 是否斷開， 如果阻抗大于設定值， 表示PD 不再連接， 端口就會在設定的時間間隔后斷電。

以太網供電技術的應用

以太網供電技術應用在IP 電話（VoIP）、無線局域網訪問點AP （A ccess Po int）、小型企業ADSL 寬帶接入路由器以及基于Web 的攝像監控等系統中有著非常明顯的優勢。因為數據中心通常都有U PS 或者備用電源， 這樣即使外接設備的電源出現故障， 通過以太網供電， 仍然可以保證IP 電話能夠工作， 保證連接在WLAN 上的計算機能夠訪問到數據中心， 保證ADSL 能夠連接到Internet， 也可以保證Web 監控系統的正常工作。

通過以太網供電技術可以集中配電、增加冗余性，同時減少因為電源故障而引起數據網絡故障的機會。但在網絡中部署以太網供電還應該考慮幾個主要問題： 一是布線系統以及網絡設備產生熱量的問題; 二是電源功率問題。

采用PoE 技術， 電源系統將交流電轉換成交換機工作所需的直流電， 效率損耗會使雙絞線的溫度升高，同時也會使集成了POE 的以太網交換機產生更多的熱量， 因而導致布線間內的設備產生更多的熱量， 使其溫度升高， 所以要考慮布線間結構和系統散熱問題， 保證系統的溫升在設定值以下。

具有PoE 功能的交換機需要更多的電功率， 因為每個PoE 端口都必須保證能提供15.4W 功率。如果具有100 個PoE 用戶的中等規模的布線間要同時提供1540W 的功率， 加上交換機平均需要1000W ， 功率為2540W 的交換機所需電流大于通常布線間提供的最大電流。如果供電設備可以支持供電分級工作方式， 就可以有效地減少功率消耗， 布線間內的原有電源就有可能保證設備所需的功率。另外， 也可以考慮在布線間內采用直流電源供電， 并采用中跨方式（Midspan） 工作。采用直流供電的優點在于： 可以消除電壓轉換部分的發熱; 可以將電源配置成具有集中式容余功能， 節省了每個布線間的建設成本; 使用蓄電池來作后備電源，這樣數據網絡的布線間就不需要不間斷電源（UPS） ，從而減少了發熱量。

結論

隨著IEEE-802.3af 標準的確立和網絡應用的不斷發展， 以太網供電技術將會使數據網絡的范圍更加擴大。它不但方便了現有的IP 電話和無線局域網接入設備的推廣， 同時大量新的應用也將快速涌現出來， 包括藍牙接入點、網絡打印機、Web 攝像機、無線網橋、門禁讀卡機與監測系統等。PoE 技術支持點到多點的電力分配設備， 用戶只需在網絡核心部位配備一套U PS 設備就可以為本地網內多種分散設備提供電力備份， 并且PoE 技術還提供基于Web 控制的SNM P 遠程訪問和管理。這樣的供電方式除了在實施上方便外， 也增加了數據網絡的健壯性。

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