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)在這在安裝簡(jiǎn)單性和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)備等裝置都能采用POE技術(shù)供電來(lái)完成設(shè)備供電。這樣，所以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(guò)與以太網(wǎng)連接相同的電纜傳輸電力，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制造場(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(guò)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)電力（PoE）標(biāo)準(zhǔn)，這是對(duì)IEEE 802.3bt核心標(biāo)準(zhǔn)的修正。第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 802.3af定義 “通過(guò)媒體相關(guān)接口（MDI）的數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）供電”。以這種方式供電的前提是在部署越來(lái)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(wú)論是安全攝像頭、無(wú)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。并向設(shè)備受電設(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。802.3bt（PoE++），它可以發(fā)射功率60W或100W。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(zhǎng)的覆蓋范圍。

在任何聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，無(wú)論是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所需要的安全攝像頭、無(wú)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(guò)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(lái)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(guò)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肞oE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)還可以釋放了額外布線的空間。由于功耗、熱能耗等問(wèn)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(kāi)關(guān)IC支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過(guò)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(wú)需額外電源。該電源開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)IC通過(guò)過(guò)載、欠載、過(guò)壓、過(guò)熱和短路機(jī)制提供功率器件實(shí)時(shí)保護(hù)。

Microsemi/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(lái)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)保持安全、可靠的網(wǎng)絡(luò)連接。以PoE為技術(shù)的交換機(jī)會(huì)越來(lái)越受歡迎。未來(lái)，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：郭婷