三、POE在物聯網中的發展趨勢

　　1、IEEE802.3af標準是目前的主要應用

　　該標準規定可以通過RJ45接口向受電設備提供功率高達13W、48V的電源，這就允許設備使用與傳輸數據一致的電纜提供或吸收功率。標準中規定了兩個可選電源實體的功能及電氣特性：即受電設備（POwerDevice，OrPD）和供電設備（POwerSOurcingEquipment，OrPSE），該標準可向下兼容。較早的POE設備不會與802.3af標準相沖突，有效功率級還將有望面向未來的應用。

　　IEEE802.3afPOE標準允許設計師通過以太網電纜為用電設備（PD）提供高達12.95W的電力，同時符合安全特低電壓（SELV）要求。根據IEEE802.3af標準，PD可按所需功率分為四個不同的級別。Class1設備需要的工作功率為0.44～3.84W，Class2設備需要的工作功率介于3.85W和6.49W之間，Class3設備的功率范圍則介于6.5～12.95W之間。設計師可以根據功率要求將他們的設備指定為特定的級別。低成本解決方案可以使用一般的默認級別指定（Class0），表示PD需要的工作功率介于0.44～12.95W的工作功率。

　　作為通過以太網電纜輸電的IEEE工業標準，以太網供電（POE）技術的發展勢頭十分強勁。這一新興技術通過傳輸以太網數據的CAT-5電纜進行供電，可以簡化用電設備（PD）的安裝和部署。這些設備包括無線接入點、監控攝像機、智能終端、智能傳感器和VOIP電話等。

　　由于802.3af標準的功率都在13W以下，但是實際應用過程中需要用到更大功率的終端，例如含有全方位TG云平臺、變焦鏡頭的攝像機、大功率的高速球型攝像機、辦公自動化設備如打印機、傳真機、網絡智能終端、小型計算機、筆記本等它們的功率大都30W以上，所以為將進一步提高信道的供電能力，將功率由現在的12.95W提高到30W以上，這也將擴大POE在安防領域、辦公自動化方面以及智能終端和工業化智能監控等方面的應用范圍有了更高擴展。

　　2、IEEE802.3at標準成為未來的趨勢

　　目前POE業界所采用的標準為IEEE802.3af，只能向功率在13W以下的受電設備供電。雖然能夠滿足傳統的IP電話以及網絡攝像頭的需求，但隨著無線局域網雙波段接入、視頻電話、PTZ視頻監控系統（可變焦帶云臺的攝像機）、智能終端、遠處辦公設備等高功率應用的出現，原有的802.3af標準13W的供電功率顯然不能滿足需求，為此，IEEE在2005年開始開發新的POE標準02.3at（POEPlus）以提升POE可傳送的電力。

　　新標準于2009年正式發布，稱為POwer-Over-EthernetPlus（POEP）IEEE802.3at，它將功率要求高于12.95W的設備定義為Class4（該級別在IEEE802.3af中有描述，但留作將來使用），可將功率水平擴展到25W或更高。目前，市面上最高的POE供電設備是“優力普”的POE供電設備，可以達到300W左右，由于能夠支持更高的功率水平，這一新標準會將POE應用很容易擴展到新的領域，例如WLAN（無線局域網）、銷售點終端設備、交換機以及傾斜式/變焦式/云臺式監控攝像機。

　　802.3at（POEP）標準中最引人注目的一個新變化將是，它能夠以比現有標準更詳盡的細節來控制功率分布。兼容802.3af標準的PSE識別PD的級別后，只需提供級別定義所允許的最大功率即可。802.3at系統通電后，符合標準的PSE將能夠使用Level-2軟件與每個PD進行通信，以確定峰值和平均功率要求。這一新功能將允許設計師根據功率預算來設計POE兼容系統，并使系統總功率能力更接近于系統負載要求。峰值負載功率和高電流持續時間之間還可以建立通信（例如，攝像機推拉電機具有較高的短時電流要求）。不過，新標準尚未對這種Level-2通信進行完整定義。

　　由于新標準是向下兼容802.3af標準的，因此面臨的一個主要問題是，PSE如何判斷與之相連的是802.3af兼容PD還是新的802.3at兼容PD（以及PD如何對PSE做出類似的判斷）。為了解決此問題，802.3at標準將使用與802.3af中相同的特征來指示POE兼容PD，但這樣會在分級階段增加第二次電壓脈沖，以便指示PSE的802.3at兼容狀態。802.3at兼容PD將檢測到第二次電壓脈沖，并判斷它們已連接至802.3at兼容PSE。由于分級周期持續時間符合802.3af時間限制，因此與當前802.3af標準兼容的PD會將第二次脈沖僅視為初始查詢和響應的一部分。

　　3、802.3af與802.3at的對比：

　　與802.3af相比，802.3at可輸出2倍以上的電力，每個端口的輸出功率可在30W以上，因此可大幅拓寬POE的應用領域。表1為802.3af與802.3at的對比。

　　主要應用網絡電話（3－7W）、WLAN接入點（8－12W）等視頻網絡電話（10－20W）、PTZ視頻監控系統（20W）、WiMAX和802.11n接取器（8～45W）、個人電腦（30W+）、智能終端、打印機（20W）、傳真機（30W）等等。

　　4、POE技術的機遇與挑戰：

　　POE目前尚面臨一些挑戰，如POE技術可讓受電設備從每個端口獲得30W以上的功率，但不是每個端口的受電設備都需要30W的功率，因此，如何準確的感測每個受電設備的需要是一個很重要的問題，否則可能對受電設備造成損壞或對網絡基礎設施形成不安全因素。此外，由于電纜通常被匝成電纜束，并置于配線柜中，因此線纜束的散熱問題則需要考慮。而成本問題則是POE面臨的又一挑戰，特別是對PD制造商而言，在產品中加入POE技術就意味著增加成本。

　　另外標準的五類網線有四對雙絞線，但是在l0MBASE-T和100MBASE-T中只用到其中的兩對。IEEE802.3af允許兩種用法，應用空閑腳供電時，4、5腳連接為正極，7、8腳連接為負極。應用數據腳供電時，將DC電源加在傳輸變壓器的中點，不影響數據的傳輸。在這種方式下線對1、2和線對3、6可以為任意極性。目前的標準不允許同時應用以上兩種情況。電源提供設備PSE只能提供一種用法，而電源應用設備PD必須能夠同時適應多種情況。隨著物聯網設備向大功率供電發展的趨勢，在不久的將來需要四對雙絞線全部支持供電，通過提高電源的載流量來增加供電功率，以解決設備對大功率供電的需求。

　　總的來說，POE的應用雖有阻力，但機遇大于挑戰。在技術方面日漸完善與深入，應用范圍也越來越寬廣。每一次技術的變革都會給行業帶來巨大的變化，變化就意味著商機。雖然面臨著諸多挑戰，但由于市場潛力巨大，存在的種種問題正不斷被廠商改善。“優力普”智能供電交換機引領著行業的革命，相信隨著物聯網時代的來臨，POE技術將向支持更大功率的設備發展。

　　四、結束語

　　物聯網是一個包羅萬象的綜合網絡，以太網是物聯網中非常重要的傳輸方式，而“優力普”在線供電（POE）是一種革命性技術，它通過目前承載以太網數據的同一條五類/超五類雙絞線電纜提供可靠的直流電源，擴展了以太網本已非常強大的功能。POE將改變網絡設備供電的方式，網絡管理員可以最大限度地利用現有的網絡設施，并部署全新的一系列應用。

　　POE技術的出現使網絡設計師可以輕易突破原有的限制，隨著功率半導體廠商提供更多樣的開關和器件，再加上新的工業標準將支持更高功率水平的使用，這一新興技術勢必將促進新一代物聯網應用的出現。