POE(PowerOverEthernet)指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎架構(gòu)不作任何改動的情況下,,在為一poe供電些基于IP的終端(如IP電話機,、無線局域網(wǎng)接入點AP,、網(wǎng)絡攝像機等)傳輸數(shù)據(jù)信號的同時,還能為此類設備提供直流供電的技術。POE也被稱為基于局域網(wǎng)的供電系統(tǒng)(POL,PoweroverLAN)或有源以太網(wǎng)(ActiveEthernet),有時也被簡稱為以太網(wǎng)供電,,這是利用現(xiàn)存標準以太網(wǎng)傳輸電纜的同時傳送數(shù)據(jù)和電功率的最新標準規(guī)范,并保持了與現(xiàn)存以太網(wǎng)系統(tǒng)和用戶的兼容性,。
POE的兩種供電方案——POE標準為使用以太網(wǎng)的傳輸電纜輸送直流電到POE兼容的設備定義了兩種方法:
一種稱作“中間跨接法”(Mid-Span),使用以太網(wǎng)電纜中沒有被使用的空閑線對來傳輸直流電(即1236線序走數(shù)據(jù),,4578線序走電力),相應的EndpointPSE支持POE功能的以太網(wǎng)交換機、路由器,、集線器或其他網(wǎng)絡交換設備,。
另一種方法是“末端跨接法”(End-Span),是在傳輸數(shù)據(jù)所用的芯線上同時傳輸直流電,其輸電采用與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號不同的頻率(即1236線序同時走數(shù)據(jù)和電力)。MidspanPSE是一個專門的電源管理設備,通常和交換機放在一起,。它對應每個端口有兩個RJ45插孔,一個用短線連接至交換機,另一個連接遠端設備??梢灶A見,End-Span會迅速得到推廣,這是由于以太網(wǎng)數(shù)據(jù)與輸電采用公用線對,因而省去了需要設置獨立輸電的專用線,這對于僅有8芯的電纜和相配套的標準RJ-45插座意義特別重大,。
當在一個網(wǎng)絡中布置PSE供電端設備時,POE以太網(wǎng)供電工作過程如下所示。
1.檢測:一開始,PSE設備在端口輸出很小的電壓,直到其檢測到線纜終端的連接為一個支持IEEE802.3af標準的受電端設備,。
2.PD端設備分類:當檢測到受電端設備PD之后,PSE設備可能會為PD設備進行分類,并且評估此PD設備所需的功率損耗,。
3.開始供電:在一個可配置時間(一般小于15μs)的啟動期內(nèi),PSE設備開始從低電壓向PD設備供電,直至提供48V的直流電源。
4.供電:為PD設備提供穩(wěn)定可靠48V的直流電,滿足PD設備不越過15.4W的功率消耗,。
5.斷電:若PD設備從網(wǎng)絡上斷開時,PSE就會快速地(一般在300~400ms之內(nèi))停止為PD設備供電,并重復檢測過程以檢測線纜的終端是否連接PD設備,。
1.POE只需要安裝和支持一條電纜,簡單而且節(jié)省空間,,并且設備可隨意移動,。(簡單,方便)
2.節(jié)約成本。許多帶電設備,,例如視頻監(jiān)視攝像機等,,都需要安裝在難以部署AC電源的地方,POE使其不再需要昂貴電源和安裝電源所耗費的時間,,節(jié)省了費用和時間,。
3.像數(shù)據(jù)傳輸一樣,POE可以通過使用簡單網(wǎng)管協(xié)議(SNMP)來監(jiān)督和控制該設備,。
4.POE供電端設備只會為需要供電的設備供電,,只有連接了需要供電的設備,以太網(wǎng)電纜才會有電壓存在,,因而消除了線路上漏電的風險,。(安全性)
5.一個單一的UPS就可以提供相關所有設備在斷電時的供電。(集中供電)
6.用戶可以自動,、安全地在網(wǎng)絡上混用原有設備和POE設備,,這些設備能夠與現(xiàn)有以太網(wǎng)電纜共存。
7.使網(wǎng)絡設備便于管理,。因為當遠端設備與網(wǎng)絡相連后,,才能夠遠程控制、重配或重設,。
8.在無線局域網(wǎng)中,,POE可以簡化射頻測試任務,接入點能夠被輕松地移動和接入,。
9.減少電力線的物料成本和人工布線成本,。
10.減少后期的維護和維修成本。
不是所有的設備都支持POE供電的,,曾經(jīng)就接到過一起這樣的售后,一個客戶說他的監(jiān)控攝像頭在沒接電源的情況下通過網(wǎng)線接在我們的8口POE上燈不亮,,攝像頭也不工作,。接了攝像頭電源后就一切正常。聽到客戶反映的情況,,我首先就讓客戶查下他的攝像頭是否支持POE供電,,果不其然,他的設備不支持POE供電,。
② 檢查受電設備的功率是否超出了POE交換機端口供電的最大功率
POE交換機的端口供電功率有兩種,,一種是15.4W,一種是30W,。如果用的是15.4W的POE交換機,,受電設備的功率卻大于15.4W,,就會出現(xiàn)供電不穩(wěn),或者供不了電的,。
③ 檢測POE交換機在滿負載的工作狀態(tài)下,,供電功率是否超出了供電總功率
POE交換機除了單個的端口供電功率,還有個總供電功率,。市面上有的8口POE交換機總供電功率是90W,,單個端口供電功率是15.4W。如果每個端口的供電功率都使用到頂峰,,8個端口就是8×15.4=123.2W,。這樣就超出了本臺交換機的總功率,供電自然就會出現(xiàn)問題,。所以使用POE交換機要有個妥善的搭配,,功率大的受電設備和功率小的搭配起來使用。
只針對符合IEEE802.3af/at 標準PoE設備
首先我們先來看下表IEEE802.af和IEEE802.3at標準中對Cat5e網(wǎng)線要求:
說明:Type 1 value和Type 2 value 分別指IEEE802.3af和IEEE802.3at的要求,。
從表中可以看出:100米cat5e網(wǎng)線的等效阻抗IEEE802.3at須小于12.5歐姆,,而IEEE802.3af則需小于20歐姆。
結(jié)論一:PoE供電距離與網(wǎng)線是息息相關的,,網(wǎng)線的阻抗越低傳輸距離越遠,,一切拋開網(wǎng)線談PoE供電距離都是耍流氓!要想供電足夠遠,,網(wǎng)線首先要買正品,。
② IEEE 802.3af/at標準對PoE供電電壓要求
PoE輸出電壓范圍44-57V,PD受電電壓范圍36-57V,,802.3af/at標準,;參考如下:
結(jié)論二:PoE供電距離要求遠,輸出的電壓就必須高,。
總結(jié):要想PoE供電距離夠遠,,網(wǎng)線必須符合標準,PoE供電產(chǎn)品的輸出電壓在標準之內(nèi)(44-57V)盡量高,。
例如:巨烽光電PoE產(chǎn)品采用輸出電壓是55V, 在符合標準的Cat5e 200米網(wǎng)線等效阻抗為25歐姆,,AF標準電流是300mA,U=0.3*25=7.5V,, 55V(PoE輸出)-7.5V(衰減電壓)=47.5V(200米網(wǎng)線負載端電壓),根據(jù)P=UI, 最終得出200米網(wǎng)線負載端功率P=負載端電壓U*AF標準電流I=47V*0.3A= 14.1W,,足夠槍機或無線AP工作了,。
當然一個健壯的網(wǎng)絡不單單只看足夠長的PoE供電距離,網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量要有保障,。根據(jù)IEEE規(guī)定網(wǎng)線傳輸超過100米,,就不保證傳輸質(zhì)量,,但是在有的情況下(成本壓力下),例如安裝攝像頭時候,,我們會超過了十幾米,,這里教您一個小竅門:對超過不是太多的情況下,將攝像頭的連接速率手動設置成10M,,對于1個200萬像素的槍機,,10M速率足夠了,非常大的幾率解決問題,。
PoE交換機的總功率是一個非常重要的指標,,直接關系到可以帶多少攝像頭。以電源功率是400W的,、24端口的PoE交換機來說,,除去損耗后PoE交換機總功率大概為370W。
在IEEE802.3af標準下,,它能夠供滿24個端口(370/15.4=24),,即可以同時給24個攝像頭供電,也就是滿載供電,。但如果是按照IEEE802.3at標準的單口最大供電功率30W計算,,同時最多就只能給12個端口供電了(370/30=12)。
實際使用中,,很多普通網(wǎng)絡攝像頭的最大功耗較低,,基本不超過15W,如果這時每個PoE端口按照最大功率(比如30W)去預留供電功率的話,,就會出現(xiàn)有的端口PoE功率用不完,,而有的端口卻分不到功率的情況。比如,,有些PoE交換機均支持動態(tài)功率分配,,可以避免這種情況。在選購PoE交換機時,,要看交換機是否支持動態(tài)功率分配,,這樣每個端口只分配實際使用的功率,這樣就能更高效地利用PoE交換機的供電功率,。
從技術角度來講,,PoE的技術發(fā)展多年,目前已經(jīng)處于非常成熟的階段,。但由于目前監(jiān)控市場迫于成本壓力,,選用的PoE交換機或者線材品質(zhì)過于低劣,再或者方案設計本身就不合理,,導致采用PoE供電的項目維護的工作量特別大,,所以工程商普遍存在PoE供電不穩(wěn)定的觀點,。
網(wǎng)絡監(jiān)控項目,不同于普通的網(wǎng)絡綜合布線,,數(shù)據(jù)傳輸量非常大,,功率高,且要求全天候不間斷工作,,采用有品質(zhì)保證的PoE設備和線材是整個系統(tǒng)穩(wěn)定的保證,。
安防行業(yè)應用PoE組網(wǎng)主要有簡化布線、節(jié)能靈活,、安全方便等優(yōu)勢,。眾所周知,一般的網(wǎng)絡攝像機除了需要通過網(wǎng)線來傳輸視頻信號外,,還必須全天候為其提供足夠的電力,。而在現(xiàn)實施工中,經(jīng)常會出現(xiàn)因為無法提供穩(wěn)定的電源,,而不得不重新設計攝像頭的安裝地點的情況,。如此一來,重新設計安裝地點額可能會導致出現(xiàn)監(jiān)控死角,,使監(jiān)控失去意義,。
1、靈活性,,PoE只需要安裝和支持一條電纜,,簡單而且節(jié)省空間,并且設備可隨意移動,;
2,、節(jié)約成本,視頻監(jiān)控攝像機等,,都需要安裝在難以部署AC電源的地方,,PoE使其不再需要昂貴電源和安裝電源所耗費的時間,節(jié)省了費用和時間,;
3,、供電智能化,DC電源像數(shù)據(jù)傳輸一樣,,PoE可以通過使用簡單網(wǎng)管協(xié)議(SNMP)來監(jiān)督和控制設備,;
4、消除供電安全隱患,,PoE供電端設備只會為需要供電的設備供電,,只有連接了需要供電的設備,以太網(wǎng)電纜才會有電壓存在,因而消除了線路上漏電的風險,;
5、集中供電優(yōu)勢,,一個單一的UPS就可以提供相關所有設備在斷電時的供電,;
6、設備兼容性優(yōu)勢,,用戶可以自動,、安全地在網(wǎng)絡上混用原有設備和PoE設備,這些設備能夠與現(xiàn)有以太網(wǎng)電纜共存,;
7,、使網(wǎng)絡設備便于管理,當遠端設備與網(wǎng)絡相連后,,能夠遠程控制,、重配或重設;
8,、在網(wǎng)絡攝像機局域網(wǎng)中,,PoE可以簡化測試任務,接入點能夠被輕松地移動和接入,。
PoE交換機可以部署在匯聚交換機和無線AP之間,,或者PON網(wǎng)絡中ONU和無線AP之間的位置。通過選擇8口,、16口,、24口不同端口密度的PoE交換機,可以部署在不同用戶密度的熱點區(qū)域,。其中匯聚交換機+PoE交換機的組網(wǎng)模式非常適合部署在用戶密集的區(qū)域,,目前在高校的WLAN項目建設中,多采用此方式,。PoE交換機解決方案應用范圍廣,、部署數(shù)量大,是目前很多工程商的主流選擇,。被廣泛運用在無線AP和網(wǎng)絡攝像機組網(wǎng)中,,方案采用AP+AC的方式便于集中管理,并使用PoE供電節(jié)省人力成本,。
POE供電的安全傳輸距離100米,,建議使用超五類全銅網(wǎng)線以上線纜。
POE供電網(wǎng)線要求這個問題只在中國等假貨便宜貨橫行的國家是個問題,,在很多發(fā)達國家不是問題,。POE IEEE 802.3af標準要求PSE輸出端口的輸出功率為15.4W或者15.5W, 傳輸100米后的PD設備接受功率必須不小于12.95W,,按照802.3af典型電流值為350ma計算,,100米網(wǎng)線的電阻必須為(15.4-12.95W)/350ma = 7歐姆或者(15.5-12.95)/350ma = 7.29歐姆,。
而標準網(wǎng)線是天然就滿足這個要求的,IEEE 802.3af poe供電標準本身就是以標準網(wǎng)線測定的,。而只所以會產(chǎn)生POE供電網(wǎng)線要求這個問題,,是因為市面上的很多網(wǎng)線都是非標準網(wǎng)線,不是嚴格按照標準網(wǎng)線的要求來生產(chǎn)的,。市面的非標準網(wǎng)線材質(zhì)主要有銅包鋼,、銅包鋁、銅包鐵等,,這些網(wǎng)線的阻值大,,都不適合POE供電。POE供電必須使用無氧銅材質(zhì)的網(wǎng)線,,即標準網(wǎng)線,。
PoE供電技術對線材的要求高,建議在監(jiān)控項目中,,千萬不要在線材上省成本,,得不償失。
如何選擇POE交換機
PoE交換機采用的標準不同,,輸出功率也會不同,,比如:IEEE802.3af最大不超過15.4W,由于傳輸線材的損耗,,能給最大功耗不超過12.95W的設備供電,。遵循IEEE802.3at標準的PoE交換機,能給最大功耗不超過25W的設備供電,。
PoE交換機的一個重要指標,,就是PoE供電的總功率。在IEEE802.3af標準下,,如果一臺24口PoE交換機的PoE供電總功率達到了370W,,那么就能夠供滿24個端口(370/15.4=24),但如果是按照IEEE802.3at標準的單口最大供電功率30W計算,,同時最多就只能給12個端口供電了(370/30=12),。
是否帶光纖口、帶不帶網(wǎng)管,、速率選擇(10/100/1000M),。
PoE只是解決供電問題,不會影響信號的,,(一般供電是用的4,、5、7、8四根線,,而信號是1,、2、3,、6四根線),,如果要使用多層交換機,只需要讓離攝像機最近的交換機給攝像機供電就好了,,后面的交換機則無需跟PoE有任何關系。