技術背景
隨著物聯網技術的快速發展，需要提供網絡服務的終端越來越豐富。 使用傳統的弱電為各種智能終端供電變得越來越困難。 以太網供電（PoE）技術的普及，正在一一解決各種智能終端的供電問題。 目前，PoE技術已經從傳統的WLAN、網絡監控、IP電話等應用場景延伸到新零售、IoT、智慧城市等場景并得到廣泛應用。 運維效率高測電功率實驗視頻，本文將結合PoE技術的發展歷史介紹PoE技術的實現原理。
PoE技術可以在不對現有以太網布線結構進行任何改變的情況下，傳輸數據信號并為基于IP的終端（如IP電話、無線AP、網絡監控等）提供直流電源，并保持相同的以太網和用戶兼容性。 這樣就無需減少施工環境中的開槽、敷管、穿線、調試、墻面及地面美化等工序，大大縮短了工期，增加了成本。
PoE供電系統中的幾個角色定義：
? 供電設備（PSE）：電源，為終端供電的設備；
? 受電設備（PD）：電源，需要供電的終端。
▲圖1：PSE與PD連接圖
PoE技術發展歷史
PoE技術出現較早，但最初的PoE技術并無規范可循。 .3工作組于2003年對其進行了標準化，之后逐漸發展到802.3af、802.3at，再到802.3bt。 我們先來看看PoE技術的發展歷程。
.3af (PoE)
2003年發布的.3af標準明確規定了遠程系統中的電源監測和控制事項，通過以太網電纜為路由器、交換機和網橋向IP電話、安全系統和無線接入點提供電源的方法規定不提供為符合 802.3af 標準的設備提供超過 15W 的電力。
.3at (PoE+)
PoE的最大功率無法滿足功能更強的無線接入點、視頻電話、視頻監控系統等設備的供電需求。 在兼容.3af的基礎上，.3at標準于2009年發布，通過CAT-5或更高級別的電纜可提供最大30W的功率。
.3bt
.3bt即將于2018年9月獲得批準，這次標準的誕生主要是為了提供更高功率的終端。 在兼容802.3af和802.3at的基礎上，可以完成高達90W的終端供電和數據傳輸。 ，突破了PoE+供電30W的限制。
注：802.3bt 已獲得批準，但尚未發布，也不會被命名。 目前常用的有HPoE、PoE++、PoH、UPoE等名稱。
有了更大的功率測電功率實驗視頻，開發者就可以輕松減少更多功能，升級現有產品，滿足監控、門禁、信息發布、停車，甚至電腦筆記本、電視等系統中大功率終端的供電需求。 。
與802.3at（PoE+）標準相比，802.3bt增加了兩種新的電源類型，分別對應60W和90W輸出功率。 PSE端的功率輸出更具選擇性，根據PD的需要選擇PSE端對應的功率。
三種PoE供電技術標準如下：
▲表1：三個標準對比
PoE 供電方式
PoE供電流程說明
▲圖2：PoE供電流程圖
?監視器（）
PSE設備在端口發送2~10V電流脈沖，測量電纜端子所連接的PD是否為標準支持的受電設備。 只有當PD作為標準設備進行測量時，才能繼續下一步。
? PD 分類()
由于PD的種類很多，所需的功率也不同。 因此，供電設備在正確測量受電設備后，需要檢查對端PD設備的電量水平。
測量PD后，PSE會對PD設備進行分類。 PSE施加15.5V~20.5V的檢測電流（電壓限制在100mA以下），PD設備會在線路上串聯一個分級內阻來標記自己的電量。 PSE通過測試返回特性電壓來判斷PD設備是否屬于該類別。
注：0為默認分類
▲表2：最新PD分類等級對應的功率說明
? 啟動電源（）
當PSE檢測到電纜末端連接了標準PD，并且該PD已經被分類，則開始向該PD供電，并輸出44~57V的直流電流。
? 電源（電源）
PSE為PD提供穩定可靠的直流電流，并根據PD的分級結果輸出相應級別的功率。
? 關閉電源()
如果PD連接的連接線被拔掉或者用戶從軟件中關閉了交換機端口的PoE供電功能，PSE會快速（通常在30-40ms內）停止對PD供電。 在PSE向PD供電的整個過程中的任何時刻，如果PD設備漏電、消耗的功率超過PSE提供的相應功率、或者消耗的功率超過等級功率等，整個供電過程將被中斷并從第一個步驟的檢查過程開始。
PoE供電線序說明
以PoE標準為例，該標準定義了兩種供電線序，PSE可以適配任何PD的供電線序。
? 空閑線路供電
使用以太網電纜中未使用的線對（4/5、7/8）傳輸直流電源。
▲圖3：空閑線路供電
? 信號線電源
在用于數據傳輸的芯線上同時傳輸直流電（1/2、3/6），其電力傳輸采用與以太網數據信號不同的頻率，實現傳輸數據和傳輸電壓的復用。
▲圖4：信號線供電
PoE+繼承了PoE的線序，與PoE的線序保持一致。
802.3bt 如何實現更高功率
隨著市場的發展，終端對大功率的需求日益減少。 同時，隨著電力負荷的降低，電纜溫度也會升高。 當電纜線過熱時，電纜可能會超過其額定本體溫度，從而提高性能和可靠性（可能會導致電纜損壞）。 因此，對于供電需求超過30W的設備，不可能像PoE、PoE+那樣只使用8根雙絞線中的4根進行供電。
.3bt標準定義了采用雙絞線8芯進行電流輸出，以應對市場對更強、更高效的以太網供電能力的需求。 可以實現：
? 最高速率兼容-T；
?PD端可獲得最小40W、最大90W功率。
▲圖5：.3bt在PSE&PD側的實現方法
當PSE側實現802.3bt時，RJ45的所有8個核心都加載電流。 對 1/2 和 4/5 施加 54V 負負載，對 3/6 和 7/8 施加 54V 正負載。 PD側使用兩個晶閘管橋，兩個晶閘管橋都有電壓流過。 PD側的芯片需要控制這兩個電壓并輸出到DC-DC轉換電路。
PoE技術總結
如今PoE技術已廣泛應用于智慧城市、物聯網等行業，相信在不久的將來PoE技術將會取得更大的發展和突破。 隨著去年802.3bt的批準（預計2019年發布），更高功率的終端很快將得到廣泛應用，這將推動物聯網行業的快速發展。
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