POE供电原理10-9-17
PoE以太网供电技术详解
PoE以太网供电技术详解技术背景随着物联网技术飞速发展，需要提供网络服务的终端越来越丰富，使用传统强电的方式为多种多样的智能终端供电变得越来越困难，以太网供电（Power over Ethernet，简称PoE）技术的普及，正逐一解决各类智能终端的供电问题。
目前PoE技术已经从传统的WLAN、网络监控、IP电话等应用场景延伸到新零售、IoT（Internet of Things，物联网）、智慧城市等多种场景被广泛应用，具有成本低、施工方便、供电稳定、运维效率高等特点，本文将结合PoE技术发展历程，讲述PoE技术实现原理。
PoE技术在现有的以太网布线结构不做任何改动的情况下，可以实现为基于IP的终端（如IP电话、无线AP、网络监控等）传输数据信号和提供直流供电，并保持了与现存以太网和用户的兼容性。
这样不必在施工环境增加开槽、铺管、穿线、调试、墙体和地面美化等工序，大幅缩短了施工周期，降低了成本。
PoE供电系统中的几个角色定义：供电设备（PSE）：Power Sourcing Equipment，给终端供电的设备；受电设备（PD）：Power Device，需要供电的终端。
图1：PSE与PD连接图PoE技术发展历程PoE技术出现较早，但早期的PoE技术无规范可循。
IEEE 802.3工作组在2003年将其标准化，后来逐渐发展到802.3af、802.3at再到最新的802.3bt，接下来，我们一起看看PoE技术的发展历程。
IEEE 802.3af（PoE）2003年发布的IEEE 802. 3af标准，它明确规定了远程系统中的电力检测和控制事项，并对路由器、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、安防系统以及无线接入点等设备供电的方式进行了规定，为符合802. 3af标准的设备提供不超过15W的电功率。
IEEE 802.3at（PoE+）PoE最大功率难以满足更大功率无线接入点、视频电话、视频监控系统等设备的供电需求，在兼容IEEE 802. 3af的基础上，2009年IEEE 802.3at标准发布，通过CAT-5或更高级别线缆最大能提供30W的功率。
poe供电 原理
poe供电原理POE（Power over Ethernet），也叫做以太网供电技术，是一个不需要使用额外的电源线就可利用以太网电缆传输数据和能量的技术。
它被广泛运用于数据中心、IP电话和电脑网络设备等行业中。
下面我们将分步骤来介绍POE技术的原理。
第一步：POE技术的定义和作用POE技术是一种在以太网电缆中传输电源的技术，它能够使不需要采用繁琐的电线来给设备供电，从而简化了机房和数据中心的结构，提高了工作的效率。
它的作用主要是通过网络线路将直流电供应给设备，以太网线不再仅仅是传输数据信号的媒介，而同时也能够传输电能。
第二步：POE技术的模式POE厂商为了实现直流电供电，对当前时代的互联网设备的供电模式进行了创新。
目前市场上提供的POE供电模式主要分为两类 - 基于电源端和基于设备端的供电模式。
基于电源端的供电模式是指通过改进网络交换机或者其它POE供电设备的体系架构，以实现网络电源的扩增，并以此为不同的IP设备等提供供电。
而基于设备端的供电模式，则是通过采用POE供电设备，以便实现设备直接使用网络线缆供电。
第三步：POE技术的原理了解了POE技术的两种供电模式后，我们来看下它的原理。
用户只需要接通网络线缆，无需额外再接电源线，就能够实现对设备的供电。
POE技术主要是通过修改网络交换机或其它POE供电设备的体系架构来实现的，其主要原理是：- 在以太网线缆的余量中传输电能，并确保电缆电力能够提供给网络设备。
- 对于标准以太网设备，其只能接受5V和12V，但对于非标准以太网设备，会产生更高的电压，即30V、57V甚至更高压。
- 通过使用标准的以太网组件来发送和接收能量。
最后，POE技术通常用于IP电话、网络摄像头、中继器、网络连接器等应用，由于它能够提供即插即用的装置，并且与现有的网络结构兼容，所以受到广泛的欢迎。
POE供电原理详解
P O E供电原理详解The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020POE 供电设备原理详解标准的五类网线有四对双绞线但是在10M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的两对。
IEEE80 允许两种用法：1.应用空闲脚供电时4、5脚连接为正极，7、8脚连接为负极。
下图为利用空闲线（4,5,7,8）传递48V的电源。
2.利用信号线（1,2,3,6）同时传递数据信号和48V的电源。
应用数据脚供电时,将DC电源加在传输变压器的中点,在这种方式下线对1、2和线对3、6可以为任意极性。
传输数据所用的芯线上同时传输直流电,其输电采用与以太网数据信号不同的频率，不影响数据的传输。
标准不允许同时应用以上两种情况。
电源提供设备PSE只能提供一种用法,但是电源应用设备PD必须能够同时适应两种情况。
该标准规定供电电源通常是48V、13W的。
PD设备提供48V到低电压的转换是较容易的,但同时应有1500V的绝缘安全电压。
下面谈一下1000M BASE-T POE 供电系统图3 RJ-45插座示意图图4 供电电路分解细化1000M BASE-T POE 供电系统 4个线序对均传输数据，故无空闲对，均采用数据对供电,图4左图，1脚和2脚、3脚和6脚通过网络变压器进行电压、信号的分频、分离出来的电压连接到桥式整流进行整流供电，如图5图5 后段整流电路以上讨论的是POE adapter 供电模式，典型的POE adapter 如下图图6 POE adapter另一种是通过POE供电交换机供电图7 POE 供电交换机POE 交换机供电示意图PHY (网络物理层)主处理器PD接口控制器DC/DC 转换器PHY (网络物理层)主处理器PSE控制器（每芯片管理一到八个端口）48V电源以太网交换机/集线器（Power Sourcing Equipment）RJ-45开关CAT 5线缆GND 48V Tx Rx Tx Rx 48V 48V 注：Endspan设备的供电通道Midspan设备的供电通道信号线对备用线对受电设备（Powered Device）1364578212364578协商供电当在一个网络中布置PSE供电端设备时,POE以太网供电工作过程如下所示。
什么是POE供电POE供电方法有哪些
什么是POE供电POE供电方法有哪些导读今天跟大家讲讲一个基础概念——POE供电，可能许多朋友对于POE供电并不陌生，今天小编就来仔细为大家说说什么是POE供电，POE供电方法又有哪些，快跟着小编一起去看看吧！今天跟大家讲讲一个基础概念——POE供电，可能许多朋友对于POE供电并不陌生，今天小编就来仔细为大家说说什么是POE供电，POE供电方法又有哪些，快跟着小编一起去看看吧！什么是POE供电POE指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP 的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。
POE也被称为基于局域网的供电系统或有源以太网，有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。
POE供电方法有哪些POE的两种供电方法POE标准为使用以太网的传输电缆输送直流电到POE兼容的设备定义了两种方法：中间跨接法一种称作“中间跨接法”( Mid -Span )，使用独立的PoE供电设备，跨接在交换机和具有PoE功能的终端设备之间，一般是利用以太网电缆中没有被使用的空闲线对来传输直流电。
Midspan PSE是一个专门的电源管理设备，通常和交换机放在一起。
它对应每个端口有两个RJ45插孔，一个用短线连接至交换机(此处指传统的不具有PoE功能的交换机)，另一个连接远端设备。
末端跨接法另一种方法是“末端跨接法”(End-Span)，是将供电设备集成在交换机中信号的出口端，这类集成连接一般都提供了空闲线对和数据线对“双”供电功能。
其中数据线对采用了信号隔离变压器，并利用中心抽头来实现直流供电。
可以预见，End-Span会迅速得到推广，这是由于以太网数据与输电采用公用线对，因而省去了需要设置独立输电的专用线，这对于仅有8芯的电缆和相配套的标准RJ-45插座意义特别重大。
poe供电原理
poe供电原理
Poe（Power over Ethernet）是一种通过网络电缆向远程设备提供电力供应的技术。
它采用了两对网络线缆传输电流和数据，其中一对为正极（V+)和负极（V-），另一对用于数据传输（TX+和TX-）。
这种技术通常应用于计算机网络、安防系统和无线通信设备等需要供电的设备。
Poe供电原理基于直流电的传输。
在传输线缆中，电源设备将直流电压通过注入V+和V-线对的方式传送。
当远程设备连接到Poe网络时，其接收电源设备传输的电压。
在接收端，设备通过将电流经过V+和V-线对进行接地，以获得所需的电力。
为了减少能量损耗和增强效率，Poe采用了电源的分段传输。
这意味着电源设备会在一段时间内向网络发送短脉冲电流。
接收设备会通过测量脉冲间隙的时间来识别所需的电力。
这种方式有助于提高能量利用率和降低功耗。
此外，为了保护设备免受电源过载和电击的危险，Poe还采用了电源监控和电流限制机制。
电源设备会实时监测远程设备的电压和电流，并在超过设定阈值时自动切断电源供应。
总之，Poe供电原理通过直流电的传输，利用网络线缆向远程设备提供电力。
这种技术在便捷性和高效性方面具有优势，并被广泛应用于各种需要供电的设备。
POE_供电原理详解
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IEEE80 2.3af 允许两种用法：1.应用空闲脚供电时4、5脚连接为正极，7、8脚连接为负极。
下图为利用空闲线（4,5,7,8）传递48V 的电源。
POE 系统架构图解POES 统PSE 供电rx»据流-二%带电数S受电端亍 *2.利用信号线（123,6）同时传递数据信号和 48V 的电源。
应用数据脚供电时，将DC 电源 加在传输变压器的中点，在这种方式下线对1、2和线对3、6可以为任意极性。
传输数据 所用的芯线上同时传输直流电，其输电采用与以太网数据信号不同的频率，不影响数据的传 输。
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POE-供电原理详解
POE 供电设备原理详解标准的五类网线有四对双绞线但是在10M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的两对。
IEEE80 2.3af允许两种用法：1.应用空闲脚供电时4、5脚连接为正极，7、8脚连接为负极。
下图为利用空闲线（4,5,7,8）传递48V的电源。
2.利用信号线（1,2,3,6）同时传递数据信号和48V的电源。
应用数据脚供电时,将DC电源加在传输变压器的中点,在这种方式下线对1、2和线对3、6可以为任意极性。
传输数据所用的芯线上同时传输直流电,其输电采用与以太网数据信号不同的频率，不影响数据的传输。
标准不允许同时应用以上两种情况。
电源提供设备PSE只能提供一种用法,但是电源应用设备PD必须能够同时适应两种情况。
该标准规定供电电源通常是48V、13W的。
PD设备提供48V到低电压的转换是较容易的,但同时应有1500V的绝缘安全电压。
下面谈一下1000M BASE-T POE 供电系统图3 RJ-45插座示意图图4 供电电路分解细化1000M BASE-T POE 供电系统 4个线序对均传输数据，故无空闲对，均采用数据对供电,图4左图，1脚和2脚、3脚和6脚通过网络变压器进行电压、信号的分频、分离出来的电压连接到桥式整流进行整流供电，如图5图5 后段整流电路以上讨论的是POE adapter 供电模式，典型的POE adapter 如下图图6 POE adapter另一种是通过POE供电交换机供电图7 POE供电交换机POE 交换机供电示意图受电设备以太网交换机/集线器协商供电当在一个网络中布置PSE供电端设备时,POE以太网供电工作过程如下所示。
1. 检测：一开始,PSE设备在端口输出很小的电压,直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE802.3af标准的受电端设备。
2.PD端设备分类：当检测到受电端设备PD之后,PSE设备可能会为PD设备进行分类,并且评估此PD设备所需的功率损耗。
poe供电原理电路
poe供电原理电路POE供电的原理是在网络线缆中传输直流电。
一般情况下，以太网线缆（通常是Cat5或Cat6）中有8根导线，其中4根用于传输数据信号，剩下的4根就可以用来传输电力。
POE供电利用了这4根多余的导线。
POE供电的电路通常包括POE供电设备（PSE）和POE供电设备（PD）两部分。
PSE一般指交换机、路由器或POE注入器等能够提供供电功能的设备。
PD则指需要供电的设备，如IP摄像头或无线接入点等。
在供电过程中，PSE设备首先检测连接的设备是否支持POE供电。
这是通过向连接设备发送检测电压来实现的。
如果设备支持POE供电，PSE设备就会发送一个供电请求。
一旦收到供电请求，PSE设备会开始向设备传输直流电。
在POE供电的标准规范中，有两种不同的供电方式：POE和POE+。
在POE供电方式下，设备从PSE设备获得最高15.4瓦特（W）的电力。
这种供电方式使用两对线（相对应的线对）进行供电，其中一对线用于正向电流，另一对线用于负向电流。
在POE+供电方式下，设备从PSE设备获得最高30瓦特（W）的电力。
POE+供电方式使用4对线（所有线对）进行供电。
这样可以提供更多的电力，以满足一些高功率设备的需求。
一旦电力到达PD设备，PD设备将电力转换为所需的电源电压。
然后，将电源电压传送到设备的各个部分，如摄像头的镜头和感应器等。
同时，设备的数据信号也通过其他线对传输。
POE供电的优势之一是简化了设备的安装和布线。
传统的供电方式需要独立的电源线，增加了系统的复杂性。
而POE供电方式在网络线缆中传输电力和数据信号，不需要额外的电源线。
另一个优势是提高了设备的可靠性。
由于POE供电方式采用直流电供电，相比交流电供电方式，可以提供更稳定和可靠的电力。
这样可以减少设备由于电源噪声和干扰而导致的故障。
总之，POE供电的原理是通过网络线缆中的多余导线传输直流电。
这种供电方式可以减少设备的安装和布线成本，提高设备的可靠性，广泛应用于各种需要供电的设备中。
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弘浩明传科技（北京）有限公司POE供电原理弘浩明传科技（北京）有限公司目录1POE简介 (1)1.1产品特性 (1)2.1工作过程 (2)2.2供电原理 (3)2.3供电方法 (4)3.1应用实例 (5)3.2POE供电器 (5)3.3测试用例 (7)3.3．1POE网线检测 (7)3.3．2POE转接板测试 (8)3.3．3测试案例 (8)4.1弘浩AP功耗 (11)1.POE简介POE(Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作做何改动的情况下，在为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。
POE 技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。
POE也被称为基于局域网的供电系统(POL,Power over LAN)或有源以太网(Active Ethernet)，有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。
IEEE802.3af标准是基于以太网供电系统POE的新标准，它在IEEE802.3的基础上增加了通过网线直接供电的相关标准，是现有以太网标准的扩展，也是第一个关于电源分配的国际标准。
IEEE在1999年开始制定该标准，最早参与的厂商有3Com,Intel,PowerDsine, Nortel,Mitel和National Semiconductor。
但是，该标准的缺点一直制约着市场的扩大。
直到2003年6月，IEEE批准了802.3af标准，它明确规定了远程系统中的电力检测和控制事项，并对路由器、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、安全系统以及无线LAN接入点等设备供电的方式进行了规定。
IEEE802.3af的发展包含了许多公司专家的努力，这也使得该标准可以在各方面得到检验。
到2009年IEEE出了一个新的802.3AT标准，其中规定了POE可以提供更高的功率，单口输出功率超过了13W，理论可以达到50W。
1.1产品特性一个完整的POE系统包括供电端设备(PSE,Power Sourcing Equipment)和受电端设备(PD,Power Device)两部分。
PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备,同时也是整个POE以太网供电过程的管理者。
而PD设备是接受供电的PSE负载,即POE系统的客户端设备,如IP电话、网络安全摄像机、AP及掌上电脑(PDA)或移动电话充电器等许多其他以太网设备（实际上,任何功率不超过13W 的设备都可以从RJ45插座获取相应的电力）。
两者基于IEEE 802.3af 标准建立有关受电端设备PD 的连接情况、设备类型、功耗级别等方面的信息联系,并以此为根据PSE 通过以太网向PD 供电。
PSE 主要功能如下：1、为PD 搜索链接节点。
2、通过链接节点对检测到的PD 供电。
3、通过链接节点监控供电状态。
4、当PD 无请求时，断电并回到搜索状态。
POE 标准供电系统的主要供电特性参数为：1.电压在44～57V 之间,典型值为48V。
2.每对线允许最大电流为600mA。
3.典型工作电流为10～350mA,超载检测电流为350～500mA。
4.在空载条件下,最大需要电流为5mA。
5.为PD 设备提供4～25.5W 五个等级的电功率请求,最大不超过30W。
但理论上，802.3at 规范中重要的改进之一是将一对线电流的上限值规定为600mA 。
现在，PSE 必须要能够连续提供至少600mA 的电流，一个50V 的最小输出电压和57V 的最大输出电压。
这转化为一个34.2W 的PSE 输出功率。
电缆电阻的模型化设计值不大于12.5Ω，根据2RI P =，有4.5W 的损耗，因而在PD 连接器上产生了34.2W-4.5W=29.7W 的可用功率。
有必要把48V 转换效率考虑在内，有0.9W 的损耗，这样最终传输至PD 负载的可用功率约为29.7W -0.9W =28.8W 。
如果在两对线上同时施加电压，传递两组600mA 的电流，理论输出功率可达到28.8W *2=57.6W 。
2.1工作过程当在一个网络中布置PSE 供电端设备时,POE 以太网供电工作过程如下所示。
1.检测：一开始,PSE 设备在端口输出很小的电压,直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE 802.3at 标准的受电端设备。
2.PD端设备分类：当检测到受电端设备PD之后,PSE设备可能会为PD设备进行分类,并且评估此PD设备所需的功率损耗。
3.开始供电：在一个可配置时间(一般小于15μs)的启动期内,PSE设备开始从低电压向PD设备供电,直至提供48V的直流电源。
4.供电：为PD设备提供稳定可靠48V的直流电,满足PD设备不越过15.4W的功率消耗。
5.断电：若PD设备从网络上断开时,PSE就会快速地(一般在300～400ms之内)停止为PD设备供电,并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接PD设备。
2.2供电原理标准的五类网线有四对双绞线,但是在l0M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的两对，而l000M BASE-T则四对都用到。
IEEE80 2.3at允许两种用法：1、应用空闲脚供电时,4、5脚连接为正极,7、8脚连接为负极。
（图1）2、应用数据脚供电时,将DC电源加在传输变压器的中点,不影响数据的传输。
在这种方式下1、2和3、6可以为任意极性。
（图2）标准不允许同时应用以上两种情况。
电源提供设备PSE只能提供一种用法,但是电源应用设备PD必须能够同时适应两种情况。
该标准规定供电电源通常是48V、13W的。
PD设备提供48V到低电压的转换是较容易的,但同时应有1500V的绝缘安全电压。
图为RJ-45插座示意图图1空闲脚供电图2数据脚供电2.3供电方法POE标准为使用以太网的传输电缆输送直流电到POE兼容的设备定义了两种方法：一种称作“中间跨接法”(Mid-Span),使用以太网电缆中没有被使用的空闲线对来传输直流电,相应的Endpoint PSE支持POE功能的以太网交换机、路由器、集线器或其他网络交换设备。
（图1）另一种方法是“末端跨接法”(End-Span),是在传输数据所用的芯线上同时传输直流电,其输电采用与以太网数据信号不同的频率。
（图2）Midspan PSE是一个专门的电源管理设备,通常和交换机放在一起。
它对应每个端口有两个RJ45插孔,一个用短线连接至交换机,另一个连接远端设备。
可以预见,End-Span会迅速得到推广,这是由于以太网数据与输电采用公用线对,因而省去了需要设置独立输电的专用线,这对于仅有8芯的电缆和相配套的标准RJ-45插座意义特别重大。
3.1应用实例425主板供电原理图图为425主板供电原理图它支持AUCPOWER供电、也支持网口RJ45供电只能选其中一种供电方式供电。
1、4脚和5脚并联、7脚和8脚并联进行桥式整流后供电2、1脚和2脚、3脚和6脚通过网络变压器进行电压、信号的分频、分离出来的电压连接到桥式整流进行整流供电3.2POE供电器4578空闲脚供电支持十兆百兆POE盒子示意图原理图支持十兆百兆千兆POE盒子示意图原理图3.3测试用例．1POE网线检测3.33.3．测试设备：POE供电器、网线测试工具：万用表测试方法：万用表接触网线水晶头各脚1、通过10M/100M POE供电器后网线各脚功能1脚为TX+“数据发送正端”、2脚为TX-“数据发送负端”、3脚为RX+“数据接收正端”、6脚为RX-“数据接收负端”。
万用表测试应为无电压，4脚5脚为正端、7脚8脚为负端、电压为48V注：不经过POE供电器各脚功能是1236数据端、4578空闲2、通过1000M POE供电器后网线各脚功能1脚为TX+“数据发送正端”、2脚为TX-“数据发送负端”、1脚2脚同时带正电或负电。
3脚为RX+“数据接收正端”、6脚为RX-“数据接收负端”、3脚6脚同时带正电或负电。
4脚为TX+“数据发送正端”、5脚为TX-“数据发送负端”、4脚5脚同时带正电或负电。
7脚为RX+“数据接收正端”、8脚为RX-“数据接收负端”、7脚8脚同时带正电或负电。
注：1脚2脚为一组、3脚4脚为一组他们只能带相反电压。
4脚5脚为一组、7脚8脚为一组他们只能带相反电压。
3.3．2POE转接板测试3.3．一、测试设备：POE供电器、AP二、测试工具：万用表、POE转接板三、测试方法：1：POE供电器经过POE转接板连接AP、测试1脚3脚之间的电压、5脚8交之间的电压、再混合测试5813各脚之间的关系。
2：给POE供电器接上交换机测试各脚之间的关系。
POE转接板POE网口转接板有两个直接连通网口，只需把POE供电器到AP之间的网线经过它串联起来、１、３、５、８的金属片为测试触点（用普通万用表电压200V档测量1、3或5、8）。
四、测试结果：1、我们弘浩POE供电器为5、8脚供电测量出48V电压、1、3无电压。
2、接上交换机5、8脚为48V，1、3脚为50V打开交换机控制命令业设置信号端不供电后1、3脚电压为零。
．3测试案例3.3．3.3一、目的测试POE交换机与POE供电器混合工作，以及长网线供电二、测试方式按工程接法连接交换机、供电器和AP，采用自制POE网口转接板串在AP网口处，用万用表测试到AP侧的实际供电线对地电压。
测试连接图如下：AP1到AP8是500MW 高功率AP，采用弘浩供电器供电；AP9是100ＭＷ双频AP，直接用烽火ＰＯＥ交换机供电。
POE 网口转接板有两个直接连通网口，并有引出网线的１、３、５、８的金属片方便测量网线上的电压（用普通万用表电压档测量1、3或5、8）。
POE 转接板测试结果：1、按图接法先使用2M 左右的网线做了测试。
9台AP 都正常启动工作。
测到烽火交换机采用1、3线供电，电压50V；弘浩供电器采用5、8线供电，电压48V。
没有同时供电现象发生。
稳定工作3天（72小时）。
2、用普通网线制作了50M 长网线。
用长网线对AP1、AP9做了测试，出现故障。
AP1的电压33V 左右，AP1不停的反复重启动。
AP9的电压38V 左右，AP9启动到无线时就会灯全灭死机。
我们对长网线做了检查，发现网线的芯线的电阻非常大。
网线中1、2、3、6的每根线电阻25欧左右，4、5、7、8的电阻更高达76欧左右。
（按IEEE 标准5类线的每100M 的直流电阻不得超过10欧）。
这些故障都是AP 电压过低的表现。
原因是网线阻抗太高，分掉了输出电压。
不排除电压过低直接就连ＡＰ灯都不亮的情况。