乙太網供電

乙太網供電、網路攝像頭、VoIP電話同時提供電力供應和資料傳輸。現時有多套技術標準用於實現在雙絞線上同時傳輸電力和資料，其中有三種於2003年已經被電氣電子工程師學會標準化入IEEE 802.3中，分別稱為模式A、模式B、4PPoE。對於10BASE-T和100BASE-TX，這些技術只使用到CAT5類雙絞線4對線中的兩對。模式B方案，是將電力傳輸和資料傳輸的線路分開，使其容易排查故障，並且充分利用四對雙絞線線路，將正電壓載入在引腳4、5上，負電壓載入在引腳7、8上。模式A方案，在雙絞線乙太網，由於四對線路都需要用於傳輸資料，模式A和模式B都需要將傳輸的電力同時載入在傳輸資料的線路上。4PPoE方案會使用四對雙絞線全部線路來傳輸電力，能為、高效能的無線接入點、乃至膝上型電腦電池提供更強勁的供電。除了上述三種方案外，IEEE還提供一套信令標準用於識別電源裝置，這些信令能夠允許電源裝置檢測到符合的受電裝置的存在，並允許受電裝置和電源裝置協商所需或可用的電量。標準制定.四對、兩對雙絞線乙太網.最初的PoE標準IEEE 802.3af-2003能提供每個介面最高15.4W的直流電功率能為型別2的裝置最高提供25.5W的功率。2009年還禁止裝置使用四對線路來獲得電力。這些標準也被整合到IEEE 802.3-2012版的標準發行物中。IEEE 802.3bt-2018的電流。另外，該標準也包含對 2.5GBASE-T、5GBASE-T 、10GBASE-T的供電支援。 這個新特性為新應用領域打開了大門，擴大了高效能無線接入點和監控攝像頭等應用的使用範圍。單對雙絞線乙太網.IEEE 802.3bu-2016，也被稱為單對線Power over Data Lines，主要在100BASE-T1和1000BASE-T1標準，也就是一對雙絞線的乙太網版本提供資料傳輸和電力供應的版本修改。四對、兩對雙絞線的版本中，負責提供電力的線路負載上相同的電壓，沒有用於傳輸資料的差分電壓差。而在單對雙絞線版本中，供應電力的電壓同時負載在傳輸資料的線路上，能提供10級供電型別，能對受電裝置提供從0.5到10W的電力功率。之後，PoDL還增加10BASE-T1、2.5BASE-T1、5GBASE-T1、10GBASE-T1的支援，到2021年，對於供電功率型別增加至15級。用途.PoE的應用場景包括：術語.供電裝置，也可能是一個不支援PoE的網路交換機到另一臺PoE裝置之間的中間裝置，例如PoE注入器，通稱為midspan裝置。受電裝置指任何由PoE供電的裝置，這些受電裝置通常還附帶一個可選的外部電源供電介面，根據設計，裝置可以完全不用、部分、或者全部由這個供電介面獲得電力，有時候也會作為一個裝置供電的後備，以防止PoE供電出現故障。電源管理功能和整合.PoE的倡導者希望PoE能夠成為全球長遠的直流電源佈線標準，並取代大量難以集中管理的單獨交流介面卡。相應批評者認為，PoE的供電電壓太低，實際上比單純的直流電源介面卡效率更差，尤其是乙太網雙絞線的細長導體會導致這樣的損耗。等PoE的倡導者指出，所引用的損耗是針對受電裝置的電纜質量、長度和功耗方面的最壞情況。在任何情況下，如果中央PoE電源取代了專用的交流電路、變壓器和逆變器，這些佈線中的功率損耗是合理的。整合高效能乙太網和PoE.PoE和IEEE 802.3az高能效乙太網聲稱每條鏈路可節省高達3W 的功率。 隨著更高功率的裝置上線，這種節省尤其重要。標準實現.基於標準的乙太網供電是按照 IEEE 802.3af-2003或 2009 年更新的 IEEE 802.3at 中的規範實施的。 標準要求使用CAT-5雙絞線以獲得更高的功率水平，但如果只需要較低的功率，則允許使用CAT-3雙絞線。電源作為共模訊號透過乙太網電纜中的兩個或多個差分線對提供，並且來自支援PoE的網路裝置內的電源，或者可以在電纜中使用PoE注入器作為附加的PoE電源，與非PoE交換機結合使用。幻象電源技術允許線路供電的同時也能承載資料傳輸。這不止允許不僅可以用於 10BASE-T 和 100BASE-TX，也可以用於1000BASE-T、2.5GBASE-T、5GBASE-T和10GBASE-T，這些規格會使用線纜全部四對線路進行資料傳輸。因為所有版本的雙絞線乙太網都規定了每對線路帶有變壓器耦合的差分資料傳輸，直流電源和負載可以連線到變壓器兩端的中心抽頭，因此，每一對作為直流電源的一側以共模方式工作，因此需要兩對來完成電路。直流電源的極性可以透過交叉電纜反轉，受電裝置必須使用任一對執行：備用對 4-5和7-8，或資料對 1-2 和 3-6。極性由備用對的標準定義，並透過使用二極體電橋對資料線進行模糊的實現。注：為裝置供電.模式A在10BASE-T、100BASE-TX模式使用資料對來供電；模式B則是使用備用對來供電；4PPoE模式下則使用全部四對線路來供電。PoE在使用全部四對線路進行資料傳輸，沒有備用對的1000BASE-T、2.5GBASE-T、5GBASE-T、10GBASE-T模式依然可以供電，是基於使用了幻象電源技術。模式A有對於MDI和MDI-X有兩套配置模式，使用相同的線對但對應不同的極向。其中線1和線2對應另一極。10BASE-T和100BASE-TX都會使用這兩個線對來傳輸資料，而且也可以單獨只用於提供電力。自由極性支援交叉線、直通線和自動MDI-X功能。模式B下，線4和線5對應另一極。由於這兩對線對於10BASE-T和100BASE-TX是備用線對，所以模式B一定要使用4線對雙絞線。模式A和模式B兩個供電模式的選擇是由供電裝置去決定的，而不是由受電裝置決定。標準中不允許受電裝置只實現模式A或模式B，但供電裝置可以實現全部或只有其中一種。受電裝置可以在供電線對之間放置一個 25 kΩ的檢測電阻來表明它符合標準，供電裝置如果檢測到供電線對的電阻過高或過低，則會切斷供電，從而保護非PoE裝置。可選的功率等級功能允許受電裝置透過在更高電壓下更改檢測電阻來指示其功率要求。要保持供電，受電裝置必須每次使用至少5–10 mA的電流至少60毫秒。 如果受電裝置超過 400毫秒未滿足此要求，則供電裝置將認為裝置已斷開連線，並出於安全原因，切斷供電。供電裝置存在兩種型別：endspan而必須更換交換機時應用，這樣方便應用PoE技術。而midspan則是在不改變現有交換機裝置的情況使用。支援IEEE 802.3at標準的裝置會定義為型別2裝置，一個支援IEEE 802.3at標準的供電裝置也可以使用鏈路層發現協議來配置標示支援IEEE 802.3at標準。分類4只能讓型別2裝置以802.3at標準使用，在鏈路啟動步驟必選正確響應分類2、標記2的訊號，802.3af裝置使用分類4的電流分類被視為不符合要求，而是被視為使用分類0的電流。:13透過鏈路層發現協議配置.鏈路層發現協議格式。 PoE 標準定義了PSE和PD用於傳送訊號和協商可用功率的TLV 結構。使用LLDP協商電源配置的步驟如下：此功率協商的規則是：非標準實現.思科.在IEEE將PoE標準化之前，思科的一些無線接入點和VoIP電話就支援私有的PoE功能。這些早期PoE裝置不能透過軟體升級來支援IEEE 802.3af。思科給這些早期PoE裝置能每個埠提供高達10W的功率。透過，交換機和終端受電裝置之間可以協商需要傳輸的電量，除外，CDP還會將語音VLAN值從思科的交換機動態傳送給思科的VoIP電話。在思科這個標準下，PSE將這個訊號透過低通濾波器連接回接收線端，PSE就會從PD收回這個FLP訊號，PSE就會線上對1和2提供一個共模模式電流，預設為48V、6.3W的直流電。PD必須在5秒內向交換機埠提供自動協商模式以協商獲得乙太網鏈路。稍後帶有TLV的CDP訊息告訴PSE其最終功率要求。鏈路脈衝的中斷會讓電源關閉。2014年，思科又創造另一個私有PoE協議，名為“Universal Power over Ethernet”，經過裝置協商，最高可以使用四個線對提供60W的功率。凌力爾特.提供了一種稱為“LTPoE++”的PoE技術，透過簡單的CAT-5e雙絞線，能夠傳送38.7、52.7、70、90W四檔功率。美高森.在2007年收購PowerDsine公司，這家公司自1999開始就銷售自己的Power over LAN技術及配套的跨端電源注入器。一些公司，如Polycom、3Com、朗訊、北電網路，有使用該技術。被動式供電.透過被動式時PoE系統，電源注入器不與受電裝置協商供電電壓和功率，只是始終供電。常見的百兆被動式電源注入器使用802.3af模式B的引腳排列，但極化可能各不相同。千兆被動式電源注入器在資料引腳上使用變壓器，以允許電源和資料共享電纜，並且通常與802.3af模式A相容。需要5伏電壓的裝置通常不能在超過短距離乙太網電纜上使用5V的PoE，因為電纜的壓降太大，因此遠端需要24 V或48V轉5 V的DC-DC轉換器。也存在DC-DC的被動式電源注入器，將9~36V或36~72V的電源電力轉換為穩定的24V1A、48V0.5A、48V2.0A的PoE電力，將線腳4和5接為正極、線腳7和8接為負極。這種DC-DC電源注入器主要用於電信設施。供電能力限制.ISO/IEC TR 29125和 EN 50174-99-1在標準草案中就預料了使用4PPoE之後對預期的線材發熱情況，提到兩種情況：第二種情況很大程度上取決於環境和安裝，而第一種情況僅受電纜結構的影響。在標準非遮蔽電纜中，與PoE相關的升溫升增加了5倍。在遮蔽電纜中，該值下降到 2.5 到 3 之間，具體取決於設計。