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PoE 技術簡介以太網(wǎng)供電（PoE）是一種標準以太網(wǎng)布線的雙重功能技術，既作為數(shù)據(jù)傳輸設施，又作為向遠程設備供電的手段。這項技術的出現(xiàn)在簡化安裝和提升互連效率方面提供了許多優(yōu)勢。應用于這項技術的常用設備包括：IP 電話、安全攝影機、智能照明設備、現(xiàn)代智能辦公設備等裝置，它們都能采用 PoE 技術來完成設備供電。這樣，就能省去配置電源線的費用，使整個裝置更簡潔，成本更低。

對于工業(yè)領域而言，也是如此。通過以太網(wǎng)電纜傳輸電力，需要在設施上鋪設的電纜更少，從而更容易建立或重新配置生產場所。目前 PoE 技術已經從傳統(tǒng)的 WLAN、網(wǎng)絡監(jiān)控、IP 電話等領域延伸到新零售、IoT、智慧城市等多種新的應用場景。這種技術具有成本低、施工方便、供電穩(wěn)定、運維效率高等特點。

PoE 技術的歷史通過以太網(wǎng)電纜傳輸電力的概念可以追溯到 2003 年，當時 IEEE 批準了第一個以太網(wǎng)供電（PoE）標準，這是對 IEEE 802.3bt 核心標準的修正。IEEE 802.3af 是 IEEE 標準委員會批準的第一個關于數(shù)據(jù)終端設備 (DTE) 通過媒體相關接口 (MDI) 供電的標準。以這種方式供電的前提是在部署越來越多的以太網(wǎng)連接設備時采取降低成本的措施。

任何聯(lián)網(wǎng)設備，無論是安全攝像頭、無線接入點還是工業(yè)傳感器，都需要電源才能工作。PoE 標準是 IEEE 802.3af，該標準規(guī)定了 15.4W 輸出功率。并向受電設備提供 48V 的直流電。后期的衍生標準包括 802.3at（PoE+），相較 IEEE 802.3af，可輸出 2 倍以上的電力，每個端口的發(fā)射功率可在 30W 以上；以及 802.3bt（PoE++），它可以發(fā)射 60W 或 100W 的功率。還有一些非標準的實現(xiàn)可以獲得更高的功率或更長的覆蓋范圍。

在任何聯(lián)網(wǎng)設備中，無論是生產現(xiàn)場所需要的安全攝像頭、無線接入點還是工業(yè)傳感器，都需要電源才能工作。通常，這將涉及到在設備附近為其放置一個線路電源插座，即使低壓電源需求相對較小，通常不超過 10W。在大多數(shù)情況下，設備可能是唯一需要線路電源插座的原因，而且很明顯，在連接所有設備之前，廣泛的部署可能會帶來巨大的電氣安裝成本。PoE 的另一個好處是在線路斷電的情況下為重要的用電設施提供備用電源。

PoE 技術在工業(yè)領域的一些應用簡化系統(tǒng)布線降低能耗產生。許多工業(yè)自動化設施的設計有一項原則是易于配置和布局。例如，生產設施中的裝配線可能需要拆卸和設置以生產不同的產品。以太網(wǎng)和 PoE 的結合增加了自動化系統(tǒng)的模塊性，使一些設備幾乎是即插即用的，只需插入以太網(wǎng)電纜即可提供網(wǎng)絡連接和電源。這簡化了工廠設置，使電纜更容易布線并連接到設備層。這也節(jié)省了項目實施的時間，同時節(jié)省了額外布線的成本和鋪設電纜所需的人力。此外，通過為網(wǎng)絡上的每個 PoE 端點或供電設備（PD）提供一個中央電源，PoE 提供了一個單一的維護點。例如：啟用 PoE 的交換機或集線器可以安全地為每個 PD 提供高達 90W 的功率，使 PoE 適用于攝像機、緊湊型控制面板以及閥門等執(zhí)行設備。

同樣，采用 PoE 技術還可以釋放額外布線的空間。由于功耗、熱能耗等問題，工業(yè)設施中的大多數(shù)電纜束會有一定的限制。同一束中的電纜通常使用扎帶固定在一起。因此，電纜束中的所有電纜都會產生熱量，從而升高整個電纜束的溫度，稱為“溫升”。由于電阻隨溫度升高而增大，隨著溫升的增加，由于熱量引起的功率和信號損耗將降低電纜束中每根電纜的功率效率。PoE 簡化了工業(yè)自動化中電力電纜的使用，從而減少了一束電纜的數(shù)量，減少了熱功耗，并防止了以太網(wǎng)雙絞線中的信號退化，提高了向設備供電的效率。因此，在自動化設備中增加 PoE 技術具有很強的現(xiàn)實意義。

面向 PoE 的解決方案

Microsemi/Microchip 的 PD69104B1ILQ 電源開關 IC 支持網(wǎng)絡設備通過單根電纜共享電源和數(shù)據(jù)。PD69104B1 支持 44V 至 57V 的電源電壓，無需額外電源。該電源開關 IC 包括內置熱保護。該器件在單個 48 引腳塑料 QFN 封裝中集成了電源、模擬電路和最先進的控制邏輯。以太網(wǎng)交換機和中跨設備均采用該款電源開關 IC 芯片。PD69104B1 器件是一款 4 端口、混合信號、高壓以太網(wǎng)供電（PoE）管理器。該電源開關 IC 支持三種工作模式，即 MSCC 擴展自動模式、半自動模式和自動模式。PD69104B1ILQ 電源開關 IC 通過過載、欠載、過壓、過熱和短路機制提供功率器件實時保護。

圖 1Microsemi/Microchip PD69104B1ILQ 電源開關

ICMicrosemi/Microchip 的 PD-96xxGC 千兆中跨是 PoE（以太網(wǎng)供電）注入器，可按照 IEEE 802.3bt 標準提供高達 90W 的功率。PD-96xxGC 中跨設計用于電流的遠程供電以及新興的大功率應用，有 1、6、12 和 24 端口型號可供選擇。PD-96xxGC 中跨非常適合用于為 802.11 接入點、pan-tilt-zoom（PTZ）和半球型攝像機、IP 視頻電話以及其他具有 90W 功率的大功率以太網(wǎng)終端供電。這些 802.3bt 器件與任何 IEEE 802.3af/at 終端向后兼容，并可與其一起安全使用。借助即插即用型安裝，可輕松且經濟高效地利用現(xiàn)有的以太網(wǎng)基礎設施，同時確保面向未來的網(wǎng)絡安全。

圖 2：Microsemi/Microchip PD-96xxGC 千兆中跨

結論

隨著以太網(wǎng)交換機的使用及普及，PoE 功能已經成為許多以太網(wǎng)交換機的一項標準配置。它不僅可以在同一根電纜上提供安全高效的電力傳輸，同時還可以保持安全、可靠的網(wǎng)絡連接。采用 PoE 技術的交換機會越來越受歡迎。未來，PoE 交換機發(fā)展趨勢將偏向更高功率，為更多 IP 設備提供安全、穩(wěn)定的電力。