以太网供电（PoE）相关技术.doc

以太网供电技术（PoE）编者按：以太网技术在二十多年的发展过程中，从单一的数据网变成了混合的应用网，目前已经包括了VoIP（IP语音）应用、iSCSI 存储应用等，PoE （Power over Ethernet ，以太网供电技术）则使以太网能够为设备提供电源，从而能够简化管理并节省资源。企业如何才能利用“以太网供电”技术达到这个目的呢？ 4 a* e4 d- f: ?$ H; K; |2 P9 g8 d5 c9 v5 G& L% 8 D p以太网供电有时也称作网络供电，是一项利用标准五类10 BaseT和100 Base-TX 以太网线缆传输少量电力，为设备提供电源的技术。虽然这项技术的出现已有数年之久，但直到2003年6 月国际电子电器工程师协会（IEEE）的以太网电源标准（802.3af ）得以批准之后，设备厂商才敢投入相关设备的制造，用户才敢放心大胆地购买此类产品。 ; d( k& m+ M4 A1 _2 nTb! If U802.3af 标准规定每个供电端口最大能提供的功耗为15.4 w，这就允许许多外设能直接从以太网络中获取足够的电力，而不需要为每个设备提供单独的电源。 * ?% z6 D- 2 G% b$ g b9 q+ * v, B6 h/ d8 YPoE 是如何工作的 e% l8 k. b* b G e8 ?& x- V N8 j% K. e! m% m大多数情况下，PoE 支持始于第五类电缆发射器，它向以太网电缆注入所必需的伏特数。802.3af 规范允许第五类电缆传输44 V 57 V的电力，不过绝大多数厂商都决定制造能注入48 V电压的发射器。 7 ( X; f5 - S5 Q+ 0 B) R/ ?+ z: ; W$ H# t) 4 L* I: tPoE 系统有两大组成部分，其一是电源供应设备（Power Sourcing Equipment，PSE ），通常情况下就是指配有电力发射器能支持PoE 的交换机，另一个就是用电设备（Powered Device，PD）。标准五类以太网线缆有四个双绞线对，电流通过其中的两对进行传输。 $ h t8 k. a1 v- B% H8 X0 l u+ M( F7 m+ Oz4 M+ b8 802.3af 标准规定了通过使用这些线缆供电的两种方案。第一种方案是，由于10Base-T和100Base-TX数据传输只用到了四个双绞线对其中的两对，另外两对备用线对就被用于传输电力。 I6 X0 D( o( r8 $ v0 9 B ?& L D7 q2 Q另一种方案则由负责传输数据的两队双绞线对同时承担传输电力的任务，但不能影响到网络带宽和数据传输性能。电源供应设备可选择采取其中的任何一种方案，但用电设备必须同时支持两种方案。 8 a4 l, _3 J% c% u7 b- z& p5 u; B& S P( L/ q& D* E, w! tY现在很多厂商已经在他们的新产品中集成了对PoE 的支持。不过，如果老的数据供应设备不能直接支持电力的供应，也有另外一种解决办法，就是数据供应方和用电设备之间增加一个中间跨度设备，有时称作中间跨度插入板或电力集线器。 7 c* T6 p% Q3 9 o: E: _7 N, x6 3 B0 + z h d显然，电源供应设备另一端的用电设备必须要能接受电流以支持PoE.如果用电设备不支持PoE ，那么通过一个直流电采集器，有时称作以太网分离器，也能达到相同的目的。不管怎么样，电流在进入用电设备前必须被调整到准确可用的电压级别。 2 U3 w# K$ m# v: d F$ 3 ?- E. X6 l1 vPoE 的设备价格与潜在商业利益 ! a: u% Tx3 m$ P4 H u- S; a R8 M, G( w4 Z; g0 u4 E支持802.3af 标准的PoE 设备比一般的以太网设备贵25。企业级支持PoE 的48口可堆叠式100BaseT交换机，比如Cisco 的Catalyst 3560 48P，起码要4000英镑。 2 i2 e) R& E! _w z* C9 V ; O2 a1 U3 v比起这些企业级设备，那些可以通过一条以太网线为一个设备供电的含有基端和终端单元的PoE 转换套件大约只需要40英镑，不过如果想把大量的外围设备通过这种转换设备连接起来可不事件容易的事，又复杂又耗时。 0 b9 Ni& M3 K5 Y0 m7 P) _2 J sPoE 交换机的价格也许会降，但不管怎样，比起在机房里安装大量的电缆电路的费用，PoE 设备显得更有吸引力。PoE 可以让网络管理员的工作简单轻松许多。它可以让管理员不用离开办公桌就能轻松地远程开启或关闭设备，而不必花时间专门跑到机房干这些活。 9 k, g6 c% Mh+ s: Y+ ? G( N8 g X5 * 还有，因特网工程任务组织（IETF）已经同IEEE合作，对已经在以太网中大量使用的简单网络管理协议进行扩充以便对PoE 进行更好的支持。 * X# F0 B( M Q% O$ Z: t4 U Q一个针对管理PSE 和PD的扩展类以太网接口MIB 的草案（RFC 2665）已经起草完毕，同时802.3af 规范则定义了可用于管理此类接口的硬件寄存器。 % m1 q8 _/ Q8 w( ?; a3 5 Q3 i% B6 v$ M7 L8 s) i6 ; A- B! y使用能支持PoE 的交换器并为之配备一个UPS （不间断电力供应系统），就能在突然断电的情况下保证与之相连的所有外围设备仍然可以使用一段时间，这样突然断电的恢复策略就能大大得到简化。 - s s% l1 O$ , f% . r- l$ o* b6 n9 _ . |9 SPoE 支持哪类设备 , o0 r% i4 E) L! t. f6 F$ r1 b$ O! 9 0 z2 q15.4 w的最大输出功率意味着PoE 只能支持小型外围设备而非那些大型的IT设备如PC和打印机。有些厂商正在研究那些细慢充电的笔记本电脑使用PoE 的可能性，但至少在本文写作时还未出现集成了相应支持的便携式电脑。 9 X0 t: a) A- 1 Q! y8 4 R) f H: t, m企业内迁移到使用IP电话的需要可能是企业开始采用支持PoE 设备的最可能的催化剂。迁移到IP语音系统和语音/ 数据集成网络，不管是在企业内部的局域网或者是跨企业的广域网，对IT部门来说都是个问题。 & Q. a1 O: L m W+ s& l$ ?# R- F0 a0 v( 1 F1 % e与普通的模拟电话不同，专业的IP电话除了有来电显示，语音信箱和来电转接功能外，还拥有其他复杂的显示与记忆功能。由于需要进行特定的技术处理，IP电话都配有专用的电源适配器以从墙上的电源插座取电，即使IP电话的功率一般很少超过5.5 w. 0 e2 X; g. _9 8 z1 b( B, Z; |+ o2 h& A# N$ P9 o4 r在整个办公大楼里安装部署IP电话对已有的电力系统来说是个不小的压力，可能不会有那么多剩下的多余插座，这就要求在已有的办公大楼内进行大量的电力系统重整，而新的大楼则需要更大范围的电力安装。如果在已有网络系统上增加PoE 设备就能有效避免这些问题。这同样也适用于无线网络接入点或是网络摄像头，一般它们只需要6 w 到10 w的电力。 % |4 F3 I& Z/ B y2 n% F3 B2 ; U+ % u企业怎么部署PoE 系统 + r3 J. K/ J3 b# e/ D/ d: Y8 i: J) X: v给网络增加PoE 支持相当简单，只要已有的有线基础设施遵循标准的第五类规范和使用要求。所有必要的组件都包含在交换机内部，这意味着管理员要么购买新的设备，要么充分利用制造商对已有交换机相应部件进行升级的机会来支持PoE. PoE设备向下兼容已有的以太网设备，这意味着支持PoE 的设备和其他不支持PoE 的设备在网络里是可以共存的。 3 k, b7 R( q5 c0 K5 k& X# s1 r/ n9 B( D8 xPSE 会检测连接到它的端口上的网络设备是否支持PoE ，然后决定是否向它传送电力，并随时监视传输的电流。如果设备关闭了， PSE 也能检测到并停止供电以节省电力资源。 ( D* Q ) W X2 V9 1 Y6 U3 n- ?* k D9 V5 D( s4 |% r是使用能直接支持供电的交换机还是使用中间跨度电源供应设备一般取决于网络管理员想要支持多少用电设备。如果量不大，那么采用中间跨度电源供应设备会更容易些，同时也更加灵活和便宜。 - Q$ I 9 U! S2 G5 n8 C6 |- ( V7 r2 C- W4 _- k; n然而，如果想大范围地部署IP电话、无线网络接入点、网络摄像头和其他外围设备，那么更应该投资升级系统以支持PoE 或者同时购买新的PoE 设备。应该想到的是，尽管有些背板式交换机支持在内部增加PoE 模块，但很多交换机由于供电和冷却系统的限制并不支持这么做，所以网络管理员在计划升级他们的系统时要弄清楚他们的设备功能。还有，任何大范围地部署PoE 系统都需要升级已有的UPS 系统，或者安装额外的电力保护设施。 v/ i- a. K# U9 E3 m, H8 ( k9 _$ D# _5 g5 m: g2 Y名词解释 : . o# j/ R( p/ E( J9 W# K; b R! W6 K电源供应设备（PSE ）电源供应设备能向以太网线缆注入必要的电力供用电设备使用。 802.3af IEEE 的802.3af 标准规定了一套稳定的，可共同操作的支持PoE 设备的平台。 - w+ F3 K8 f, PF* y& v* & JH! M& B2 h( X不间断电力供应系统（UPS ）不间断电力供应系统是在出现意外断电时维持用电设备继续工作一段时间的备用电力设备。简单网络管理协议（SNMP）简单网络管理协议是一套能支持在局域网内进行网络管理和监视网络设备运行情况的网络协议。 + v2 - i- |7 Y& C6 q+ gF1 ( F Z& ; G8 % O F$ C8 ( 中间跨度电力供应系统中间跨度电力供应系统在交换机不直接支持PoE 的情况下向网络电缆注入电力以供用电设备使用。 * C- X% D( d8 q b f% N# d7 P. o: / m7 : Y) X9 E p/ J0 _2 G附：PoE 标准将被扩充数据电力集成前景光明 & J0 P! W2 Z: 2 o# I/ v2 h n! f/ Z0 ?8 R* m/ x; Z, Rq. jIEEE已经成立新的小组准备扩展现有的以太网供电标准，主要目的就是支持更大范围的设备，可以说数据与电力的集成即将迈上一个新的台阶。PoE 技术是一种非常好的技术，一旦用上了，很快你会发现这简直就是不可或缺的，尤其是在公司需要部署大量电子设备的时候。 7 w0 P! G7 J# E- z8 x8 t. c; 7 t/ g6 C9 A2 X6 q0 & L1 有了它，除了可以免去大量的墙上插座和交流电适配器外，在部署各式各样网络硬件时也会显得格外轻松。为了能接上新买的那些摄像头和IP电话及无线接入点，你再也用不着汗流浃背地满地寻找多余的插座和电缆了。现在数据线同时也能携带电力，硬件只要一插上数据线就能用，不再需要额外的电源线了。 3 o- V2 G- u K7 v7 I0 a) r- _5 i( D# ?( A1 j+ V当然，这也有一些限制。802.3af PoE 标准规定每条数据线携带的电力最大为13 w，而且实际应用中很少能够达到这个最大值，所以现在很多设备还没办法通过PoE 方式来供电，至少目前是这样。不过提高这个13 w限制的行动正在酝酿当中，上个月IEEE专为扩展802.3af 标准成立了一个新的研究小组。 5 e( C% - g, r. M9 P* o( ?- b: F/ O( k! y) G M! X2 X该研究小组的目标就是制定一套新标准，既能向下兼容已有的802.3af 标准，又能让设备使用远超过13 w的电力。该新标准称作 PoEplus ，它能让PDA 、笔记本甚至桌上电脑都能从局域网的网线中获取足够电力。讨论的中心是到底该提供多大电力，一些小组成员建议40 w或更多，不过这还是有点难度，因为以前从来没考虑过让双绞线去携带这么大的电力，而且数据和电力互相干涉及一些安全问题都有待解决。 % M& n) F, D% F+ i: U; B. m3 O! 9 v% f% U加强PoE 电力将引起的散热问题是几大关键点之一。还有个重要的问题是如何保证网络上不同的设备都能获取适当的电力，也就是说，比较耗电的设备你得多提供电力以维持运转，同时也不能因为电力太大而烧掉那些不耗电的设备。 # 9 h0 _+ JA& t |* c) V* U; m0 R# ( w* A v6 z但不管怎么说，鉴于无线技术和IP语言技术的飞速发展以及移动设备对该项技术的强烈需求，以上问题的解决和PoEplus 标准的出台并不需要等上太长时间。 7 k K& X) Y+ J9 d& e6 ( u2 D H. 6 u3 Y: z* j同时，我们也应该注意到，不只是需要数据线来携带电力，利用电源线来传输数据的需求也同时浮出水面，尤其在宽带网领域。我甚至都开始怀疑我们是否正处在一个新集成时代的前夜，到那时，数据和电力将紧密结合在基础设施的建设当中。以太网供电技术以太网供电（Power over Ethernet，PoE）给有线以太局域网的设计、应用和长期可用性带来诸多好处，成本、灵活性、乃至安全都得到增强。它克服了系统设计人员经常遭遇的限制凭什么他们非得把用电的网络设备和交流插座放置在一起呢。4 XK, C: MQ4 j) p* # i# g6 3 W I6 I, K% Tc$ , m( X7 k有了PoE，数据和电力就以安全标称48V直流电传输于同一条以太网电缆上。如果网络设备能配置为48V工作，那么，网络设备对本质不安全的交流供电通过某个建筑物交流环网引出单独电缆线的需求，得以消除，, ) 1 e% x* J8 C5 o L8 ! 9 l; I, m& 2 / y* I |, G+ ZPoE给设备定位带来免于电源线限制的自由，使设备拥有随商务需求变化而迁移的长期易用性，这两点都是任何组织都想要的好处。/ a/ p* 2 d5 Y& M% J8 _0 U) e8 Y- t, a+ M6 比如，对于网络安全摄像机，当它们需要高挂在墙上而脱离交流电源时，PoE对其就很有用。在供电以太网上使用的典型设备，比如VoIP电话、摄像机和Wi-Fi接入点，可能需要特别设计以适应在以太网48V直流情况下工作。( P/ G5 k1 2 / V# K$ : u5 U( q4 qq在网络设备中，DC/DC转换器通常需要隔离48V电源，并下调到一个低电压，如5V ，以适合设备的电路系统。为了充分利用PoE，网络设备也会需要进行握手过程，以允许网络集线器确认这个支持PoE的设备，理解和管理它的特定功率需要。7 F6 m1 L; l/ / v3 k# h: j c$ K4 ?8 E3 y: PoE网络基础+ |; j! . u- * C2 o0 Z% i, l. Z0 e X3 O: j( 4 P0 * _0 W. e8 e; V5 H一个PoE系统主要有三个部分，供电设备（power sourcing equipment，PSE)，受电设备（powered device，PD)和电缆。PSE连接于以太网交换机，一般由UPS不间断电源供以48V直流电。PSE为网络上所有设备提供数据，为所有PoE兼容设备提供数据和电力。尽管标称电压是48V直流，但其支持范围是44-57V直流。2 t1 _9 s5 B& Q0 % w$ t$ $ p4 C$ i) u9 hPoE 受电设备的范围持续迅速地增长，PoE技术被采用被市场所接受。当前能够使用的设备类型主要包括VoIP 电话、EPOS 系统和Wi Fi 接入点。6 & G, y6 2 R+ Y! x3 A8 YPD给PSE一个“签名”，告诉它自己支持PoE，以及其所需的电量。对于输入的电力管理和转换通常由PD内的DC/DC转换器进行处理，更多细节可见文章后半部分。* C2 z/ J) e) k i) b& H1 w. F- M( & N5 A, s. ?6 T( kCAT5（五类线缆）本是用来传输数据，空余的导线可以用来传输附加的电力到另一导线的末端。PoE标准IEEE802.3af详细定义了其如何工作，并提供了一种PoE设计和实施方式的工业平台。4 p- X9 f& ; V9 r3 C) s/ E G% / q6 7 C: C3 |电力传送2 v/ o6 V& C2 p9 o$ f$ l6 x& R8 5 _+ F% 标准CAT5以太网电缆有四路双绞线，其中只有两路用来传输数据。通过PoE，IEEE802.3af标准支持直流电源不受极性限制通过两路空闲线路进行传输，或者把电力加载在两路数据线路上，高度灵活。PoE全兼容设备必须能够从这两种方式中选择一项。# 8 |) x% K+ T5 p, a* C % A, N5 |2 U: n. ; K O6 e! T9 当前，IEEE标准允许标称电压48V和大约15W功率，通过一条传输容量13W+的以太线路，给予受电设备。对于有效功率的限定确实影响了可用PoE的外围设备类型。! A6 d# u) A6 W4 Y p 6 7 l; k p- * t不过，标准被建议改变以支持更高的功率，因而，更多类型的设备可在以太网上通过CAT5线路供电工作。比如支持PoE的笔记本可以直接从网络连接中充电，而不必用笨重的AC适配器。8 s. X& H% Vk! a K# Y. v3 A2 r3 y6 ! K0 C( x5 n: K5 T) a U为防止损坏已有的可能并不兼容PoE的以太网设备，IEEE802.3af标准要求有一个PSE发起的“发现进程”。这个进程将检查电缆寻找支持PoE的设备。它将校验远程设备能否呈现出25K的排阻，如是将会发送48V电压供电。+ a, H; g* F- b7 X. w B( l6 |* M$ l E( K9 d9 N同时，供电也将进行限流，以防在错误情况下对设备和线路的任何损坏。在连接之前，PD也会返回PSE一个信号以表明在四个功率级别中自己的类型。如果受电设备从电缆上汲取的电流小于一个阀值设备掉线时这将可能发生PSE在这条线路上就会切断电源，此外并可察觉电力供应对于其他装置是可用的。在供电中断时，PSE可能从选择的非关键设备上移去电力供应，以增加UPS的最大运行时间，维持更多的关键安全设备运行。/ b3 j$ w6 a5 HC7 e7 d- l& m J2 A$ d1 8 D5 V8 B* q( D电力转换, / |% U) ?1 AY& I+ ?$ c6 |( r6 I5 Z7 V: V支持PoE的设备通常需要隔离的DC/DC转换器来变换电压，从48V到PD所需合适低压值。在PoE应用中，IEEE802.3af严格定义了转换器低噪、启动和隔离要求。比如，C&D技术公司NPH10系列就是一个理想的兼容产品。C&D在它的NMPD产品中提供了一个完整的接口方案。它集成了数据隔离转换、PoE握手过程和能够转换到用户指定输出电压的DC/DC转换器，SIP（会话发起协议）模块提供了连接以太网线缆的遵循PoE的数据和供电接口。4 z: g% s+ Q( m& d/ f( B+ DZ, qV) t& i1 q连在网络集线器上的48V以太网电源也由IEEE标准所定义（实际电压可为44-57V直流）。然而，因为以太网线路上有明显的压降，PoE标准允许受电设备的最小工作电压值低至30V。48V不仅可以来自于AD转换器，而且可以引自现有系统。在这种情况下，PSE端需要另一个高功率隔离的DC/DC转换器。, | D8 M F. e% A S4 n1 ? L& P9 E* F! d0 g设计合并在PSE中的DC/DC转换器，尽管PoE标准没有定义，但仍需拥有多个理想特性使它更符合需求。以C&D技术的HHS04-520为例，其设计完全基于PoE，不仅遵循标准，而且有着很高的功率密度，它能够从一个非常小的模块中处理输出200W功率。PoE以太网的新应用随着网络中IP电话、网络视频监控以及无线以太网应用越来越广泛，通过以太网本身提供电力支持的要求也越来越迫切。安普布线以太网中继电源。泰科电子公司推出的以太网中继电源采用的是实现PoE方法中的一种“Mid-Span”。安普布线8端口的以太网中继电源设备支持在以太网、快速以太网及千兆以太网数据传输时提供最多8个电源插座。 6 F, l% j. 2 |% s: t2 GL3 W0 x4 + L5 p5 wPoE成为发展趋势. R, c1 J* J2 e& R; e! - h- H, C/ X* q J随着网络中IP电话、网络视频监控以及无线以太网应用越来越广泛，通过以太网本身提供电力支持的要求也越来越迫切。因为多数情况下，AP（无线接入点，Access Point）需要直流电来供应电力，而AP通常安装在距离地面比较高（如天花板等）处，附近很难有合适的电源插座，即使有插座，AP需要的交直流转换器安置在那里也很令网络管理员们头疼。而且，在很多大型的无线局域网应用中，管理员同时需要管理多个AP，这些AP又需要统一供电和统一管理，以太网供电（PoE）解决了这个问题。4 V, k3 J: K D8 Q* R- y2 I C# PoE设备的原理是通过非屏蔽双绞线中四对线中的两对线来传输电源，传输数据的同时传输直流电。因为AP往往要求使用不间断电源（UPS）供应电力，采用PoE设备，AP端仅仅通过一根RJ-45网线与网络连接即可以同时传输数据和电力，因此在使用PoE设备的情况下，所有的AP都使用一个UPS在PoE设备端进行保护。如果不使用PoE设备，就需要给每个AP配一个UPS，而且还需要在AP附近安装电源插座，增加了成本。因此使用PoE设备将大大降低设备成本和管理成本。, a! U% j. l$ R- D3 D3 w1 . t# k9 IEEE 802.3af规范定义了一种允许通过以太网线缆输送DC电源的方法。2003年6月IEEE最终批准了802.3af标准。该标准定义了一种允许通过以太网在传输数据的同时输送DC电源的方法。这套方法用来构建供电设备和用电设备，包括在非屏蔽的双绞线上传输48v应用在现存的电缆设备上，如5/5e/6类线缆、配线架、输出口、连接硬件等。它能安全、可靠地将PoE技术引入现有的网络基础设施中，并且和原有的网络设备相兼容。PoE通过单一电缆，不仅提供了网络连接，也提供了设备需要的电源。这意味着在终端工作站，无需为给更多的设备供电而添加成本更高的交流电。这样网络设备就可以直接通过以太网连接供电而无需使用墙上的AC电源插座，从而大大简化了布线，并使得管理更加灵活，同时降低了由于铺设电源产生的网络基础设施的建设成本。另外，从可靠性角度看，通过集中式电源管理增强了系统可靠性，防止电源过载、掉电、浪涌和尖峰。集中供电解决方案简化了配电，并支持集中UPS部署，从而极大地减少了业务中断。; a o: w# Q% y0 2 X6 J7 K* R* f, t( u1 D* M- ePoE优点明显PoE具有非常明显的优势，具体如下：0 J9 g1 ?2 R& I4 |1 G% S4 / N4 I: Y: x E$ M: # l2 O i. a 简化安装，降低成本，不需为每个网络设备单独提供数据和电力线缆。2 |, |. N2 H, O- ?$ u. X/ V1 S5 O2 m 灵活性提高，网络装置可被安装在任何位置，而不需靠近一个已存在的电源输出口。 5 w7 . d+ ?* S8 3 D6 M9 M+ T8 Ci( ? 可靠性增强，有SNMP能力的PoE装置，可实施远程检测和控制，能有效地处理或修理装置的耗电量和（或）失效故障。6 Y% X% B5 U! E6 K9 s/ ?4 s5 o, ) 6 i按照802.3af标准，以太网电源定义为在符合ISO11801:2002标准的布线系统上同时提供低电压和以太网数据信息。 G D4 o7 G/ mQ2 B( . d) s* d8 V8 y- w) T4 I5 k目前，PoE能为一些设备（例如VoIP电话、无线网络接入点、网络安全设备以及更多设备）提供电源。PoE设备的原理是通过非屏蔽双绞线中四对线中的两对线（4/5和7/8）来传输，在传输数据的同时也传输直流电。802.3af标准定义了两种实现PoE的方法：一种为“End-Span”，另一种为“Mid-Span”。前者就是在传输数据所用的电缆之上同时传输直流电，其信号频率与以太网数据信号频率不同，其设备主要是支持PoE的以太网交换机、路由器、集线器或其他网络交换设备，更换这些网络设备的费用相对较高。而后者是使用局域网电缆中没有被使用的线对来传输直流电，因为在以太网中，只使用了电缆四对线中的两对来传输数据。其支持设备是用来将以太网供电功能添加到现有网络的一种设备，因此这种方法不用更换网络设备，只需在现有网络的基础上添加相应的中继设备和跳线。安普布线以太网中继电源9 R0 4 H% T l: - W8 z( w6 f7 |; W% % M8 |. f泰科电子公司推出的以太网中继电源采用的是实现PoE方法中的一种“Mid-Span”。它专门用于电源管理，通过安普布线的中继电源产品，在现有的铜缆布线系统上加载直流电源就像跳线插入设备一样简单它和交换机一样也有多路输入输出RJ-45端口，对应每路的两个RJ-45插孔，从不具有以太网供电功能的网络交换机输出数据，通过中继产品，已加电的数据从另一个RJ-45端口连接到支持802.3af供电的远端用电设备(PD)。中继电源通过未使用的4/5和7/8线对来承载供电，剩下的部分预留给数据传输。电源在机箱内被注入网线而信号未作任何调整。PD则有多种形式，如IP电话机、网络摄影机、无线桥接器、收银机、安全存取与监测系统等。实际上，任何需要数据连接并能在15W或更低功率下工作的设备都可无需AC电源或电池供电，仅从RJ-45插座就能够得到相应的电力。2 V3 Y: Q5 i& X2 L# S1 A5 I: J5 r0 p6 z8 n1 o* f% 在布线系统上电源和数据的结合意味着在最初安装和在网络中加入新的设备时减少成本成为现实，因为这样每个设备就不需要单独的电源插座。中继电源应用的优势包括提高成本效力（对于不需要电源的端口不会产生电源的成本）和电源端口的管理（因为仅仅是需要电源的端口才会需要通过中继设备进行路由）。O$ a, 7 T* C0 bA) ?- m2 U- Q5 X: n$ s安普布线8端口的以太网中继电源设备支持在以太网、快速以太网及千兆以太网数据传输时提供最多8个电源插座。在19英寸的宽度可以放置3个这种设备，1U的机架空间共有24个电源端口。相关链接PoE是怎么回事？PoE是Power over Ethernet的简写，表示以太网供电，即通过非屏蔽双绞线（UTP）对网络设备进行直流电力的供应。802.3af标准定义了在PoE系统中的两类主要元件：提供电源的设备被称为供电设备PSE (Power Sourcing Equipment) ，而使用电源的设备称为用电设备PD (Powered Device)。PSE负责为网络供电，譬如以太网交换机和中继电源（midspan power injector）；PD接收PSE提供的电力，不仅是网络设备，配有RJ-45连接器的任何设备都可从网络获得电力，包括蜂窝电话、网络摄像机以及PDA等等。以太网供电（PoE）技术随着网络中IP电话、网络视频监控以及无线以太网应用越来越广泛，通过以太网本身提供电力支持的要求也越来越迫切。因为多数情况下，AP（无线接入点，Access Point）需要直流电来供应电力，而AP通常安装在距离地面比较高（如天花板等）处，附近很难有合适的电源插座，即使有插座，AP需要的交直流转换器安置在那里也很令网络管理员们头疼。而且，在很多大型的无线局域网应用中，管理员同时需要管理多个AP，这些AP又需要统一供电和统一管理，以太网供电（PoE）解决了这个问题。8 T0 Q4 Ck0 n2 j O, m* ! ?, oPoE设备的原理是通过非屏蔽双绞线中四对线中的两对线来传输电源，传输数据的同时传输直流电。因为AP往往要求使用不间断电源（UPS）供应电力，采用PoE设备，AP端仅仅通过一根RJ-45网线与网络连接即可以同时传输数据和电力，因此在使用PoE设备的情况下，所有的AP都使用一个UPS在PoE设备端进行保护。如果不使用PoE设备，就需要给每个AP配一个UPS，而且还需要在AP附近安装电源插座，增加了成本。因此使用PoE设备将大大降低设备成本和管理成本。( W8 K) $ _. w$ ?! Y4 x wW l+ u0 d& E- N7 F. IEEE 802.3af规范定义了一种允许通过以太网线缆输送DC电源的方法：( U3 F7 j l7 H: K8 n7 H$ u% G3 L6 W$ c( _# d$ I8 b5 r2003年6月IEEE最终批准了802.3af标准。该标准定义了一种允许通过以太网在传输数据的同时输送DC电源的方法。这套方法用来构建供电设备和用电设备，包括在非屏蔽的双绞线上传输48v应用在现存的电缆设备上，如5/5e/6类线缆、配线架、输出口、连接硬件等。它能安全、可靠地将PoE技术引入现有的网络基础设施中，并且和原有的网络设备相兼容。PoE通过单一电缆，不仅提供了网络连接，也提供了设备需要的电源。这意味着在终端工作站，无需为给更多的设备供电而添加成本更高的交流电。这样网络设备就可以直接通过以太网连接供电而无需使用墙上的AC电源插座，从而大大简化了布线，并使得管理更加灵活，同时降低了由于铺设电源产生的网络基础设施的建设成本。另外，从可靠性角度看，通过集中式电源管理增强了系统可靠性，防止电源过载、掉电、浪涌和尖峰。集中供电解决方案简化了配电，并支持集中UPS部署，从而极大地减少了业务中断。PoE优点明显PoE具有非常明显的优势，具体如下： / ; J# Y: s7 ! M8 A$ v2 u/ c 简化安装，降低成本，不需为每个网络设备单独提供数据和电力线缆。0 k0 - ?3 Z! B) S n; q 灵活性提高，网络装置可被安装在任何位置，而不需靠近一个已存在的电源输出口。 ; ; S+ _1 |- P1 m7 z 可靠性增强，有SNMP能力的PoE装置，可实施远程检测和控制，能有效地处理或修理装置的耗电量和（或）失效故障。* f$ D& c: $ N% * N3 ps/ T: P2 K按照802.3af标准，以太网电源定义为在符合ISO11801:2002标准的布线系统上同时提供低电压和以太网数据信息。9 A dH Q! D# h( o7 e 目前，PoE能为一些设备（例如VoIP电话、无线网络接入点、网络安全设备以及更多设备）提供电源。PoE设备的原理是通过非屏蔽双绞线中四对线中的两对线（4/5和7/8）来传输，在传输数据的同时也传输直流电。802.3af标准定义了两种实现PoE的方法：一种为“End-Span”，另一种为“Mid-Span”。前者就是在传输数据所用的电缆之上同时传输直流电，其信号频率与以太网数据信号频率不同，其设备主要是支持PoE的以太网交换机、路由器、集线器或其他网络交换设备，更换这些网络设备的费用相对较高。而后者是使用局域网电缆中没有被使用的线对来传输直流电，因为在以太网中，只使用了电缆四对线中的两对来传输数据。其支持设备是用来将以太网供电功能添加到现有网络的一种设备，因此这种方法不用更换网络设备，只需在现有网络的基础上添加相应的中继设备和跳线。.以太网供电技术(PoE)的发展与应用由于以太网供电技术（PoE）的发展，诞生了“在未来，网线肯定比电源线好找”的大胆设想，在以太网供电技术的大量应用还未出现之时，我们对其赋予了美好地期待：以太网供电的鲜花在明天开放。 * U% B6 D0 J3 h8 P8 e) Q, # a8 E6 L大家都在喝彩! _+ g Je; _8 N4 Q3 x # I% |1 K* 5 E* r# z* l7 p业界对以太网供电技术评价不低。在未来，网线肯定比电源线好找，这一大胆的说法能否实现，取决于以太网供电的法力是否足够大。“随着IEEE 802.3af标准的确立，以太网供电市场由此获得一针强心剂，方便了IP电话和无线接入设备的推广。并且，大量的应用也将快速涌现出来，包括蓝牙接入点、灯光工作、网络打印机、IP电话机、Web摄像机、无线网桥、门禁读卡机与监测系统等。用户在当前的以太网设备上融合新的供电装置，就可以在现有的网线上提供48v直流电源，降低了网络建设的总成本，并且保护了投资。” Burton研究室主任Dave Passmore描绘出以太网供电美好的应用前景。 ) F5 : B9 h; ?6 f9 & x5 f( W1 I* ; D8 ?Cisco这样评价以太网供电，“2003年6月，一贯严肃的IEEE批准了一个听起来很前卫的标准IEEE 802.3af，该标准对路由器、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、无线局域网接入点等设备供电的方式进行了规定。该技术的实现可能使笔记本电脑将来不再需要任何笨重的电池和繁琐的插头，因为只要能连上网络，网线将自动为联网设备供电。” : q6 1 1 g! q* IT& t5 6 I D“随着网络中IP电话、IP视频监控的应用，加之无线以太网应用越来越广泛，通过以太网本身提供电力支持的要求也越来越迫切，以太网供电成了必然趋势。阿尔卡特非常重视以太网供电技术的发展，投入了强大的研发力量，在Omniswitch系列以太网交换机上推出了相应的模块。” 阿尔卡特的技术人员这样评价。 b2 6 t F( T. L1 / ( 5 o+ , U5 G“我们目前还没有采用以太网供电技术，但如果采用，将带来管理和维护上的方便，电话维护班的工作就可以由网络部来完成，如果价格能下来一些，将非常有前途。”财政部信息中心负责网络管理的王斌这样评价着以太网供电技术。事实上，记者在试图采访以太网供电的用户时，在北京国税局、网通（北京）通信公司都表示出对这个话题的关注，得到的也都是类似答案。“目前，无线局域网在网通（北京）通信公司还没有大规模应用，但将来肯定会用，到时以太网供电必然会考虑。”该单位的陈先生如是说。 6 z0 9 m- K* Q( V/ E; N: H( f, D E, m业界对以太网供电技术普遍看好，上面几个人的说法也证明了这一点，预示着其将具有美好的前景。 # E+ u5 o& n4 g6 B$ g! s3 # f# 3 z7 J1 X3 X电从哪来？ ! W0 p4 t6 J6 R; p: T O% F: x$ e. L: D$ G3 v9 G不需要外接电源，IP电话、无线局域网甚至是笔记本电脑都能工作，听起来很神吧？电从哪来呢？ 以太网供电技术听起来有些神秘，记者在和一些一直在IT领域做事的朋友聊起这个话题时，大多数都表示比较新奇。那么以太网供电到底是如何工作的呢？下面通过一个简单的应用来分析一下。 m5 q) c l8 x) |8 a: T% H) r$ g! f0 z0 E一般来说，IP电话设备需要两个接口：一个连接到局域网，另一个连接到交流供电网。至于其他的网络设备，如无线局域网接入设备、笔记本电脑和网络照相机等，也都需要这两套接口。这样，除网线之外，电源线不可缺少。另外，许多网络设备为了实际操作的需要，都要被安放在特殊位置，无线局域网就是最常见的例子。为了达到一定的无线电覆盖率，无线接入设备通常要安置在天花板上，但在这个地方很难找到一个合适的交流电输出接口。802.3af标准制订的规范就是为这些设备不再需要电源线接口而诞生，这就是以太网网线供电。802.3af定义了一套方法来构建供电设备和用电设备，包括在非屏蔽的双绞线上传输48v的交流电，应用在现存的电缆设备上，如5/5e/6类线缆、配线架、输出口、连接硬件等。 , J8 A! i. I5 S- # L) E- y! i Y8 q?该标准定义了两种方法：Mid-Span和End-Span。前者是使用局域网电缆中没有被使用的线对来传输直流电，因为在以太网中，只使用了电缆中四对线中的两对来传输数据；后者是在传输数据所用的电缆之上同时传输直流电，其信号频率与以太网数据信号频率不同，目前这种方法更受青睐。业界专家指出End-Span流行的原因是，这种方法可以内嵌入支持以太网供电的交换机之中，用户常购买此类交换机用于IP电话或无线局域网。End-Span同时允许千兆以太网和以太网供电共存，可提供10/100/1000Mbps三种速度的连接。联想网络公司的以太网交换机产品线的技术人员表示，End-Span在信号传输上对质量更有保证。 . x7 t0 y; D/ V# m: W7 v) z1 ?/ _+ A* U6 T3 T N- N8 J同数据网相对应，802.3af技术还支持点到多点的电力分配设备，网管员只需要在网络核心部位配备一套UPS设备就可以为本地网内多种分散设备提供电力备份，并且802.3af技术还提供基于Web控制的SNMP远程访问和管理。这样的供电方式除了在实施上方便外，也解决了市电断电后以往的类似于IP电话、无线局域网不能工作的问题。 % C1 |4 ; W- 8 , u. i+ c! G, : V B% 真能省钱吗？ 3 I# f4 L1 O/ J! G% S4 v& q( L% 7 E: , g) Z1 投入产出比成了市场经济下用户上项目前必须要算的账，以太网供电能交出合格的答卷吗？ 以太网供电能更好地满足VoIP和无线局域网等新应用，但从成本上来算，它真有优势吗？ $ E1 L9 I( f; w5 L U2 d; g- X1 T! _- T* S: w# & p“由于企业中局域网设备的数量不断增加，因此为每一台设备架设电源线花费不菲，并且要为设备安装UPS或建设独立的后备电网，然而实现这两种方法费用都不小。并且，许多设备必须安装在特殊的位置上才能最佳运行，而在这些位置很少能找到电源插座，以太网供电可节省电源布线和配电的成本。更重要的是，它使得管理人员可利用安装在网络核心的一台UPS为分布在局域网上的多台设备提供后备电源，同时网络管理员可在自己的网络布线室内集中地管理网络和电源配电，从而帮助简化管理、降低运行成本。”阿尔卡特的相关人员如此表示。 4 p, x5 s* B! _$ X# R, c4 l2 Y5 : i4 a8 G$ T诚然，在后期的使用上，人力的节约和高可管理性带来的便利会给企业带来长期的成本优势，但这些都是“隐性成本”。目前以太网供电的建设费用之高还阻碍着其迅速普及。财政部信息中心负责网络管理的王斌就明确作出了表示，“目前采用以太网供电技术的前期投入大，降低了用户使用的热度，我们就是一例。” ) x5 I5 t* |8 X9 X. l* C+ p* a6 O( X9 X9 O( u看来，目前的价格和用户的心理价位还有些距离。但不可不算的账是，以VoIP的应用为例，采用以太网供电技术后实现的VoIP，程控交换机省了，机房空间节约了，电话的维护简单了（不需要专人来管理了，网络部的人就可以轻松解决了）。这里面带来的“隐性成本”会在未来长期的使用中发挥优势。 $ J5 q$ L$ ( x$ B% w; 7 e T# X/ |0 W/ j1 O事实上，以太网供电带来的好处在组建大型无线局域网时更富有成效，例如美国普渡大学组建了拥有1100多个无线访问点的无线局域网。据该学校的说法，通过选用支持以太网供电技术的设备为无线网络供电，使得每个无线接入点平均节省了3501000美元。 2 |9 a( K, V6 U o; i& e* CN4 X- Q7 z% & K% u0 i2 u虽然如此，用户心中仍有着一笔账，如何计算，只有他自己更清楚。 _7 p6 |6 H& M7 D. s- W6 0 G9 D D. m0 ?5 v V. ! P* R谁最需要它？ 9 _y3 t) H! X$ q# R% ?; L% j/ w4 e9 P) a) j+ I5 o% |把目光盯在一些新兴行业不会有错，大多数的政府、传统的大型企业还需要等待。 以太网供电最早是针对IP电话、IP视频应用开发的，现在的一个明显用途是为无线局域网接入