PoE 三大标准：IEEE 802.3af、IEEE 802.3at、IEEE 802.3bt

PoE（Power over Ethernet），即以太网供电，是一种技术，允许通过以太网电缆传输数据的同时，为连接的设备提供电力供应。传统上，网络设备（如IP摄像头、无线接入点、IP电话等）需要独立的电源供应，这可能导致布线复杂、成本高昂以及对电源插座的依赖。而PoE技术的出现，解决了这些问题，为网络设备的部署提供了更大的灵活性和便利性。

PoE的历史和发展

PoE技术最早由Cisco Systems提出，并于2003年得到IEEE的标准化，即IEEE 802.3af标准。随着网络设备的不断普及和发展，PoE技术也逐渐得到了广泛应用和进一步发展。后来，IEEE又提出了更新的PoE标准，即IEEE 802.3at标准，也称为PoE+，为提供更高功率的设备提供了支持。

PoE的作用和优势

• 简化布线：由于PoE技术可以通过单根以太网电缆传输数据和电力，因此无需额外的电源线路，简化了网络设备的布线过程，降低了成本和复杂性。
• 提高灵活性：PoE技术使得网络设备可以更灵活地部署在各种地方，无需受限于电源插座的位置，适用于需要移动或临时部署的场合。
• 降低能耗：传统上，许多网络设备在不使用时仍需保持通电状态，而PoE技术可以根据需要灵活控制设备的供电，从而降低了能耗。
• 提高可靠性：通过PoE技术提供的电力供应稳定可靠，可以减少由于电源故障引起的网络中断风险。

PoE的原理

在传统的以太网中，网络设备通常需要两个连接：一个用于数据传输，另一个用于电源供应。这就意味着除了网络数据线路外，每个设备还需要一个单独的电源线路，这增加了布线的复杂性，并且需要更多的电源插座。

PoE技术的核心思想是通过在以太网电缆中传输直流电源，从而为连接的设备提供电力供应。这一过程涉及到两个主要组成部分：Powered Device（PD）和Power Sourcing Equipment（PSE）。

• Powered Device（PD）：PD是指需要从以太网电缆接收电力的设备，如IP摄像头、IP电话、无线接入点等。PD设备通常包含一个PoE接口，用于接收来自PSE的电力供应。
• Power Sourcing Equipment（PSE）：PSE是指提供电力供应的设备，如交换机或注入器。PSE设备会向连接的以太网电缆发送电流，以供应与其连接的PD设备。

PoE技术利用了以太网电缆中未使用的线对（通常是数据线对）来传输电流。在传输电流之前，PSE设备会发送一种特殊的信号（称为“检测”或“分类”信号），以识别连接的设备是否支持PoE，并确定所需的电力水平。一旦确认设备支持PoE，并且所需的电力水平可用，PSE设备将在数据线对上传输电流，同时保持数据线对用于数据传输。

PoE的组成部分

• PoE供电器（PSE）：负责为网络中的设备提供电力供应的设备，通常是交换机或专用的PoE注入器。
• PoE设备（PD）：接收来自PSE设备的电力供应的设备，如IP摄像头、IP电话、无线接入点等。
• PoE中间件：用于管理和监控PoE网络的软件或硬件组件，可用于管理供电设备、监控电力消耗等。

PoE的应用场景

企业网络

在企业网络中，PoE技术广泛应用于各种网络设备，如IP电话、无线接入点、网络摄像头等。通过PoE技术，企业可以实现更简单、更灵活的网络部署，并降低网络设备的管理和维护成本。

家庭网络

在家庭网络中，PoE技术可以用于连接智能家居设备，如智能摄像头、智能音响等。通过PoE技术，用户可以更方便地部署和管理各种智能设备，而无需考虑电源插座的位置和数量。

公共场所

在公共场所，如机场、商场、酒店等，PoE技术可用于部署安全监控系统、无线网络等设备，为用户提供更安全、更便捷的服务。

PoE的标准

IEEE 802.3af标准

IEEE 802.3af是一种网络标准，通常被称为PoE（Power over Ethernet），它允许通过以太网电缆为网络设备提供电力供应。这个标准于2003年正式发布，标志着网络设计的新时代的开始。

802.3af标准为直接通过网络电缆为各种设备供电提供了基础，包括IP摄像机、VoIP电话和WLAN接入点等。它可以为每个端口提供高达15.4瓦的功率输出，但由于电缆上的功率损耗，实际可用的功率约为12.95瓦。

这一标准的推出使得网络设备的部署更加灵活和便利，无需单独的电源线路，降低了成本和复杂性。同时，PoE技术还带来了更高的可靠性和节能性，通过在以太网电缆上传输电力和数据，减少了电源插座的依赖，降低了能耗。

IEEE 802.3at标准

IEEE 802.3at是一种网络标准，也称为PoE+（Power over Ethernet Plus），它是对IEEE 802.3af标准（PoE）的改进和扩展。802.3at标准于2009年正式发布，旨在提供更高功率输出的PoE解决方案，以满足一些需要更多电力的高性能网络设备的需求。

802.3at标准扩展了PoE的功率输出能力，使得每个端口最高可提供30瓦的功率输出，相比之下，802.3af标准最高只能提供15.4瓦的功率输出。这使得802.3at标准可以支持更多类型的设备，包括需要更高功率的设备，如双频无线接入点、PTZ（平移倾斜变焦）摄像机、VoIP视频电话等。

除了提供更高的功率输出外，802.3at标准还引入了一些新特性，如电源管理和分类，以提高电力传输的效率和可靠性。这些功能使得PoE+设备可以更智能地管理供电，动态调整供电功率，提高能源利用率，并为未来网络基础设施的发展铺平道路。

IEEE 802.3af vs 802.3at

IEEE 802.3af 和 802.3at是两种不同的PoE（Power over Ethernet）标准，它们之间的主要区别在于电力输出能力和支持设备类型。

电力输出能力：

• 802.3af标准：
  • 最高提供15.4瓦的功率输出。
  • 实际可用的功率约为12.95瓦，因为在传输过程中存在功率损耗。
• 802.3at标准（也称为PoE+）：
  • 最高提供30瓦的功率输出，是802.3af标准的两倍。
  • 设备端至少提供25.5瓦的功率，相对于802.3af标准更多。

支持设备类型：

• 802.3af标准：
  • 适用于低功耗设备，如IP摄像机、VoIP电话、无线接入点等。
  • 由于功率限制，不适用于一些需要更多电力的设备类型。
• 802.3at标准：
  • 专为需要更高功率的设备而定制。
  • 支持更多类型的设备，包括双频无线接入点、PTZ（平移倾斜变焦）摄像机、VoIP视频电话等，这些设备需要更多的电力才能高效运行。

其他PoE标准的介绍

除了IEEE 802.3af和IEEE 802.3at标准外，还有一些其他的PoE标准，如IEEE 802.3bt标准，也称为PoE++或4PPoE（4对PoE）。这一新标准提供了更高的功率输出，最高可达60瓦甚至更高，以满足日益增长的网络设备对功率的需求。IEEE 802.3bt标准还引入了一些新的特性，如两种不同的供电模式（Type 3和Type 4），以及支持高功率设备的新类型。