全面掌握 PoE：從基礎到進階的完整知識

隨著連網設備的數量急劇增加，這些設備不再僅限於傳統的桌面環境，而是遍佈於各種場景中，從路燈柱到交通交匯處的配電箱等地。這也促使了乙太網供電（PoE）的應用在過去十年間急速增長。本文將深入探討 PoE 技術，包括其基本原理、技術優勢、常見應用場景及相關標準等。

PoE 基本原理與優勢

PoE 技術允許透過與數據傳輸相同的網絡線路來提供電力，無需額外的電源線路。這種技術的核心優勢在於，通過共用同一條網線（如 Cat5e 或 Cat6a 網線）來傳輸數據與電力，能夠有效減少布線困難並提高安裝效率。以下展示了 PoE 連接與傳統分開數據與電力布線的對比：

在 PoE 應用中，PSE（供電設備）通過網絡線路向 PD（受電設備）提供電力。常見的應用案例如 IP 攝像頭（PD）與 PoE 交換機（PSE）之間的連接。

PoE 技術的主要優勢包括：

節省成本與安裝時間：由於 Ethernet 網絡線無需專業電工安裝，且不受安裝位置的限制，因此能有效降低安裝成本。PSE 提供電源，使得設備不必依賴附近的電源插座。

安裝靈活性：由於設備（PD）由 PSE 提供電力，因此不必靠近傳統電源。PoE 可以支持最長達 100 米的距離（乙太網的最大傳輸距離），大大提高了安裝的靈活性。

高可擴展性：PoE 技術可以通過現有的網絡基礎設施快速擴展，根據需求輕鬆增添新設備。

PoE 市場現狀與應用

市場數據顯示，PoE 的應用正穩步增長，並不斷擴展至各種新型設備。這一增長主要源於以下幾個因素：

設備類型多樣化：目前，PoE 不僅適用於傳統的 IP 攝像頭，還擴展到了無線接入點、智能照明、感測器等多種設備。

功率增長：PoE 提供的功率從最初的 4W 已增長至 90W，這使得越來越多的設備能夠通過 PoE 供電。隨著設備數據傳輸速率的提升，PoE 的應用將更加廣泛。

PoE 的普及還促進了基於 IP 的設備集中管理系統的興起，這些設備可以通過單一的系統進行管理。常見的應用場景包括：智能照明、空調系統、門禁控制、監控、感測器、數位標牌、Wi-Fi 設備及 VoIP 系統等。

技術細節

主動 PoE 與被動 PoE

PoE 協議可以分為兩種類型：主動 PoE 和被動 PoE。兩者的主要區別在於電力供應的管理方式。

主動 PoE：此類 PoE 提供了對非 PoE 設備的保護，當非 PoE 設備插入 PoE 端口時，會根據設備的需求提供適當的電力。主動 PoE 需要進行設備識別和功率管理，以確保安全運行。

被動 PoE：此類 PoE 不進行設備識別，無論設備是否支持 PoE，端口都會持續提供電力。這樣可能導致非 PoE 設備被損壞，因此一般不建議用於高要求的商業環境。

PoE 工作流程

當啟用了 PoE 的設備（PD）連接到 PSE 時，主動 PoE 是如何工作的呢？

設備識別：當設備（PD）接入時，PSE 會檢測設備的阻抗，並根據預設的阻抗值識別該設備是否為 PoE 設備。

功率分配：根據設備的類別簽名，PSE 會確定設備的功率需求，並進行適當的功率分配。

浪湧電流控制：在啟動過程中，PSE 會限制初期啟動時的浪湧電流，確保設備穩定啟動。

保持運行：PSE 定期與 PD 檢查連接狀況，保持系統運行。

設備斷開：當 PD 與 PSE 斷開連接時，PSE 必須在 15-20 毫秒內移除電壓，防止電力繼續供應。

PoE 標準

PoE 的主動和被動協議是根據 IEEE 802.3af、802.3at 和 802.3bt 等標準來定義的，這些標準定義了不同功率等級的 PoE 方案。具體標準和分類如下：

802.3af：類型 1，類別 1-3，最大功率 15.4W。

802.3at：類型 2，類別 4，最大功率 25.5W。

802.3bt：類型 3 和 4，類別 5-8，最大功率可達 90W。