以太網(wǎng)供電 (PoE) 和數(shù)據(jù)線供電 (PoDL) 正成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備日益流行的能量傳輸機(jī)制。由于 PoE 和 PoDL 需求的增加——加上不斷變化的電源要求——從布線的角度來(lái)看，事情變得越來(lái)越復(fù)雜。曾經(jīng)是一個(gè)幾乎不需要理解的結(jié)構(gòu)化布線領(lǐng)域，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)包含多種標(biāo)準(zhǔn)和選項(xiàng)的學(xué)科。在本文中，我們將介紹在規(guī)劃 PoE 或 PoDL 部署時(shí)要考慮的網(wǎng)絡(luò)供電功能、供電標(biāo)準(zhǔn)和布線注意事項(xiàng)。
PoE/PoDL 源和端點(diǎn)功能
通過(guò)銅纜為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電的美妙之處在于，它們不再需要直接接入電源插座進(jìn)行部署。相反，網(wǎng)絡(luò)布線通過(guò)單根電纜執(zhí)行電力和數(shù)據(jù)傳輸功能。該技術(shù)顯著降低了成本并簡(jiǎn)化了在可能無(wú)法供電的地區(qū)部署聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。
也就是說(shuō)，為端點(diǎn)供電所需的瓦數(shù)可能會(huì)有很大差異，具體取決于每個(gè)設(shè)備的用途。此外，電力輸送源的電力輸送能力將因每個(gè)交換機(jī)端口輸出的最大瓦數(shù)而異。當(dāng)支持 PoE 或 PoDL 的設(shè)備連接到可以供電的交換機(jī)、中跨或注入器時(shí)，電源和端點(diǎn)將根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)協(xié)商為設(shè)備供電所需的瓦數(shù)。大多數(shù)受電設(shè)備和 PoE/PoDL 交換機(jī)/中跨/注入器都遵守通過(guò)雙絞線電纜進(jìn)行功率協(xié)商和傳輸?shù)亩鄠€(gè) IEEE 標(biāo)準(zhǔn)之一。以下是當(dāng)今最流行的五種標(biāo)準(zhǔn)。
802.3af
IEEE 802.3af 于 2003 年成為標(biāo)準(zhǔn)。它通常也稱(chēng)為 1 類(lèi)電源 – 或簡(jiǎn)稱(chēng)為 PoE。支持 802.3 的以太網(wǎng)交換機(jī)或中跨/注入器可以通過(guò) CAT5 或以上的標(biāo)準(zhǔn) 4 對(duì)雙絞線傳輸高達(dá) 15.4 W 的功率。然而，由于銅線會(huì)發(fā)生功率損耗，因此該標(biāo)準(zhǔn)僅保證向長(zhǎng)達(dá) 100 米的端點(diǎn)提供 12.95 W 的功率。
IEEE 802.3af 測(cè)試結(jié)果
802.3af 標(biāo)準(zhǔn)在以太網(wǎng)電纜中使用四對(duì)雙絞線中的兩對(duì)進(jìn)行供電。對(duì)于 10 和 100BASE-T 以太網(wǎng)，電源通過(guò)兩個(gè)未用于數(shù)據(jù)通信的未使用對(duì)發(fā)送。對(duì)于 1000BASE-T 和更高級(jí)別的以太網(wǎng)——使用所有四對(duì)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸——802.3af 仍然只使用兩對(duì)。不同之處在于向這些對(duì)添加了共模電壓。然后共模電壓通過(guò)線對(duì)發(fā)送，并在正常操作期間在端點(diǎn)消耗。其余電壓然后由端點(diǎn)解釋為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信。
802.3at
隨著對(duì)支持 PoE 的設(shè)備的興趣不斷增長(zhǎng)，通過(guò)線路提供更多功率的需求也在增加。這是 IEEE 802.3at（于 2009 年標(biāo)準(zhǔn)化）的主要原因。802.3at 也稱(chēng)為 Type 2 電源或 PoE+。與 802.3af 一樣，該標(biāo)準(zhǔn)僅使用兩對(duì)電線進(jìn)行供電。但是，它可以發(fā)送高達(dá) 30 W 的功率。由于損耗，該標(biāo)準(zhǔn)保證到端點(diǎn)的功率高達(dá) 25.5 W。
IEEE 802.3at 測(cè)試結(jié)果
802.3bt
4 對(duì)以太網(wǎng)的最新 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)是 802.3bt。與之前的標(biāo)準(zhǔn)僅使用 5e 類(lèi)或更高級(jí)別電纜的四對(duì)中的兩對(duì)不同，802.3bt 使用所有 4 對(duì)進(jìn)行供電。在這個(gè)單一標(biāo)準(zhǔn)中，有兩個(gè)版本可用。第一種也稱(chēng)為 3 類(lèi) PoE。它通過(guò)線路提供 60 W 的功率 - 其中 51 個(gè)可用于端點(diǎn)。另一種是Type 4 PoE。此版本的 802.3bt 標(biāo)準(zhǔn)可提供高達(dá) 90 W 的功率 – 保證為終端設(shè)備提供 81 W。
SPE 和 802.3bu
物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 運(yùn)動(dòng)固有的主要問(wèn)題之一是，它通常需要大量新布線才能運(yùn)行。這種布線可以部署在電纜設(shè)備的空間和重量是主要問(wèn)題的區(qū)域。新的 IEEE 802.3cg 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)僅使用一對(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這就是它通常被稱(chēng)為單對(duì)以太網(wǎng) (SPE) 的原因。SPE 是更典型的 4 對(duì)以太網(wǎng)電纜的更便宜、更小、更輕的替代品。它迎合企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 和現(xiàn)代汽車(chē)布線部署。與 802.3cg 共存的是 802.3bu 標(biāo)準(zhǔn)，也稱(chēng)為數(shù)據(jù)線供電或 PoDL。在該標(biāo)準(zhǔn)中，有 10 種不同的功率等級(jí)，它們通過(guò)線對(duì)發(fā)送 0.566 至 65.3 W 的功率，并向終端設(shè)備提供 0.5 至 50 W 的功率。
規(guī)劃任何 PoE 或 PoDL 部署時(shí)要記住的事項(xiàng)
在規(guī)劃需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)為設(shè)備供電的布線項(xiàng)目時(shí)，必須提出四個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：
我的功率預(yù)算應(yīng)該是多少？
當(dāng)支持 PoE 的端點(diǎn)連接到 PoE 傳輸源時(shí)，會(huì)發(fā)生協(xié)商過(guò)程以確定為設(shè)備供電所需的電量。提前了解這些功率要求將幫助您計(jì)算項(xiàng)目的總體功率預(yù)算。這樣，您就可以確保您的交付源可以處理將要連接的設(shè)備的數(shù)量和類(lèi)型。
您的交換機(jī)支持哪些 PoE/PoDL 標(biāo)準(zhǔn)？
對(duì)于需要超過(guò) 30W 功率的設(shè)備，較舊的支持 PoE 的交換機(jī)可能無(wú)法支持較新的 802.3bt 標(biāo)準(zhǔn)。如果您的交換機(jī)不支持更新的標(biāo)準(zhǔn)，您不必更換它。相反，電源注入器可用于為單個(gè)端點(diǎn)或多個(gè)端點(diǎn)的 PoE 中跨供電。也就是說(shuō)，如果連接設(shè)備需要多千兆以太網(wǎng)速度，您的交換機(jī)可能需要升級(jí)。通常需要 802.3bt 功率和多千兆位速度的端點(diǎn)示例是更新的 WiFi 6 接入點(diǎn)和 4K/8K PTZ 監(jiān)控?cái)z像機(jī)。
如果您使用現(xiàn)有的布線，它是否支持您的端點(diǎn)所需的功率級(jí)別？
如果您認(rèn)為需要為 Type 4 設(shè)備供電，那么使用 CAT6A 布線是明智之舉。這樣做的原因是較粗的線規(guī)可以在較長(zhǎng)的電纜線路上提供更好的功率損耗。它還提高了處理產(chǎn)生的額外熱量的能力，因此您不會(huì)隨著時(shí)間的推移損壞電纜。
我如何驗(yàn)證我的布線是否能提供我的電源可以發(fā)送的信息？
驗(yàn)證銅纜末端接收到的功率是否正確的最佳方法是運(yùn)行真正的功率負(fù)載驗(yàn)證測(cè)試。請(qǐng)記住，并非所有現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試儀都可以長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試外部電源負(fù)載。為了完成這一日益重要的驗(yàn)證，需要使用 AEM TestPro CV100 或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)助手等測(cè)試儀。