一篇文章弄明白PoE交换机如何为PoE受电设备供电？

在智能物联网设备连接和监控需求的推动下，PoE（以太网供电）网络交换机已成为一种越来越高效的网络供电和数据传输媒介。然后，以PoE交换机为例，探讨PoE交换机如何为PD供电，以太网供电是否会损坏连接的设备。弱电智能网发布的文章对PoE交换机电源进行了详细的讲解。

以太网供电的定义和PoE交换机的标准

Power over Ethernet 是 PoE 的全称，它允许 IP 电话、IP 监控摄像头、无线局域网接入点和 PoE 照明等设备通过同一根以太网电缆接收电力和数据，从而无需单独的数据或电源线。例如，PoE网络交换机作为PSE（power sourcing equipment），通过以太网线缆为PD（受电设备）供电，PoE标准分为PoE、PoE+和PoE++。

PoE交换机供电说明

要了解PoE交换机电源的工作原理，下面我们以PoE网络交换机和PoE网络摄像机为例，看看PoE交换机电源是如何工作的。下面我们就从它的工作过程、PoE供电方式、PoE供电距离来分析一下。

PoE交换机PoE交换机供电工作流程

PoE网络摄像机接入PoE以太网交换机后，工作过程如下：

PD检测：PoE交换机一开始在端口输出很小的电压，直到检测到线缆终端连接的是支持IEEE802.3af标准的PD。一般在手电设备中选用24.9kΩ的电阻来确定负载IEEE802.3AF供电标准。值得一提的是，只有有源 PoE 网络交换机才会执行此检查，而无源 PoE 网络交换机或注入器则不会。有源和无源 PoE 交换机之间的差异将在此处进一步说明：有源和无源 PoE 交换机：我们应该选择哪个？

PoE交换机供电能力分类：PoE交换机检测到PD后，会对PD施加15-20V的电压，通过测量电流来判断PD的具体等级。该开关将设备分类为 0、1、2、3、4、5、6、7、8 类，并在检测到电阻时提供适当的电源。

班级	PSE 输出功率 (W)	PD 输入功率 (W)
0	15.4	0.44-12.94
1个	4个	0.44-3.84
2个	7	3.84-6.49
3个	15.4	6.49-12.95
4个	30	12.95-25.50
5个	45	40（4对）
6个	60	51（4对）
7	75	62（4对）
8个	99	71.3（4 对）

开始供电：完成Power over Ethernet的分类，在一个可配置时间的启动周期内（一般小于15μs），PSE设备从低电压开始给PD设备供电，直到升高最终达到完整的 48V DC。

正常供电：电压达到48V后，PoE交换机为PD提供稳定可靠的48V直流电源。

PoE交换机供电断开：当出现以下情况时，PoE交换机会快速（一般在300-400ms内）切断电源，重新进入PD检测程序：

• PD 被删除。
• PD功耗过载或短路。
• PD 消耗的总功率超出了 PoE 受电交换机的功率预算。

在上述场景中，交换机和 PD 受到保护，可防止在 PD 移除后无意中连接到 PoE 端口的非 PoE 设备受到损坏。

PoE交换机供电方式

PSE和PD之间的PoE开关供电方式可以分为三种不同的类别。以太网供电交换机作为一种典型的PSE类型，这里将以PoE对PD的供电方式为例进行说明。

模式A

PoE交换机通过数据对1-2和数据对3-6给PD供电。1-2对作为正极性，而3-6对作为负极性。

模式B

PoE 交换机通过 4-5 对和 7-8 对向 PD 供电。在 10BASE-T 和 100BASE-T 中，这两对线不用于传输数据。因此在 10/100M PoE 供电中称为备用线对。4-5 对充当正极性，而 7-8 对充当负极性。

模式 A 与模式 B 之间的主要区别在于 PIN 的使用。下图将直观地说明差异：

通过数据对（模式 A）中继功率的 PSE 称为“端跨”，而通过备用线对（模式 B）中继功率的 PSE 称为“中跨”。通常来说，兼容的 PSE 可以支持 Mode A、Mode B 或两者，兼容的 PD 同时支持 Mode A 和 Mode B，而兼容的 PD 通常只支持 Mode B。这里根据两种不同的模式提供交换机和网络摄像机之间的工作场景。

4-pair 交付
在这种模式下，电力通过四对传输。1-2对和4-5对为正极性，3-6对和7-8对为负极性。

下图展示了两种不同网络情况下的三种模式：

	10/100BASE-T 网络			1000BASE-T 网络
开关管脚	PoE 模式 A（数据和混合 DC）	PoE 模式 B（DC on Spares）	4 对 PoE	PoE 模式 A（双数据和直流）	PoE 模式 B（双数据和直流）	4 对 PoE
引脚 1	Rx + & 直流 +	接收+	Rx + & 直流 +	TxRx A + & 直流 +	发送接收 A +	TxRx A + & 直流 +
引脚 2	Rx – & 直流 +	接收-	Rx – & 直流 +	TxRx A – & DC +	发送接收 A –	TxRx A – & DC +
引脚 3	Tx + & DC –	发送 +	Tx + & DC –	TxRx B + & 直流 –	发送接收 B +	TxRx B + & 直流 –
引脚 4	没用过	直流+	直流+	发送接收 C +	TxRx C + & 直流 +	TxRx C + & 直流 +
引脚 5	没用过	直流+	直流+	发送接收 C –	TxRx C – & 直流 +	TxRx C – & 直流 +
引脚 6	Tx – & DC –	发送 –	Tx – & DC –	TxRx B – & 直流 –	发送接收 B –	TxRx B – & 直流 –
引脚 7	没用过	直流-	直流-	发送接收 D +	TxRx D + & 直流 –	TxRx D + & 直流 –
引脚 8	没用过	直流-	直流-	发送接收 D –	TxRx D – & DC –	TxRx D – & DC –

注意，PoE供电方式由PSE决定。PoE 交换机和 PoE 供电器都可以作为 PSE 向 PD 发送电力和数据。PoE以太网交换机作为端跨（IEEE 802.3af称之为端点），通常采用PoE模式A。PoE注入器（也称为中跨设备）是非PoE交换机和PD之间的中间设备。它仅支持 PoE 模式 B。

PoE交换机供电距离

PoE 可以从 PSE 传输100米到 PD。事实上，权力并不是限制因素。然而，由于存在信号衰减，以太网布线标准将布线总长度限制在100米以内。一般以PoE交换机为例，100米是PoE交换机供电的最远距离。但是，PoE 延长器可以将以太网数据和 PoE 电源的范围扩展到1219米。

结论

PoE 技术正在成为数字化转型之旅的重要组成部分。了解 PoE 交换机电源的详细信息将有助于保护 PoE 和非 PoE 设备。此外，熟悉 PoE 交换机连接的常见问题和解决方案可以避免部署 PoE 网络时不必要的时间和金钱浪费。