一篇文章搞定你所不知道的POE供電知識
2021.06.16近年來，PoE供電技術(shù)的發(fā)展勢頭越來越強(qiáng)勁。憑借簡化用電設(shè)備的安裝和部署、節(jié)能，安全等一系列優(yōu)勢，PoE供電成為無線覆蓋、安防監(jiān)控、以及智能電網(wǎng)等場景的新寵。在技術(shù)交流中，工程商困惑最多的其中就有POE供電的問題，本文就匯總了大家最關(guān)注的問題，集中解答，一篇文章搞定你所不知道的POE供電知識。
問題一：何為PoE技術(shù)?
PoE (Power Over Ethernet)指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)架構(gòu)不作任何改動的情況下，在為一些基于IP的終端(如IP電話機(jī)、無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等)傳輸數(shù)據(jù)的同時，還能為此類設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。PoE技術(shù)能在確?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線安全的同時保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作，最大限度地降低成本。
一個完整的PoE系統(tǒng)包括供電端設(shè)備和受電端設(shè)備兩部分。
供電端設(shè)備(PSE)：支持POE功能的以太網(wǎng)交換機(jī)、路由器、集線器或者其他網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。
受電端設(shè)備(PD)：在監(jiān)控系統(tǒng)中主要就是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)(IPC)
問題二：如何選擇PoE交換機(jī)?
1. 需要給多大功耗的設(shè)備供電：PoE交換機(jī)采用的標(biāo)準(zhǔn)不同，輸出功率也會不同，比如：IEEE802.3af最大不超過15.4W，由于傳輸線材的損耗，能給最大功耗不超過12.95W的設(shè)備供電。遵循IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)的PoE交換機(jī)，能給最大功耗不超過25W的設(shè)備供電。
2. 最多能給多少個設(shè)備供電：PoE交換機(jī)的一個重要指標(biāo)，就是PoE供電的總功率。在IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)下，如果一臺24口PoE交換機(jī)的PoE供電總功率達(dá)到了370W，那么就能夠供滿24個端口(370/15.4=24)，但如果是按照IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn)的單口最大供電功率30W計算，同時最多就只能給12個端口供電了(370/30=12)。
3. 需要接口數(shù)、是否帶光纖口、帶不帶網(wǎng)管、速率(10/100/1000M)。
問題三：PoE供電穩(wěn)定嗎?
從技術(shù)角度來講，PoE的技術(shù)發(fā)展多年，目前已經(jīng)處于非常成熟的階段，標(biāo)準(zhǔn)PoE供電足夠穩(wěn)定安全。但由于目前監(jiān)控市場迫于成本壓力，選用的PoE交換機(jī)或者線材品質(zhì)過于低劣，再或者方案設(shè)計本身不合理，供電距離沒安排好或者連接了過多大功率設(shè)備出現(xiàn)了供電不足(尤其是夜間監(jiān)控設(shè)備開啟加熱模式時)。所以工程商普遍存在PoE供電不穩(wěn)定的觀點(diǎn)。
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控項(xiàng)目，不同于普通的網(wǎng)絡(luò)綜合布線，數(shù)據(jù)傳輸量非常大，功率高，且要求全天候不間斷工作，采用有品質(zhì)保證的PoE設(shè)備和線材是整個系統(tǒng)穩(wěn)定的保證。
問題四：PoE供電交換機(jī)節(jié)能嗎?
眾所周知，PoE供電的一大優(yōu)勢就是節(jié)能，但節(jié)能究竟體現(xiàn)在哪些方面呢?以MS系列標(biāo)準(zhǔn)PoE供電交換機(jī)為例為大家解疑。
PoE供電交換機(jī)會根據(jù)供電設(shè)備自動調(diào)整功率。例如某紅外球機(jī)當(dāng)氣溫較低，開啟加熱功能功率達(dá)到30Wmax，正常情況下功率24W max，PoE交換機(jī)會根據(jù)球機(jī)運(yùn)行狀況自動調(diào)整供電功率。
MS系列標(biāo)準(zhǔn)PoE交換機(jī)可設(shè)定PoE供電周期，在假期及夜間等時間可自動停止給指定端口的終端供電，不僅節(jié)省能源，還可在某些情景下設(shè)定靈活的使用方式。
MS系列標(biāo)準(zhǔn)PoE交換機(jī)會實(shí)時監(jiān)測所有端口狀態(tài)，如果端口狀態(tài)為down，則系統(tǒng)會自動停止對該端口供電，進(jìn)入節(jié)能模式，既節(jié)省能源，又保證正常設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。
問題五：PoE供電交換機(jī)功率越大越好嗎?
由于高清球機(jī)，實(shí)時視頻電話等大功率設(shè)備的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商們爭先研發(fā)出總功率更高的PoE交換機(jī)。然而很多產(chǎn)品只追求總功率的提升，忽略了功率和端口數(shù)量的關(guān)系，在功率大的同時，必然造成設(shè)備整體成本的提升，結(jié)果就是用戶選擇的PoE交換機(jī)實(shí)用性不強(qiáng)，性價比低。
因此，在實(shí)際部署時，應(yīng)該首先確定好PD設(shè)備的功率和數(shù)量，選擇最適合的PoE交換機(jī)。
問題六：PoE供電方案的優(yōu)勢?
1.簡化布線、節(jié)省人工成本
一根網(wǎng)線同時傳輸數(shù)據(jù)和供電，PoE使其不再需要昂貴電源和安裝電源所耗費(fèi)的時間，節(jié)省了費(fèi)用和時間。
2.安全方便
PoE供電端設(shè)備只會為需要供電的設(shè)備供電，只有連接了需要供電的設(shè)備，以太網(wǎng)電纜才會有電壓存在，因而消除了線路上漏電的風(fēng)險。用戶可以安全地在網(wǎng)絡(luò)上混用原有設(shè)備和PoE設(shè)備，這些設(shè)備能夠與現(xiàn)有以太網(wǎng)電纜共存。
3. 便于遠(yuǎn)程管理
像數(shù)據(jù)傳輸一樣，PoE可以通過使用簡單網(wǎng)管協(xié)議(SNMP)來監(jiān)督和控制該設(shè)備。這個功能可以提供諸如夜晚關(guān)機(jī)、遠(yuǎn)端重啟之類的功能。
問題七：PoE供電技術(shù)在工程應(yīng)用中存在哪些風(fēng)險或劣勢?
1. 功率不足，受電端帶不動：802.3af標(biāo)準(zhǔn)(PoE)輸出功率小于15.4W，對于一般IPC來說足夠了，但對于球機(jī)等大功率的前端設(shè)備而言，輸出的功率達(dá)不到要求。
2. 風(fēng)險過于集中：通常來說，一臺PoE交換機(jī)同時會給多個前端IPC進(jìn)行供電，交換機(jī)的POE供電模塊任何故障都會導(dǎo)致所有的攝像機(jī)無法工作，風(fēng)險過于集中。
3. 設(shè)備、維護(hù)成本高：相對于其他供電方式，PoE供電技術(shù)會增加售后維護(hù)工作量，從安全穩(wěn)定的意義上來說，單獨(dú)供電的穩(wěn)定性、安全性最好。
問題八：PoE供電的安全傳輸距離?網(wǎng)線的選擇有哪些建議?
POE供電的安全傳輸距離100米，建議使用超五類全銅網(wǎng)線。
用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)線纜傳輸直流電是可以傳輸很遠(yuǎn)的，那為什么傳輸距離會被限制在100米呢?
事實(shí)是PoE交換機(jī)最大傳輸距離主要取決于數(shù)據(jù)傳輸距離，當(dāng)傳輸距離超過100米時可能會發(fā)生數(shù)據(jù)延遲、丟包等現(xiàn)象。因此在實(shí)際施工過程中傳輸距離最好不超過100米。
但如今已經(jīng)有一些PoE交換機(jī)傳輸距離可以達(dá)到250米，滿足遠(yuǎn)距離供電。也相信不久后隨著PoE供電技術(shù)的發(fā)展，傳輸距離會延長至更遠(yuǎn)。PoE供電技術(shù)對線材的要求高，建議在監(jiān)控項(xiàng)目中，千萬不要在線材上省成本，得不償失。
問題九：到底買非標(biāo)的還是標(biāo)準(zhǔn)的PoE供電交換機(jī)?
要不非標(biāo)還是標(biāo)準(zhǔn)的，這個主要看，要給供電的AP、IP Camera是支持48V、24V還是12V輸入?如果是 48V的，寫著支持支持IEEE802.3 AT或AF供電標(biāo)準(zhǔn)，一般都是標(biāo)準(zhǔn)的。如果是24V和12V的受電設(shè)備，就需要找對應(yīng)的12/24V非標(biāo)的供電交換機(jī)，也可以買標(biāo)準(zhǔn)的，這時就需要買一個PD受電分離器，將PoE轉(zhuǎn)化成DC供電和網(wǎng)線數(shù)據(jù)。
那為什么還是更建議大家買標(biāo)準(zhǔn)的，因?yàn)橛泻芏嚯[患!
非標(biāo)PoE供電交換機(jī)的工作原理就是屬于開關(guān)電源類，無PoE芯片，只是通過一個變壓器將220V交流電降壓成為48V直流電，不檢測下端受電設(shè)備，直接在每個RJ45端口不間斷輸出電壓和電流，可能導(dǎo)致電壓過高，燒壞下端受電設(shè)備。這樣的設(shè)備不能直接連其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，因?yàn)橹边B容易導(dǎo)致正在PoE供電里面的網(wǎng)線2對線，正極和負(fù)極相接形成短路，輕則端口損壞，重則冒煙起火，很容易造成事故的隱患。
總結(jié)來說，標(biāo)準(zhǔn)的PoE供電交換機(jī)內(nèi)部有PoE控制芯片，在供電之前有檢測的功能，當(dāng)設(shè)備連接好之后，PoE供電器會向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送一個信號，檢測網(wǎng)絡(luò)中的終端是否是支持PoE供電的PD設(shè)備。而非標(biāo)準(zhǔn)PoE產(chǎn)品是強(qiáng)供型網(wǎng)線供電裝置，一通電即供電，沒有檢測步驟，不管終端是否是PoE受電設(shè)備都供電,極易燒毀接入設(shè)備。
問題十：怎么區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)PoE和非標(biāo)準(zhǔn)PoE?
1、看規(guī)格參數(shù)，如果輸出是12-24V的，那么肯定是非標(biāo)的。
比如某寶8口6口POE供電交換機(jī);但是看規(guī)格參數(shù)寫著，15V1A輸出，19V1A超遠(yuǎn)距離輸出。因?yàn)镮EEE802.3 AT/AF協(xié)議規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)的PoE端口輸出電壓范圍是44-57V之間，所以這個一看就知道是非標(biāo)的，這么便宜就不奇怪了，因?yàn)閺S家為了省成本把PoE芯片也省掉了。但是如果端口輸出48V，就一定是標(biāo)準(zhǔn)的PoE交換機(jī)嘛?不一定，我們還得用第二招。
2、 用萬用表檢測端口或網(wǎng)線對應(yīng)的線序，測試下網(wǎng)線上是不是一直在輸出電壓。
啟動設(shè)備，將萬用電表調(diào)至電壓測量檔位，用萬用電表兩表筆分別點(diǎn)觸PSE設(shè)備供電腳(通常是RJ45端口的1/2,3/6或者4/5,7/8)，如果測出有48V或其它電壓值(12V、24V等)穩(wěn)定輸出的設(shè)備即是非標(biāo)產(chǎn)品。因?yàn)樵谶@個過程中，PSE不對受電設(shè)備(這里為萬用表)做檢測，直接采用48V或其它電壓值供電。
反之，如果測量不出電壓，萬用表表針在2~10V之間跳動，則為標(biāo)準(zhǔn)POE。因?yàn)樵谶@個階段，PSE在對PD端(這里為萬用表)進(jìn)行檢測，而萬用電表不是合法的PD，PSE不會供電，無穩(wěn)定電壓產(chǎn)生。
如果是標(biāo)準(zhǔn)的PoE供電設(shè)備，其在給下面的設(shè)備供電的時候，都會發(fā)一個很小的電壓，先檢測一下下面是否有連接對應(yīng)的受電設(shè)備;然后依據(jù)下面的設(shè)備需要的功率給其提供對應(yīng)的電壓和電流。下面圖2這臺PoE供電交換機(jī)雖然寫著是48V輸出，但是其和其他非標(biāo)的PoE交換機(jī)一樣，其實(shí)屬于開關(guān)電源類，無PoE芯片。
做過監(jiān)控和無線工程的工程商朋友都知道，工程類產(chǎn)品的可靠性很重要;可靠性低，整個系統(tǒng)可靠性更低，這不僅影響公司業(yè)務(wù)發(fā)展，還會給工程商增加極大的系統(tǒng)維護(hù)成本，有的甚至無法驗(yàn)收，造成嚴(yán)重?fù)p失。
問題十一：那么只要是標(biāo)準(zhǔn)的PoE供電交換機(jī)，可靠性就一定高，一定穩(wěn)定嗎?
設(shè)備的可靠性和使用壞境存在密切關(guān)系，商用的交換機(jī)一般用在室內(nèi)、工業(yè)的交換機(jī)一般是會使用在室外，其對可靠性也要求不一樣，這里我們暫以商用交換機(jī)舉例。商用POE交換機(jī)可靠性主要由兩部分組成，一部分是交換部分，主要由(PCB、交換機(jī)芯片+PoE芯片、其他電子料)，一部分是佩帶內(nèi)置、外置的給POE供電的電源。因?yàn)殡娫词秦?fù)責(zé)整個的電力供應(yīng)，其可靠性最為重要。
問題十二：怎么知道一款PoE供電交換機(jī)到底能帶多少個AP和IPC使用呢?
比如5口百兆4口PoE供電交換機(jī)，可以在官網(wǎng)和規(guī)格書中查到其PoE最大輸出功率為57W，到底能接多少個這款像素的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)?
可以先去官網(wǎng)找到對應(yīng)在其詳細(xì)參數(shù)一欄找到功耗選項(xiàng)：5W MAX(當(dāng)ICR切換時 7W)，ICR就是夜晚紅外的意思。
POE最大輸出功率/攝像機(jī)最大消耗就得出最大支持個數(shù)了，57W/7W，就等于8個，因?yàn)镻OE供電口只有4個，所以就只支持4個了，其他的也類似。
細(xì)心的朋友可能會發(fā)現(xiàn)，不對，你沒把網(wǎng)線上面的損耗算上啊。確實(shí)是，網(wǎng)線上面的損耗主要是電流*網(wǎng)線的電阻，所以網(wǎng)線質(zhì)量越差，損耗越大，所以我們做的這款采用了八芯供電，51V輸出，提高電壓，八芯并聯(lián)電路分流設(shè)計，降低網(wǎng)線上傳輸?shù)碾娏鱽斫档蛽p耗，同時可以支持到更多的受電設(shè)備。就算是劣質(zhì)的網(wǎng)線，也可以支持250米的遠(yuǎn)距離傳輸和供電，解決監(jiān)控布線，部分超過百米需要部署延長器、光纖等成本高的布線。
問題十三：安防監(jiān)控及無線覆蓋如何選擇PoE交換機(jī)?
PoE交換機(jī)種類非常多，從百兆到千兆，再到全千兆的，還有非網(wǎng)管和網(wǎng)管型的差別，各種不同端口數(shù)的差別，想要選擇合適的交換機(jī)，需要全面綜合的考慮。以需要高清監(jiān)控的工程為例分析。
第一步：選擇標(biāo)準(zhǔn)PoE交換機(jī)
第二步：選擇百兆或千兆交換機(jī)
在實(shí)際方案中需要綜合攝像機(jī)的路數(shù)，攝像機(jī)分辨率、碼率、幀數(shù)等參數(shù)選取。像?？?、大華等主流監(jiān)控設(shè)備廠商均提供專業(yè)的帶寬計算工具，用戶可利用工具計算所需帶寬，從而選取適合的PoE交換機(jī)。
第三步：選擇af或at標(biāo)準(zhǔn)的PoE交換機(jī)
根據(jù)監(jiān)控設(shè)備功率選擇。例如使用某知名品牌的攝像機(jī)，功率12W max，這種情況就需要選用af標(biāo)準(zhǔn)的交換機(jī)。某高清球機(jī)功率30W max，這種情況就需要選用at標(biāo)準(zhǔn)的交換機(jī)。
第四步：選擇交換機(jī)的端口數(shù)量
PoE交換機(jī)按照端口數(shù)不同可分為4口、8口、16口和24口等幾種，可以綜合監(jiān)控設(shè)備的功率、數(shù)量、位置，交換機(jī)供電功率以及價格選取。
