一文讲解什么是POE交换机

POE交换机(Power over Ethernet)是一种通过网线为远端受电终端提供网络供电的设备，它结合了网络交换机和POE供电两个功能‌‌。POE交换机不仅具备普通交换机的数据传输功能，还能同时为网络终端设备供电，免去了额外的电源布线需求‌。

POE交换机的技术标准和功率输出

POE交换机符合IEEE802.3af和IEEE802.3at标准。IEEE802.3af标准下，端口输出功率为15.4W;而IEEE802.3at标准下，端口输出功率可达30W‌。随着技术的发展，出现了PoE+(IEEE 802.3at)和PoE++(IEEE 802.3bt)标准，分别提供了更高的功率输出，满足了更多高功率设备的需求‌。

POE交换机的应用场景和优势

POE交换机广泛应用于各种需要远程供电的网络设备，如无线接入点、VoIP电话和IP摄像头等。其最大优势在于通过单一的以太网电缆同时传输数据和电力，节省了布线成本，特别适用于难以接触或远程安装的设备‌3。此外，POE交换机还具有多端口连接、提升安全性和可靠性、灵活可扩展性和便捷管理性等特点，适用于各种动态环境下的网络需求‌。

什么是PoE?

PoE(Power over Ethernet)即“以太网供电”，是一种可以通过网络线缆为网络设备提供电力的技术。PoE技术可以将电力和数据信号同时传输，使得设备不需要额外的电源线缆。PoE技术的原理是在以太网电缆中加入直流电源，使得网络设备可以通过网线直接供电。

PoE交换机是支持网线供电的交换机，PoE交换机不仅具有普通交换机的全部功能，还能通过网线给设备进行供电。对整个网络而言，采用PoE交换机可以减少布线，降低系统成本，可靠性更高。

PoE交换机供电要遵循供电标准，IEEE802.3af是最新的标准，2003年正式批准发布，在IEEE802.3的基础上增加了通过网线直接供电的相关标准。IEEE802.3at是更高级的PoE标准，标准输出功率可达30w，可兼容IEEE802.3af的标准。

随着PoE交换机市场的扩大，一些不符合供电标准的PoE交换机打着PoE的名号混杂进来。防火墙维修维保所谓防火墙指的是一个由软件和硬件设备组合而成、在内部网和外部网之间、专用网与公共网之间的边界上构造的保护屏障.是一种获取安全性方法的形象说法，它是一种计算机硬件和软件的结合。

POE(PowerOverEthernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一poe供电些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。POE也被称为基于局域网的供电系统(POL,PoweroverLAN)或有源以太网(ActiveEthernet)，有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。

POE供电系统的组成

PSE(供电设备)

PSE设备是指支持PoE技术的网络设备，它是PoE供电系统中的核心部分之一。PSE一般有POE供电器和POE交换机两种形式。它的主要作用是通过以太网线缆传输电力和数据信号，并为受电设备(PD)供电。

PD(受电设备)

PD设备是指在PoE供电系统中需要接受电力供应的网络设备，例如IP电话、摄像头、无线接入点等。PD设备通过以太网线缆从PSE设备获取电力供应，并与PSE设备进行数据通信。

PoE电源

PoE电源是指PoE供电系统中的电力来源。PoE电源的工作原理是将交流电源转换为DC电源，并将电力和数据信号通过以太网线缆传输到网络设备上。PoE电源的功率决定了PSE能同时为多少台PD设备供电。

POE供电交换机工作过程

当在一个网络中布置 POE供电端设备时,POE以太网供电工作过程如下所示。

1、检测：一开始，POE设备在端口输出很小的电压，直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE802.3af标准的受电端设备。

2、PD端设备分类：当检测到受电端设备PD之后，POE设备可能会为PD设备进行分类，并且评估此PD设备所需的功率损耗。

3、开始供电：在一个可配置时间(一般小于15μs)的启动期内，PSE设备开始从低电压向PD设备供电，直至提供48V的直流电源。

4、供电：为PD设备提供稳定可靠48V的直流电，满足PD设备不越过 15.4W的功率消耗。

5、断电：若PD设备从网络上断开时，PSE就会快速地(一般在300～400ms之内)停止为PD设备供电，并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接PD设备。

以太网线缆

以太网线缆是连接POE供电器和POE设备之间的媒介，可以将电力和数据信号一起传输到网络设备上。一般采用CAT5、CAT5E、CAT6等类型的以太网线缆，其传输距离根据不同的POE技术版本有所不同。

在PoE供电系统中，PSE设备和PD设备之间的交互是基于IEEE 802.3af/at/bt标准协议来完成的。这些标准协议规定了PSE设备和PD设备之间的电力传输方式、电力传输功率、电力传输距离等关键参数，确保了PoE供电系统的稳定性和可靠性。

PoE交换机的定义和分类

PoE交换机是一种能够为网络设备供电的交换机。根据供电方式的不同，PoE交换机可以分为两种类型：一种是采用线端供电方式(End-Span)，另一种是采用中继供电方式(Mid-Span)。其中，采用线端供电方式的PoE交换机将电力和数据信号一起传输到网络设备上，而采用中继供电方式的PoE交换机则需要在电缆中插入一个PoE中继器，将电力和数据信号分开传输。

PoE交换机的工作原理

PoE交换机的工作原理是将交换机的电源输出连接到以太网端口，并通过以太网电缆将电力传输到需要供电的设备上。PoE交换机还需要根据设备的需求来确定所需的电力等级，并控制供电的方式和时间。

当网络设备通过以太网线连接到PoE交换机时，PoE交换机会检测设备是否支持PoE技术。如果设备不支持PoE技术，则PoE交换机只会传输数据信号，不会供电。如果设备支持PoE技术，则PoE交换机会将电力和数据信号一起传输到设备上。

PoE交换机的供电标准

目前，PoE交换机的供电标准主要分为三种，分别是IEEE 802.3af(PoE)、IEEE 802.3at(PoE+)、IEEE 802.3bt(PoE++)，其中PoE++又根据功率不同分为了两类(Type3和Type4)。

IEEE 802.3af标准

IEEE 802.3af标准是PoE交换机最早的标准，于2003年发布。该标准定义了PoE交换机的最大供电功率为15.4W，最大电压为48V，最大电流为350mA，以及最大传输距离为100米。根据这个标准，PoE交换机可以通过以太网线缆向连接到交换机上的PD设备提供最大15.4W的电力供应，从而实现电力与数据的传输。此标准被用于低功率应用场景。

IEEE 802.3at(PoE+)标准

IEEE 802.3at(PoE+)标准是在IEEE 802.3af标准之后(2019年)发布的，提供了更高的功率传输能力，最高传输功率达到30W。相比于IEEE 802.3af标准，PoE+可以为更多的设备提供足够的功率，例如IP电话、Wi-Fi接入点、IP摄像头、高性能笔记本电脑等。IEEE 802.3at标准还支持双向通讯，使PD可以向PSE发送信息以调整功率需求。

IEEE 802.3bt(PoE++)标准

IEEE 802.3bt标准是最新的PoE交换机标准，于2018年发布，也被称为PoE++标准，它可以让一根网线的8条铜芯同时供电，进一步扩展了PoE的功率传输能力，每个端口传输功率可达60W-90W，如果需要，甚至可以达到100W的功率上限。这使得PoE技术可以为更多的设备提供可靠的供电，例如医疗设备、工业设备、高功率LED照明等。为了支持PoE++，PSE和PD需要支持更高的电压和功率传输，需要更先进的硬件设计和更复杂的协商过程。

PoE交换机的优势

非PoE交换机内部没有PoE的控制芯片，没有检测的步骤，不管终端是否有支持PoE的设备都会进行供电，如果终端不支持PoE交换机，很有可能会烧毁网口。防火墙维修维保所谓防火墙指的是一个由软件和硬件设备组合而成、在内部网和外部网之间、专用网与公共网之间的边界上构造的保护屏障.是一种获取安全性方法的形象说法，它是一种计算机硬件和软件的结合。

(1)供电端(PSE)与受电端(PD)可动态感知并调整供电电压;

(2)有效保护受电端(通常是IPC)不被电击烧坏其它方面还有短路(电流不经用电器、直接连电源两极)、浪涌防护等;

(3)可智能(intelligence)检测终端是否支持PoE交换机，在接入非PoE交换机终端时不会供电。

POE交换机可以分为多种类型，最常见的是双大小口(DSL)、四大小口(4SI)和八大小口(8SE)等。 这些不同类型的交换机拥有不同的数据和传输性能，例如传输速率，端口数量，最大传输距离等。

POE交换机可以为两种典型网络设备提供双重电源，即电源和网络数据。 通过利用现有的以太网线缆，这些交换机可以从以太网网关获取双向信号，从而传输网络数据和电源。

POE交换机的主要特点是可以将电力和数据分别传输，有效避免受环境干扰。 例如，在有尘埃或湿气时使用电源线路可能会影响传输质量。 同样，由于网络数据和电源传输的线路不同，所以POE交换机不会受到一起传输的杂波和干扰的影响，有助于保持高质量的数据传输和电源供给。

在网络设备连接到POE交换机时，它们可以通过交换机的电源端口接收到延伸到设备处的电源电流，让设备可以正常运转。 此外，POE交换机还可以为某些设备提供断电保护，使您可以在发生网络故障时保护断线的设备免受损害。

除了诸多优势外，POE交换机能够传输更高的数据位深度，以利用更高数据传输速率，有助于提高网络传输的质量和效率。 另外，使用POE交换机能解决许多需要远程供电的应用，而无需使用单独的电源线。

在总体而言， POE交换机能够有效地整合网络电源和数据传输，同时保持传输质量和安全性。 它还可以帮助网络管理员更容易安装和管理网络设施，而无需担心电力的供给。 因此，POE交换机无疑将为大型网络系统的运行和维护提供了有价值的支持和资源。