poe交换机

PoE交换机应用技术知识

在安防行业的应用，给视频监控系统POE交换机带来了质的变化。可通过网线为无线AP、网络摄像头等PoE终端设备供电，传输距离可达100m，安装方便，即插即用。适用于无线城市、安防监控等行业。

POE 电源解决方案和优势

① POE的由来 什么是POE？

POE（PowerOverEthernet）是指为一些基于IP的终端（IP电话、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）供电，可以在传输数据信号的同时为此类设备提供直流供电技术。POE也称为基于局域网的电力系统（POL，PoweroverLAN）或ActiveEthernet（ActiveEthernet），或简称Power over Ethernet。它使用现有的标准以太网传输电缆同时传输数据和电力。它是一种标准规范，并保持与现有以太网系统和用户的兼容性。

两种 POE 供电方法——POE 标准定义了两种使用以太网传输电缆向 POE 兼容设备传输直流电源的方法。

一种称为“Mid-Span”的方法使用以太网电缆中未使用的空闲线对发送和响应直流电源（即1236线序数据，4578线序电源）。端点PSE支持POE。 兼容的以太网交换机、路由器、集线器或其他网络交换设备。

另一种方法是“端跨”方法，其中用于传输数据的芯线同时传输直流电源。 Midspan PSE 是一种专门的电源管理设备，通常与开关结合使用。每个端口有两个 RJ45 插孔，一个通过短电缆连接到交换机，另一个连接到远程设备。由于以太网数据和电力传输使用公共对，端跨预计会迅速加速。这消除了设置专用于电力传输的单独线路的需要。这对于匹配 8 芯电缆的标准 RJ-45 插座尤其重要。

② POE供电工作流程

在网络中布置PSE电力终端设备时，POE以太网供电的操作过程如下图所示。

1.检测：首先PSE设备向端口输出一个很小的电压，直到检测到线缆终端连接的是支持IEEE 802.3af标准的受电设备。

2.PD设备分类：PSE设备检测到受电设备PD后，可以对PD设备进行分类，评估PD设备所需的功率损耗。

3.电源启动：在引导期间的可配置时间内（通常小于 15 μs），PSE 设备将从低电压开始为 PD 设备供电，直到它提供 48 VDC 电源。

4.电源：支持不超过15.4W的PD设备功耗，为PD设备提供稳定、高可靠的48VDC电源。

5.断电：如果PD设备断网，PSE会迅速停止给PD设备供电（一般在300-400ms内），重复检测过程，线缆端子会被PD检测到连接到。

③ 使用以太网供电的优势

1.POE只需安装一根网线即可支持。这很简单，节省空间，并允许设备自由移动。 

2.省钱。许多现场设备，如视频监控摄像机，需要安装在交流电源难以部署的地方。 POE 无需昂贵的电源和安装它们所需的时间，从而节省了成本和时间。

3.与发送数据类似，POE 可以使用简单网络管理协议 (SNMP) 监视和控制设备。

4.POE电源终端设备只给需要电源的设备供电。仅当连接需要电源的设备时才会向以太网电缆施加电压，从而消除了线路泄漏的风险。 （安全）

5.在停电的情况下，单个UPS可以为所有相关设备供电。（集中供电）

6.用户可以自动安全地混合网络上的原始设备和POE设备，这些设备可以与现有的以太网电缆共存。

7.使网络设备更易于管理。这是因为如果远程设备连接到网络，则可以对其进行远程控制、重新配置或重置。

8.无线局域网允许POE简化射频测试任务，接入点易于移动和接入。

9.减少电源线材料和人工接线成本。

10.降低后期维护和维修成本。

POE无法供电时如何排查

(1) 首先检查受电设备是否支持POE供电。

并非所有设备都支持 POE 电源。我曾经收到过这样的售后服务。客户说监控摄像头是通过网线连接到8口POE，没有电源。灯没有打开，相机也没有工作。将相机接通电源后，一切正常。听完客户的汇报，我先是问了摄像头是否支持POE供电，没想到他的设备不支持POE供电。

(2) 确保受电设备的功率不超过POE交换机端口提供的最大功率。

POE交换机的端口电源有两种类型。一个是15.4W，另一个是30W。如果使用15.4W的POE交换机，但接收设备的功率超过15.4W，则供电不稳定或无法供电。

(3) 当POE交换机处于满载状态时，检查POE交换机的供电是否超过总供电。

POE交换机除了单口供电，还有总电源。市面上有的8口POE交换机总功率90W，1口功率15.4W。当每个端口的电源使用到峰值时，8个端口为8×15.4 = 123.2W。这样一来，超过了这个交换机的总功率，自然会出现功率问题。因此，POE交换机的使用需要适当的组合和高低功率接收器的使用。

如何计算POE的功率距离

只有符合 IEEE802.3af/at 标准的 PoE 设备

(1)网线对供电距离的影响

首先我们来看看下表中IEEE802.af和IEEE802.3at标准对Cat5e网线的要求。

注：Type 1 和 Type 2 值分别参考 IEEE 802.3af 和 IEEE 802.3at 要求。

表格显示，100米超五类网线的等效阻抗IEEE802.3at必须小于12.5欧姆，IEEE802.3af必须小于20欧姆。

结论一：PoE供电距离与网线密切相关。网线阻抗越低，传输距离越长。除了谈论 PoE 功率距离的网线之外，它很糟糕。想要获得足够的电量，首先需要购买正品网线。

(2) IEEE802.3af/at标准要求PoE供电电压

PoE输出电压范围44-57V，PD接收电压范围36-57V，802.3af/at标准，参考如下。

结论2：PoE供电距离需要更长，输出电压需要更高。

总结：想要PoE供电距离足够长，网线一定要符合标准，PoE供电产品的输出电压尽可能高在标准范围内（44-57V）。

示例：巨峰光电PoE产品使用55V输出电压，符合标准的200米超五类线等效阻抗25欧姆，AF标准电流300mA，U=0.3*25=7.5V，55V。 （PoE输出）-7.5V（阻尼电压）=47.5V（200m网线负载端电压），P=根据UI，最终200m网线负载端功率P=负载端电压U*AF标准电流I = 47V * 0.3A = 14.1W，足够电压的摄像头或无线 AP 工作。

当然，一个健壮的网络不仅仅在于PoE供电的距离足够长，还在于网络传输的质量。由于IEEE规定，如果网线的传输距离超过100米，传输质量无法保证，但在某些情况下（由于成本压力）可能会超过10米，例如安装摄像头时。教学方法：在大多数情况下，手动设置相机连接速度为10M。对于一个2兆像素的盒式相机来说，10M的速度就足够了，问题很可能得到解决。

POE交换机电源

PoE交换机的总功率是一个非常重要的指标，直接关系到你能带多少个摄像头。使用400W供电的24口PoE交换机，消除损耗后的PoE交换机总功率约为370W。

IEEE802.3af 标准可以提供 24 个端口（370 / 15.4 = 24）。这意味着您可以同时为 24 台摄像机供电。也就是说，它是一个完整的电源。但是，按照IEEE802.3at标准，以单口最高30W供电计算时，只能同时向12个口（370/30=12）供电。

在实际使用中，很多常见网络摄像头的最大功耗较低，基本在15W以下。如果此时每个 PoE 端口都按照最大功率（例如 30W）预留功率，则部分端口将使用 PoE 电源。尽管无穷无尽，但某些端口无法共享电源状态。例如，一些 PoE 交换机支持动态功率分配来避免这种情况。购买PoE交换机时，要看交换机是否支持动态功率分配。这允许每个端口只分配实际使用的功率，从而更有效地使用 PoE 交换机电源。

PoE供电稳定性

从技术上来看，PoE技术已经发展了很多年，现在已经处于非常成熟的阶段。