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在工业 4.0 时代，以太网是一种流行的通信标准。由于以太网是有线的，并且变送器和传感器通常需要电源，因此出现了一个问题：为什么不在使用以太网电缆进行数据传输同时对设备进行供电呢？以太网供电 (PoE) 系统逐渐在业界得到广泛应用，并将在未来发挥重要作用。
以太网是一种计算机局域网技术。由IEEE组织的IEEE802.3标准制定了以太网技术标准，规定了物理层连接、电子信号和介质接入层协议的内容。以太网现在是最流行的局域网技术，取代了令牌环、FDDI、ARCNET等其他局域网技术。工业以太网是在以太网技术和TCP/IP技术的基础上发展起来的工业网络。基于强大的区域集团和IEEE802.3(以太网)。为确保数据传输和接收的有效性、实时性，工业以太网采用更好质量的电缆、连接器以及性能更强的中继设备，因此比普通级别的以太网具有速度快、稳定性高、抗噪声能力强、互联互换性好等优点。PoE (Power Over Ethernet)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)传输数据的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。PoE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，大限度地降低成本。一个完整的PoE系统包括供电端设备(PSE，Power Sourcing Equipment)和受电端设备(PD，Powered Device)两部分。供电端设备(PSE)：支持POE功能的以太网交换机、路由器、集线器或者其他网络交换设备受电端设备(PD)：无线覆盖项目中主要就是无线APPSE 的任务是像电源一样提供电力，而 PD 接收电力并使用它（负载）。PSE 设备在通电时具有签名过程，以保护不兼容的设备在连接时免受损坏。这涉及首先检查 PD 的签名电阻。只有当这个值是正确的（25kΩ）时，PD 才会被供电。如果 PSE 检测到 PD，则从分类开始；即，确定所连接设备的电源要求。为此，PSE 应用定义的电压并测量产生的电流。PD 根据当前电平分配到一个功率等级。如果一切正确，将提供完整的电压和电流。为 PD 供电后，它的任务是将 –48 V 的 PoE 电压转换为适合终端设备的电源电压。在典型的 PD 设计中，使用了一个额外的 DC-DC 转换器（二极管桥控制器）。它的任务是调整或满足 PD 提供的组件的功率要求。较新的 IC 已经提供了将接口和 DC-DC 转换器集成到低功率等级的单个组件中的可能性，从而简化了设计。PSE设备在通电时会有一个签名过程，以保护不兼容的设备在连接时免受损坏。这包括首先检查PD的签名电阻。
由于 PD 必须根据 IEEE802.3 PoE 规范在其以太网输入上接受任何极性的直流工作电压，因此在 PD 输入之前需要两个二极管电桥。因此，无论使用何种线对，PD 也可以反极性工作。图 2 显示了一个具有集成隔离式开关稳压器的 LTPoE++-、PoE+- 和 PoE-兼容 PD 控制器。像 LT4276 这样的控制器支持正向和反激式拓扑结构，以及 2 W 至 90 W 功率等级的同步操作。低功率等级的传统 PD 控制器具有集成功率 MOSFET，但在更高功率时，可以选择驱动一个外部 MOSFET 使 PD 能够降低其损耗并提高其效率。由于 IEEE802.3 以太网规范要求与设备外壳的接地连接进行电气隔离，因此系统需要一个用于 PSE 的隔离控制器芯片组。一个数字接口（图 2 中的 LTC4271）在非隔离侧连接到 PSE 主机，而以太网接口（图 2 中的 LTC4290）连接在隔离侧。这两个组件通过一个简单的以太网发射器连接。通过这种稳健的 PSE 芯片组设计，可以避免产生隔离电源的额外组件。通过Cat-5电缆供电的定义见IEEE 802.3以太网供电标准。借助 PoE，可以在通过 RJ45 电缆进行实际数据传输的同时为以太网设备供电。过去，PoE 标准仅限于几瓦，但更新的 PoE 技术可以实现更高的功率。例如，PoE+ 允许每个端口高达 25 W 的功率，而 PoE++（四对以太网供电系统）使用所有现有电缆线的范围从 70 W 到 100 W。为了扩展 PoE 标准的优势并为 OEM 提供更大的灵活性，PoE 制造商正在开发并行标准，为不同的应用提供更优化的方法。例如，ADI 公司定义了 LTPoE++ 标准，该标准支持高达 90 W 的受电设备 (PD) 功率（表 1） 与同类解决方案相比，LTPoE++ 降低了 PoE 系统的技术复杂性。即插即用能力、易于实施以及安全、稳健的电源是 LTPoE++ 的进一步特性。此外，LTPoE++ 可与 IEEE 的标准 PoE 规范互操作并向后兼容。但是，由于系统损耗和电缆损耗，可用功率略低于指定的 PD 功率，PoE+ 和 PoE++ 也是如此。POE供电的安全传输距离100米，建议使用超五类全铜网线。POE IEEE 802.3af标准要求PSE输出端口的输出功率为15.4W或者15.5W, 传输100米后的PD设备接受功率必须不小于12.95W，按照802.3af典型电流值为350ma计算，100米网线的电阻必须为(15.4-12.95W)/350ma = 7欧姆或者(15.5-12.95)/350ma = 7.29欧姆。而标准网线是天然就满足这个要求的，IEEE 802.3af poe供电标准本身就是以标准网线测定的。而之所以会产生POE供电网线要求这个问题，是因为市面上的很多网线都是非标准网线，不是严格按照标准网线的要求来生产的。市面的非标准网线材质主要有铜包钢、铜包铝、铜包铁等，这些网线的阻值大，都不适合POE供电。POE供电必须使用无氧铜材质的网线，即标准网线。优势：1、一根网线同时传输数据和供电，PoE使其不再需要昂贵电源和安装电源所耗费的时间，节省了费用和时间。PoE供电端设备只会为需要供电的设备供电，只有连接了需要供电的设备，以太网电缆才会有电压存在，因而消除了线路上漏电的风险。用户可以安全地在网络上混用原有设备和PoE设备，这些设备能够与现有以太网电缆共存。2、像数据传输一样，PoE可以通过使用简单网管协议(SNMP)来监督和控制该设备。这个功能可以提供诸如夜晚关机、远端重启之类的功能。风险和劣势：1. 功率不足，受电端带不动：802.3af标准(PoE)输出功率15.4W，对于大功率的前端设备而言，输出的功率达不到要求。2. 风险过于集中：通常来说，一台PoE交换机同时会给多台AP进行供电，交换机的POE供电模块任何故障都会导致所有的设备无法工作，风险过于集中。3. 设备、维护成本高：相对于其他供电方式，PoE供电技术会增加售后维护工作量，从安全稳定的意义上来说，单独供电的稳定性、安全性很好。DALSA这款GigE线扫相机Linea Lite，外形小巧紧凑，具有以太网供电（PoE）功能，可简化布线，特别适用于安装空间有限的工业应用。
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