如今，由于几乎每个电子设备都需要有效的互联网连接才能正常工作，因此互联网连接已成为必需。尽管大多数设备都具有Wi-Fi连接选项，但是许多设备和网络路由器仍使用以太网端口和电缆与有线Internet线路连接。我们先前在“电力线通信”一文中了解了如何通过电力线传输数据，今天我们将学习如何通过PoE（以太网供电）在数据线上传输电力。
什么是PoE（以太网供电）？
顾名思义，通过以太网电缆提供电力称为PoE。
我们都知道以太网电缆用于数据传输和网络连接，但是您是否知道大多数时候我们并不使用以太网电缆中存在的所有连接线。例如，考虑下图所示的以太网电缆，它有8条线路，但是其中只有4条线路通常用于数据交换（橙色，橙白色，绿色和绿色白色），而其余4条线路保持空闲。因此，即使在我们剥去两端的这些空闲线之后，也可以进行数据交换，这就是为什么在低端以太网电缆中只有四根线而不是八根线。因此，空闲的四根线可用于功率传输。使用闲置线路向负载供电的简单设置称为以太网供电。
现在让我们看一下简单的电路，以更好地了解PoE。在该电路中，从电缆两端的插孔中剥去了四根电线（分别是蓝色，蓝白色，棕色和棕白色）。如前所述，这对棕色和绿色电线不用于低速以太网应用中，因此，将它们从插孔中剥去不会对通信造成任何干扰。因此，一端应连接到电源，另一端应连接到负载，因此，例如，我们使用电池作为电源，并使用摄像机作为负载。当源和负载处于闭环状态时，下面的电路完成，摄像机将显示响应。由于使用了这种简单的设置，我们通过以太网电缆将电源提供给了简单的设备，因此可以说实现了PoE。
以太网供电如何工作以及为什么使用它
在常规电源系统上使用PoE的主要原因是减少为连接到网络的每个外围设备提供电源的成本。例如，如果您在整个建筑物中分布有10个间谍摄像机，那么在这种情况下，它需要10个电源设备为它们供电，这不是主要问题。主要问题是在每个外围设备附近布线220条电源线是不实际的，因此使用PoE是将所有外围设备连接到中央系统的最佳选择。
现在，剥开以太网电缆以将每个外围设备连接到中央系统本身就是一项繁琐的任务，因此，使用PoE注入器和PoE分离器。
如图所示，通过使用PoE注入器和PoE分离器，我们可以跳过识别颜色，剥线，焊接和修饰松散末端的所有麻烦。现在让我们看一下这些设备的功能以及如何使用它们。
PoE注入器
该设备具有两个输入端口和一个输出端口。第一个输入用于连接普通以太网电缆，另一个输入用于连接直流电源，而输出用于连接PoE以太网电缆。
在输入上，我们有：常规以太网连接+直流电源
在输出上，我们有：PoE以太网（可用于连接PoE设备）
因此，PoE注入器功能通过引入常规以太网连接和DC电源来提供PoE以太网。
PoE分离器
该设备具有一个输入端口和两个输出端口。输入用于连接PoE以太网电缆，而输出端口提供普通的以太网和直流电源。
在输入上，我们有：PoE以太网
在输出上，我们有：常规以太网连接+直流电源
因此，PoE分离器的功能与PoE注入器相反，后者将PoE以太网连接分为普通的以太网和可用的直流电源。
PoE扩展器
当网络跨距离很长时（例如，购物中心，酒店，饭店，办公楼，企业，学术园区和运动场馆），可以使用PoE扩展器。在那些地方，无法使用普通的100米以太网连接，而这正是PoE Extender发挥作用的时候。该设备可用于扩展以太网网络设备，使其超出基本的100m距离限制，使其成为许多情况下的可行选择。
这些天的外围设备支持PoE以太网，因此我们可以跳过分离器，直接将电缆连接到设备，如图所示。
现在，如果有一个或两个设备，则此设置将起作用，但是如果有多个设备，则为每个设备购买PoE注入器并不是最佳解决方案。对于此类特定情况，我们拥有PoE Hub，可以代替多个PoE注入器。
PoE集线器
PoE集线器的功能与PoE注入器类似，不同之处在于它可以容纳许多以太网连接，同时提供许多PoE以太网输出。如果一端有许多PoE设备，而另一端有普通的以太网连接提供服务器，则最好使用集线器。从以下框图中可以轻松了解轮毂的工作原理。
到现在为止，我们假设以太网电缆中有可用的自由线路，可以很容易地用于PoE。
现在您可能会问，使用以太网电缆中所有线路的情况如何？嗯，这种情况并不罕见，因为高速互联网和数据传输系统确实使用了所有数据线。即使在那种情况下，PoE仍然可以实现，但是与以前的配置相比，它变得复杂。
在高速传输系统的情况下，数据和电源都通过相同的线路发送，但为此使用了专用设备。这种特殊的单元是PoE交换机，它增加了成本，这与之前我们可以简单地在两端剥去未使用的线路并为我们提供方便而增加了成本。
PoE交换机
PoE交换机是一种网络交换机，能够从每个接口通过以太网供电，同时仍然能够转发帧。简而言之，它就像将多个PoE设备连接到单个PC的端口一样工作。
在框图中，您可以看到如何使用以太网电缆将多个PoE设备连接到PoE交换机，以及PC通过PoE交换机与这些设备进行通信。PoE交换机需要一个到现有网络的上行链路来进一步扩展和增加端口。
PoE标准
PoE设备遵循某些数据通信和供电标准。因此在设计这些设备时要遵循这些标准。通常，设计这些设备时遵循四种类型的标准，并且根据其功率处理能力对其进行划分。
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IEEE扩展 |
类型 |
动力容量 |
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IEEE802.3af |
类型1 |
15.4瓦 |
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IEEE802.3at / PoE + |
2型 |
30.8瓦 |
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IEEE802.3bt / UPoE |
类型3 |
60瓦 |
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IEEE802.3bt |
类型4 |
90瓦 |
您可以查看此表并为您的PoE设备选择适当的PoE交换机，注入器或路由器。
PoE应用
- 智能照明系统：照明系统可以通过方便使用的服务器或远程PC进行控制。
- 智能家居： PoE使智能家居设计变得容易，这是因为在智能家居中，生活空间的每个角落都建立了连接，而每个设备之间都共享数据，而使用PoE可以更轻松地实现此目的。
- 安全系统：办公室和研究所可以通过安装PoE设备来提高安全性。
- PoE也用于RFID和警报系统。
PoE的局限性
虽然这里的所有内容看起来都是绿色的，但事实并非如此。PoE有很多缺点，下面讨论其中几个。
- 成本：与往常一样，任何技术安装都需要钱。尽管通过安装PoE可以节省金钱，但是仅在该区域中有四到五个以上的设备时才适用。这是因为安装PoE将花费您数千美元，但是如果只有一两个PoE设备，则只需几百美元即可完成工作。因此，PoE安装不适用于PoE设备限于一两个的家庭。在这种情况下，购买延长线或适配器即可完成工作，而无需在PoE设置上花费大量资金。
- 复杂性：安装PoE设置会为任何无需多说的人增加复杂性。就像您必须了解PoE的新术语一样，每当您要在家庭或办公室中安装新的PoE设备时，都必须避免购买匹配的系统。