很多IT人員在采購網絡設備或者是安防設備時，都不會忘記看一下配套電源，也就是一個方頭方腦的黑大個。但大家也留意到了，我們的電話機卻不用接電源就可以使用，這是因為電話線本身是帶電的，足以支持話機的功率需要，甚至再接分機也無大礙。既然電話機可以通過一條雙絞就可以在完成語音傳輸的同時提供供電。那為什么不直接通過以太網中的雙絞線來給網絡設備供電呢?其實這個技術早已出現，這就是大家經常看到的PoE技術，英文全稱是：PoweroverEthernet。中文是以太網供電技術。IEEE標準認證編號為802.3af。

　　PoE系統簡介

　　PoE技術出發點很簡單，就是讓IP電話、WLAN接入點、網絡攝像頭等小型網絡設備可以直接從以太網線獲得電力，毋庸單獨鋪設電力線;以簡化系統布線，降低網絡基礎設施的建設成本。它通過4對雙絞線中空閑的2對來傳輸電力。

　　在PoE系統中，有兩個較為重要的術語，大家需要知道：PSE和PD。

　　提供電力的叫做"供電設備"(PSE，PowerSourcingEquipment)，而使用電源的稱為"受電設備"(PD，PowerDevice)。PSE負責將電源注入以太網線，并實施功率的規劃和管理。PSE有兩種類型：一種是"EndpointPSE",另一種是"MidspanPSE"。EndpointPSE就是支持PoE功能的以太網交換機、路由器、集線器或其他網絡交換設備。

　　MidspanPSE是一個專門的電源管理設備，通常和交換機放在一起。它對應每個端口有兩個RJ45插孔，一個用短線連接至交換機，另一個連接遠端設備。　　

                                    ▲MidspanPSE　　
　　PD則有多種形式，如IP電話、AP、PDA或移動電話充電器等。也就是說，任何功率不超過13W的設備都可以從RJ45插座獲取相應的電力。3ComAirConnect無線接入點(PD)搭配PowerBaseT模塊(MidspanPSE)使用是早期成功應用PoE的經典實例。采用這一方式，用戶可以隨意將AP吊裝在墻頂，毋須顧及附近是不是有電源插座。

　　為了規范和促進PoE應用的發展，IEEE802.3工作組于1999年開始著手制訂IEEE802.3af標準，以作為以太網標準的延伸。2003年6月通過的最終標準對網絡供電的電源、傳輸和接收都作了細致的規定。用戶在設計PoE應用時，必須嚴格遵守這些規定，購買認證產品，才能夠直接從以太網獲得可靠電源。

　　POE技術的好處：

　　首先，有效減少連入墻上電源插座的數量。

　　想想我們的辦公桌：一臺PC的主機和顯示器就各需要一個三孔插座，就算普通員工不需要連接掃描儀、打印機等外設，但通常也需要更多的電源插座來連接PDA底座、手機充電器以至于IP電話。這些設備的AC電源并不通用。于是常見到各個工位之間插線板拖來拉去，不但可能導致電路過載而跳閘，而且安全隱患不容小覷。作為目前惟一的全球性電源標準，802.3af可以同時支持電力需求各不相同的以太網設備。除了常見的無線AP，著名樂器制造商Gibson在2003年聯合3Com公司開發了第一款支持PoE的數字電吉他，甚至還有一家網絡設備制造商PowerDsine別出心裁地生產了一款PoE剃須刀。

　　其次，方便了在沒有電源插座的地方安裝設備及新的應用。

　　802.3af正在推動視頻監視網絡與以太網融合的進程。除了部署過程得到簡化，基于PoE的系統能夠將攝像機安放到以前因為無法部署AC電源而難以安放的位置，并且獲得內部電源保障。802.3af還有助于推動RFID技術應用的普及，支持802.3af的RFID閱讀器可以與以太網交換機相連，以實時傳輸全新的標簽位置跟蹤信息。目前思科的此類產品就已在美國的兩家大型醫院中得到了應用。總而言之，802.3af意味著只要是能夠部署以太網線纜的地方，就可以安裝許多易于安裝的新設備。

　　再次，802.3af可以為企業節約成本。
一位參加802.af最終協議制定的專家曾列舉過這樣一些對比數據：支持以太網供電的網絡終端成本將增加不到70%，具備PSE功能的交換機成本提高不到25%;但由于去掉了常規的電氣布線和電源插座，用戶可節省至少50%的總成本。在大規模部署WLAN和IP電話的現代辦公環境中，應用802.af方案的性價比更加突出。

　　"數字簽名"技術和有待解決的難題

　　前面說到"802.3af可以同時支持電力需求各不相同的以太網設備"，有點匪夷所思吧?實現這一目標得依仗每個標準設備自帶的"數字簽名"。當終端設備連接到一個符合802.3af標準的啟動PSE功能的交換機的時候，交換機會尋找該終端的"數字簽名"。如果沒有發現簽名，就只對該設備進行普通數據連接，不進行電力傳輸。如果發現了"數字簽名"，交換機將在進行數據連接的同時根據簽名中的802.3af等級信息向該設備進行電力傳輸。基于"數字簽名"，802.3af支持一點對多點的電力連接。這樣只要交換機與不間斷電源相連，就可以較大限度地保障在停電的時候網絡通信可以照常。IEEE802.3af特別工作組主席SteveCarlson在標準發布之初曾預言未來十年內，所有的以太網交換機均會支持PoE;但幾年下來，802.3af的應用并沒有像預期的那樣風生水起。除了因為它的發展有賴于WLAN和IP電話的普及外，自身也存在一些在應用中亟需解決的實際問題——配線間的散熱和電氣環境就需要重新設計。在企業級應用中，一個配線間擁有的以太網端口就可能數百。若以四百個為例，按照802.af標準每個以太網端口的電力輸出功率為15W，僅以太網供電就需增加6KW。供電需求增加直接會導致原先設計的UPS系統不堪重負，而能耗增加，配線間的環境制冷就得隨需而變，并且可能大大增加同處一室的交換機、服務器等設備因過熱而宕機的幾率。

　　POE以太網供電工作過程

　　標準POE供電的工作過程圖：

    當在一個網絡中布置PSE供電端設備時,POE以太網供電工作過程如下所示。

　　1.檢測

　　一開始,PSE設備在端口輸出很小的電壓,直到其檢測到線纜終端的連接為一個支持IEEE802.3af標準的受電端設備。

　　2.PD端設備分類

　　當檢測到受電端設備PD之后,PSE設備可能會為PD設備進行分類,并且評估此PD設備所需的功率損耗。

　　3.開始供電

　　在一個可配置時間(一般小于15μs)的啟動期內,PSE設備開始從低電壓向PD設備供電,直至提供48V的直流電源。

　　4.供電

　　為PD設備提供穩定可靠48V的直流電,滿足PD設備不越過15.4W的功率消耗。

　　5.斷電

　　若PD設備從網絡上斷開時,PSE就會快速地(一般在300～400ms之內)停止為PD設備供電,并重復檢測過程以檢測線纜的終端是否連接PD設備。

　　在把任何網絡設備連接到PSE時，PSE必須先檢測設備是不是PD，以保證不給不符合POE標準的以太網設備提供電流，因為這可能會造成損壞。這種檢查是通過給電纜提供一個電流受限的小電壓來檢查遠端是否具有符合要求的特性電阻來實現的。只有檢測到該電阻時才會提供全部的48V電壓，但是電流仍然受限，以免終端設備處在錯誤的狀態。作為發現過程的一個擴展，PD還可以對要求PSE的供電方式進行分類，有助于使PSE以高效的方式提供電源。一旦PSE開始提供電源，它會連續監測PD電流輸入，當PD電流消耗下降到最低值以下，如在拔下設備時或遇到PD設備功率消耗過載、短路、超過PSE的供電負荷等，PSE會斷開電源并再次啟動檢測過程。

　　當然為了實現更加人性化的管理，也可以針對電源提供設備PSD進行管理，例如利用SNMP協議實現PSE的諸如夜晚關機、遠端重啟之類的功能。