PoE供电的三种标准：802.3af、802.3at和802.3bt详解

PoE供电的三种标准：802.3af、802.3at和802.3bt详解

PoE（Power Over Ethernet）技术是利用以太网传输电缆在传送数据的同时，又满足供电的功率应用要求，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。目前主要有802.3af（PoE）、802.3at（PoE+）和802.3bt（PoE++）三种标准。本文将详细介绍这三种标准的技术参数和应用场景。

PoE系统概述

PoE 全称为 Power Over Ethernet，PoE 又被称为基于局域网的供电系统(PoL, Power over LAN )或有源以太网( Active Ethernet)，有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准，规范了以太网传输电缆在传送数据的同时，又满足供电的功率应用要求，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。

一个完整的PoE系统包括供电端设备(PSE,PowerSourcingEquipment)和受电端设备(PD,PowerDevice)两部分。POE交换机就是PSE设备，无线AP或者物联网LoRa网关就是PD设备。两者基于IEEE802.3af标准建立有关受电端设备PD的连接情况、设备类型、功耗级别等方面的信息联系，并以此为根据PSE通过以太网向PD供电。

标准的五类网线有四对双绞线，IEEE802.3af允许两种线序供电方法：一种是在4、5、7、8线对上传输电流，并且规定，4、5为正极，7、8为负极。另一种供电是在1、2、3、6线上传输电源，极性较为任意，1、2为正极，3、6为负极或是1、2为负极，3、6为正极。POE交换机采用第二种供电线序，无线AP或者物联网LoRa网关两种供电线序都支持。

IEEE802.3af标准

工作过程

1. 检测：一开始PSE在为受电设备供电前，先输出一个低电压检测受电设备（PD）是否符合IEEE802.3af标准。
2. 分级：当PSE检测到符合要求后，会将输出电压进一步提高，来对受电设备进行分级，如果受电设备此时没有回应分级确认电流，PSE默认将受电设备规为0级，为其提供15.4W的输出功率。
3. 供电：经过确认分级后，PSE会向受电设备输出48V的直流电，并确认受电设备不超过15.4W的功率要求。
4. 维护：更新实时功率，进行断路检测和单端口过载检测，当受电设备超载或短路后，PSE停止为其供电，再次进入检测阶段。

主要供电参数

• 直流电压在44～57V之间，典型值为48V。
• 典型工作电流为10～350mA。
• 典型的输出功率：15.4W。
• 超载检测电流为350～500mA。
• 在空载条件下，最大需要电流为5mA。
• 为PD设备提供3.84～12.95W四个Class等级的电功率请求。

IEEE802.3at标准（PoE+）

由于IEEE802.3af标准使受电设备(PD)上的PoE功耗被限制为12.95W，这就限制了以太网电缆供电的应用范围。为了克服PoE对功率预算的限制，推出新标准：IEEE802.3at（也称为PoE+），它将功率要求高于12.95W的设备定义为Class4,可将功率水平扩展到25W或更高。IEEE802.3at与802.3af相比，802.3at可输出2倍以上的电力，每个端口的输出功率可在30W以上。受电设备PD可以最大到29.95W，PSE将为其提供30W以上的直流电源。PD以Class4分级的电流响应，告诉PSE是否能够为其提供802.3at规定的较高功率。

主要供电参数

• 直流电压在50～57V之间，典型值为50V。
• 典型工作电流为10～600mA。
• 典型的输出功率：30W。
• 受电设备PD支持Class4的分级。

IEEE802.3bt标准（PoE++）

802.3bt规范引入了四种新的高功率PD分级(Class)，从而使单特征类别的总数达到9个。Class5~8对于PoE标准而言是新的，并转化为40.0W至71W的PD功率水平。

802.3bt可向后兼容802.3at和802.3af。一个较低功率802.3at或802.3af的PD可连接至一个较高功率802.3bt的PSE，不会出现任何问题。而当一个较高功率802.3bt的PD连接至一个较低功率802.3at或802.3af的PSE，PD只需能够工作在各自的较低功率状态即可，这被称为“降级”。

关注要点

• IEEE 802.3bt的到来预示着PoE技术迈入强劲市场机遇的新时代，并且该标准是扩展以太网联盟PoE认证计划的坚实基础。
• 一项创新点值得关注：
• IEEE 802.3bt将供电设备(PSE)的最大功率提升三倍，从30 W扩展至90 W，并将用电设备(PD)的功率水平提升至71.3 W。
• IEEE 802.3bt将支持的等级数量从4个增加到8个，分别针对4-90 W和3.84-71.3 W的Type 3和Type 4供电设备(PSE)和用电设备(PD)。
• IEEE 802.3bt标准提供了许多新特性和新功能，例如支持高效的4线对功率传输，以及支持2.5 Gbps、5 Gbps和10 Gbps PoE工作的通道定义等。

各类网线支持的PoE协议：

• Cat5e：支持PoE（802.3af）
• Cat6：支持PoE+（802.3at）
• Cat6a：支持PoE++（802.3bt）
• Cat7：支持PoE++（802.3bt）