以太网供电(PoE)顾名思义：它通过用于数据传输的同一根电缆为小型设备提供足够的电力。该技术广泛用于智能建筑，由于涉及低电压，因此正常的电源电气安全规则不适用。这凸显了PoE具有吸引力的原因之一；它可以显着降低与安装和合规性相关的成本。由于许多办公楼已经在整个结构中安装了以太网布线，并安装了电池供电的不间断电源(UPS)，因此可以轻松实施稳健的系统。添加PoE设备可以利用已部署的相同电缆为照明和安全摄像头等应用提供电力。PoE以太网设备可以通过以太网电缆将电力传输到100米范围内的设备。使用PoE为智能建筑供电的好处采用PoE的明显好处之一是它使直流电源能够在您现有的以太网上运行。虽然您仍然需要使用支持PoE的端口更新您的网络交换机，但无需为受电设备运行额外的铜线带来的成本优势可能非常显着。铜价已从2000年的每磅0.65美元上涨至2021年的每磅4.05美元（来源：macrotrends）。还可以通过不在受电设备上执行AC到DC转换来进一步节省成本。PoE还在定位受电设备时提供了更大的灵活性。大多数AC插座靠近地板，这不是Wi-FI接入点(AP)、毫微微蜂窝基站和微微蜂窝基站（femtocells和picocells）以及相机的理想位置。为了最大化覆盖范围，建议避免将这些设备放置在障碍物附近，这意味着它们最好放置在天花板高度。与主网络不同，以太网电缆通常通过天花板落差造成的空隙进行布线，从而消除了采用的另一个障碍。PoE结合了电源和数据，可实现对各种应用的24/7全天候智能监控，包括照明、安全摄像头和数字标牌。带有电池供电的不间断电源系统(UPS)的集中式PoE网络可在断电期间保持关键设备运行。图1：PoE智能建筑的优势智能建筑应用和PoE标准最初的PoE标准(IEEE802.3af)于2003年获得批准，可提供高达15瓦的功率。它广泛用于IP电话、楼宇访问控制以及为早期分布式Wi-Fi接入点供电等应用。该标准的后续修订，包括IEEE802.3at(30W/2009)和IEEE802.3bt(90W/2018)，增加了提供的功率以支持要求更高的应用，例如更快的Wi-Fi网络、安全摄像头、音频扬声器、销售点(POS)、LED照明等。图2：PoE标准和应用PoE拓扑结构图3显示了典型的PoE拓扑结构。PoE网络交换机称为电源设备(PSE)，它为客户端提供直流电源，称为受电设备(PD)。该规范指出，PSE应该能够通过长达100米的以太网电缆（通常高于CAT5/6）为PD供电。图3：典型的PoE拓扑（来源：EthernetAlliance）由于以太网电缆最长可达100米，在此距离上会有一些损耗，因此在最坏的情况下，到达PD的功率低于PSE提供的功率.在标准规格中，802.3af为13瓦，802.3at为25.5瓦，802.3bt为71.3瓦。对于“bt”标准，PD的直流电压范围为42至57V[RB2]。输入端不支持PoE的联网设备仍然可以连接并使用PoE分离器来分离数据和直流电源。这也减少了对AC/DC转换器和靠近AC插座的定位设备的需求。PoE供电的PTZ摄像机当今的安全系统通常使用包含小型电机的摄像机，使它们能够在三个轴上移动或平移、倾斜和缩放(PTZ)，并且通常配备高清数字摄像机。这些摄像机可以通过以太网等有线连接进行手动控制，也可以编程为在定义的感兴趣窗口内或视野范围内检测到物体时自动移动和缩放。一些相机还可以配置为通过连续执行从0°到360°的平移和从0°到180°的倾斜来测量场景，同时可以使用光学或数字技术实现缩放。现在可以使用基于IEEE802.3at标准的PoE为这些安全和监控摄像头提供所需的电源。PoE供电的无线网络Wi-Fi接入点和路由器也是PoE的常见应用。两者的功耗通常是速度和支持的流数量的函数。现代网络使用MIMO（多输入多输出）等技术来增加范围和吞吐量。实现支持Wi-Fi6（IEEE802.11ax）速度的AP/路由器应用将对应PoE标准如下：1.Wi-Fi6,4×4双频并发：802.3at2,Wi-Fi6,8×8双频并发：802.3at/bt3、Wi-Fi6、4×4三频并发：802.3at/btWi-Fi路由器/AP虽然自带AC/DC供电，但也可以使用PoE供电分离器。相比之下，CiscoMeraki?MR56Wi-Fi6（802.11ax，8条数据流）接入点等产品现在支持802.3at，这意味着RJ45端口可以直接连接到支持PoE的PSE交换机以为设备供电。PoE供电的微微蜂窝和毫微微蜂窝微微蜂窝和毫微微蜂窝用于扩展或增加蜂窝覆盖范围，尤其是在建筑物内部、办公室、购物中心和体育场等繁忙区域。与常规小区不同，微微小区通常具有约200米或更小的小范围，而毫微微小区可能具有低至10米的范围。这些微型设备非常适合PoE，如下面的一个示例所示：1.ApexTM4G/LTE3.5GHz室外PicoCell(35W)：802.3btPoE供电的数字标牌LED电视是一种非常有效的通信方式。他们可以在企业办公空间、智慧零售、酒店、城市宣传等多个领域展示定制化的动态数字标牌。与Wi-Fi一样，数字标牌的好坏取决于它的位置。例如，较大的屏幕通常悬挂在天花板上，以便人群可以轻松观看内容。相比之下，智能亭或销售点(PoS)应用程序利用较小的屏幕（有些带有触摸屏）来提供更加个性化和交互式的用户体验。LED电视的功耗差异很大。下面列出的Samsung?55"LEDTV指定的典型功耗为69W，而另一款相同尺寸和制造商的型号声称为120W。确保LEDTV功率不超过PD功率非常重要。使用802.bt标准，它的范围从90W到71.3W，具体取决于PSE和LED电视(PD)之间的以太网电缆的长度。市场上还有几款带PoE的LED电视。对于不断增长的数字标牌市场，看看LED电视制造商是否开始将802.bt集成到他们的大型LED电视中将会很有趣。1.55"三星4KLED电视(#Q70T)69W（典型值）：802.3bt（需要PoE分路器）2.Thinlabs,Inc的46"高清触摸屏：802.3bt（不需要PoE分路器）3.10"，SamsungDigital标牌(DB10E-TPOE)802.3at（无需PoE分离器）4.48"，三星数字标牌(DH48E)44W（典型）802.3bt（需要PoE分离器）5.40"，三星数字标牌(H40B)44W（典型）)802.3bt（需要PoE分路器）6.16”medTV?PDI-P16TV-GB2-P电视(25W)802.3at（不需要PoE分路器）PoE智能互联照明PoE和LED照明是天作之合，因为LED消耗直流电PoE提供直流电源。这允许用户在使用PoE为LED供电时节省AC到DC电源转换的成本。ONSemiconductor?互联照明平台（图4）是PoE如何增强智能建筑的一个很好的例子。该平台基于模块化设计，能够为由双FL7760LED驱动器驱动的两串16个LED提供7,000流明。基于NCP1096802.3bt控制器的PoE模块可为LED驱动模块提供高达90W的直流电源。同时，LED驱动器模块上还有第二个连接器，它接受RSL10Bluetooth?5无线电，用于无线连接到智能手机网关以实现云连接。现在是智能照明。图4：带PoE模块的互联照明平台PoE供电的商务电话(VoIP)互联网协议语音(VoIP)可能是PoE最常见的应用。VoIP在广域网上使用以太网协议将低频模拟语音信号数字化为数据包。从那里，它通过交换机和路由器进入云端，到达目的地。VoIP仅消耗4至7瓦，使其非常符合802.3afPoE标准。配备RJ45连接器的现代VoIP电话设计用于通过以太网电缆接收数据和供电，因此不需要外部PoE分离器。结论通过同一根电缆提供电源和数据连接的便利性令人信服。我们只需要看看USB是如何成为许多消费设备无处不在的电源的。商业和工业应用中的PoE也是如此。它通过针对可直接受益于它带来的简单性的应用来推进单电缆解决方案概念。随着越来越多的制造商发现它的好处，最终用户将开始需要PoE。是时候开始过渡到更智能的集成电源/数据组合了。
