POE交换机是什么？它到底有什么作用呢？
在大中型场所的WiFi覆盖或安防监控中，我们常常都能听到一个名词或一种设备叫作“POE交换机”。有多少人是能够真正理解这是什么东西的呢？特别是那些初涉WiFi覆盖领域，专业知识还不够扎实的朋友们难免对此会产生疑问吧。所以，腾狐君又再次不自量力的整合了一些资料，为大家剖析剖析这名叫“POE交换机”的设备究竟是个什么东西。
☆ POE交换机是什么？它有着什么作用？
“POE交换机”指的是在不改动任何现有的以太网布线基础的架构下为一些基于IP终端的设备（如无线AP、网络摄像头等）传输数据的同时还能实现供电功能的设备，也可以理解为支持以太网供电的交换机。它的作用主要是数据传输和供电。
☆ 一台POE交换机能够实现为多少台设备传输数据与供电呢？
一般的，一台POE交换机能接入的设备数量会受到几方面的因素影响，包括了POE交换机的供电标准、POE交换机的总供电功率以及接入设备所需的传输数据及功率。
POE交换机的供电标准在市面上主要涵盖着两种，一种是IEEE802.3af，另一种是IEEE802.3at。它们分别定义了POE交换机的每口供电功率最大为15.4W和30W，但是由于在传输过程中会出现一定的损耗，所以交换机每口实际供电功率只能为12.95W和25W。
这也就决定了两个标准的POE交换机每口所接入的设备功率分别是不能超过12.95W和25W的。当然，无论是哪种标准的POE供电交换机都是自适应的，即接入设备功率为多少那么交换机就会提供多少的电力。
而POE交换机的总供电功率当然是跟交换机的每口供电率有关的，它是受交换机的标准以及交换机接口的数量所影响的。比如说，IEEE802.3af标准每口供电率最大为15.4W24口的POE交换机的总供电率约为370W（≈24*15.4），而IEEE802.3at标准每口供电率最大为30W24口的POE交换机的总供电率则约为720W（≈24*30W）。
接入设备的所需的传输数据和功率因类别、应用标准等因素不一样也会造成它们各自所需的传输数据和功率不一样。
比方拿摄像机来举例，一台720P（100万像素）的摄像机码流为4.5M，一台1080P（200万像素）的摄像机码流为6M，那么一个8口的带宽为40Mbps，传输速率为百兆的POE交换机就能接入8（40Mbps/4.5M）台720P的摄像机，但是最多只能接入6台1080P的摄像机。
并且摄像机满足在接入IEEE802.af标准的POE交换机单台功率不能超过15.4W，在接入IEEE802.at标准的POE交换机单台功率不能超过25W。
总而言之，POE交换机接入设备的数量是受到交换机标准、供电总功率（交换机单口数量）、接入设备的传输数据和功率所影响的。大家可根据所接入设备的实际情况选择所需要的POE交换机哟！
☆百兆POE交换机与千兆POE交换机又有何区别？
百兆交换机的理论交换速度是100Mbps，而千兆交换机则是在此基础上翻了10倍，并向下兼容100M/10M的产品。它们的最主要的区别是数据传输的速度。
一般的，在传统的台式电脑LAN环境下，机器之间传递数据效果不是很明显，优质的百兆交换机就能满足其需求。但是，在无盘工作站环境下的数据传递就需要起着上联分配层、核心层作用的千兆交换机。
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?有源以太网(Power Over Ethernet)
（有源以太网(Power Over Ethernet)）
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）传输数据信号的同时，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，最大限度地降低成本。PoE也被称为基于局域网的(PoL, Power over LAN )或有源以太网( Active Ethernet)，有时也被简称为，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。af标准是基于以太网供电系统POE的新标准，它在IEEE 802.3的基础上增加了通过网线直接供电的，是现有以太网标准的扩展，也是第一个关于电源分配的国际标准。IEEE在1999年开始制定该标准，最早参与的厂商有3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel和National Semiconductor。但是，该标准的缺点一直制约着市场的扩大。直到2003年6月，IEEE批准了802. 3af标准，它明确规定了远程系统中的电力检测和控制事项，并对、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、以及无线LAN接入点等设备供电的方式进行了规定。IEEE 802.3af的发展包含了许多公司专家的努力，这也使得该标准可以在各方面得到检验。
无论是买一台最简单的以太网交换机还是一套无线AP路由器，附件中都会包括一个方头方脑、傻大黑粗的AC变压电器（俗称电源），使用起来有诸多不便。有没有可能让网线既用于传输信号，又供电呢？
我们的生活中就有类似的例子，比如我们家用普通固定电话，不需要额外电源，即使家里停电能拨打电话，因为电话线不仅可以传输话音信号，也负责给电话机供电（智能电话由于功率加大，有时也需要额外的电源）。由此PoE（Power over Ethernet，以太网供电）技术应运而生。
以太网供电（Power over Ethernet，简称PoE）也称为PoE供电，是一种可以在以太网路中透过双绞线来传输电力与资料到装置上的技术。以太网供电技术的出发点是让IP电话、WLAN接入点、网络摄像头等小型网络设备，可以直接从以太网线（4对双绞线中空闲的2对来传输）获得电力，无需单独铺设电力线，以简化系统布线，降低网络基础设施的建设成本。
PoE的典型组网如右图所示。
使用POE需要留意以下三点：
如上图所示，不是所有的以太网交换机都支持PoE供电功能，供电模块内置或外置，一般价格比普通交换贵一些。
要求终端也支持PoE受电功能。
通过网线供电，功率本身是有一定限制的，留意查看不同设备的使用说明和功率要求。
一个典型的以太网供电系统。在配线柜里保留设备，用一个带电源供电集线器(Midspan HUB)给局域网的双绞线提供电源。在双绞线的末端，该电源用来驱动电话、无线接入点、相机和其他设备。为避免断电，可以选用一个UPS。
为了规范和促进PoE应用的发展，2003年6月，IEEE 802.3工作组制定了IEEE 802.3af标准，作为以太网标准的延伸，对网络供电的电源、传输和接收都做了细致的规定。
af标准是基于以太网供电系统POE的新标准，它在IEEE 802.3的基础上增加了通过网线直接供电的，是现有以太网标准的扩展，也是第一个关于电源分配的国际标准。
IEEE在1999年开始制定该标准，最早参与的厂商有3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel和National Semiconductor。但是，该标准的缺点一直制约着市场的扩大。直到2003年6月，IEEE批准了802. 3af标准，它明确规定了远程系统中的电力检测和控制事项，并对、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、以及无线LAN接入点等设备供电的方式进行了规定。IEEE 802.3af的发展包含了许多公司专家的努力，这也使得该标准可以在各方面得到检验。
2009年10月，IEEE 802.3at标准应大功率终端的需求而诞生，在兼容802.3af标准的基础上，提供更大的供电需求，满足新的需求。
标准的五类网线有四对双绞线,但是在10M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的两对。IEEE80 2.3af允许两种用法,应用空闲脚供电时,4、5脚连接为正极,7、8脚连接为负极。
应用数据脚供电时,将DC电源加在传输变压器的中点,不影响数据的传输。在这种方式下线对1、2和线对3、6可以为任意极性。
标准不允许同时应用以上两种情况。电源提供设备PSE只能提供一种用法,但是电源应用设备PD必须能够同时适应两种情况。该标准规定供电电源通常是48V、13W的。PD设备提供48V到低电压的转换是较容易的,但同时应有1500V的绝缘安全电压。
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。PSE设备是为以太网设备供电的设备,同时也是整个POE以太网供电过程的管理者。而PD设备是接受供电的PSE负载,即POE系统的设备,如IP电话、网络安全摄像机、AP及掌上电脑( PDA)或移动电话充电器等许多其他以太网设备（实际上,任何功率不超过13W的设备都可以从RJ45插座获取相应的电力）。两者基于IEEE 802.3af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。
POE标准的主要供电特性参数为：
1. 电压在44～57V之间,典型值为48V。
2. 允许最大电流为550mA,最大启动电流为500mA。
3. 典型工作电流为10～350mA,超载检测电流为350～500mA。
4. 在空载条件下,最大需要电流为5mA。
5. 为PD设备提供3.84～12.95W三个等级的电功率请求,最大不超过13W。（注意PD分级0和分级4没有显示出来而且不应采用。）
POE工作过程
当在一个网络中布置 PSE供电端设备时,POE以太网供电工作过程如下所示。
一开始,PSE设备在端口输出很小的电压,直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE 802.3af标准的受电端设备。
2. PD端设备分类
当检测到受电端设备PD之后,PSE设备可能会为PD设备进行分类,并且评估此PD设备所需的功率损耗。
3. 开始供电
在一个可配置时间(一般小于15μs)的启动期内,PSE设备开始从低电压向PD设备供电,直至提供48V的直流电源。
为PD设备提供稳定可靠48V的直流电,满足PD设备不越过 15.4W的功率消耗。
若PD设备从网络上断开时,PSE就会快速地(一般在300～400ms之内)停止为PD设备供电,并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接PD设备。
POE供电方法
PoE标准为使用以太网的传输电缆输送直流电到POE兼容的设备定义了两种方法：
中间跨接法( Mid -Span )
使用以太网电缆中没有被使用的空闲线对来传输直流电，应用于普通交换机与网络终端设备之间，可以通过网线给网络终端设备供电，Midspan PSE（中跨供电设备）是一个专门的设备，通常和交换机放在一起。它对应每个端口有两个RJ45插孔，一个用短线连接至交换机，另一个连接远端设备。
末端跨接法(End-Span)
是在传输数据所用的芯线上同时传输直流电,其输电采用与以太网数据信号不同的频率。相应的Endpoint PSE（末端供电设备）有支持POE功能的、、集线器或其他网络交换设备。可以预见End-Span会迅速得到推广，这是由于以太网数据与输电采用公用线对，因而省去了需要设置独立输电的专用线，这对于仅有8芯的电缆和相配套的标准RJ-45插座意义特别重大。
以太网供电芯片厂商PowerDsine将召开一个IEEE会议，正式提交“大功率以太网供电”标准，该标准将支持为笔记本电脑等设备供电。PowerDsine将提交一份白皮书，建议把802.3af标准的48v输入、13w的极限提高1倍。除笔记本电脑外，新标准还有可能为液晶显示器和等供电。
日 IEEE出了一个最新的802.3at标准，其中规定了POE可以提供更高的功率，超过了13W，可以达到30W！
本词条内容贡献者为
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中国通信学会
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工业和信息化部电信研究院互联网中心
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