PoE

以太网供电

定义

PoE(Power over Ethernet,以太网供电)通过网线在传输数据的同时提供直流供电,符合 IEEE 802.3af/at 标准。边缘网关、LoRa 网关等在有网线处可选 PoE 供电,无需单独布设电源线,简化部署。无网线处可采用 4G 上行配合 12V 电源或太阳能方案。

技术规格

IEEE 802.3af(PoE):最大 15.4W,受电端约 12.95W;802.3at(PoE+):最大 30W,受电端约 25.5W;802.3bt(PoE++):最大 90W。供电设备(PSE)为交换机或注入器;受电设备(PD)为摄像头、LoRa 网关、AP、IP 电话等。采用网线中未使用的线对(4/5、7/8)或数据线对传输直流,不影响数据通信。

应用场景

IP 摄像头、ONVIF 设备部署;LoRa 网关、边缘网关;无线 AP、物联网网关。有以太网布线的场景,PoE 可简化供电,减少电源适配器与布线。工业场景需选用工业级 PoE 交换机,支持宽温、IP 防护。

分级检测与线缆压降

先检测再分级最后给电

以太网供电不是网线里一直带着电。供电设备先在线对上送一个很小的探测电压,确认对端有受电特征电阻,才进入分级。分级时受电设备报出自己需要的功率档,供电设备按档位抬到工作电压。没有这一步就强行送电,会把不支持受电的网口打坏。数据仍走差分信号,直流叠在线对的共模上,所以同一根网线可以同时传报文和功率,前提是两端都按同一模式使用线对。

标准里的功率是供电端输出、不是受电端实得。线缆电阻会吃掉一部分,百米线末端的摄像机实际拿到的功率低于交换机端口标称。等级从十余瓦到数十瓦再到更高,受电设备启动瞬间还可能超过分级时申报的平均值。端口能协商成功,不代表稳态加启动都够用。

交换机预算要按端口叠加

使用条件是整机功率预算、单口等级和线缆长度一起满足。一台交换机写着所有端口都支持较高功率,总预算却只够其中几口同时满载。摄像机夜间打开加热或补光时功率上升,白天正常、夜里集体重启,就是预算按白天测的。室外线和劣质水晶头的电阻更大,压降更明显。工业现场若还要过交换机级联,每一跳都要重新算预算,不能假设上联口能把功率继续往下送。

工业路由器 和边缘主机若只是数据设备、本身不是供电端,中间就需要注入器或带供电的交换机。注入器的功率档必须覆盖末端设备,并且不要在已经供电的端口上再串一只注入器,两路直流叠在一起会损坏口电路。

线损、模式和受电识别失败

识别失败多数不是设备坏了,而是线序或模式不一致。供电只用备用线对、受电设备却只在数据线对上检测,协商永远完不成,网口灯闪、设备不亮。非标准私有供电用更高电压,接到标准受电设备上会直接损坏。另一类错误是把预算用尽后的端口关断当成网络故障,维护人员反复插拔网线,其实是总功率超限后交换机在轮流断电。

线缆超过设计长度、或用两段线接起来,电阻超标,受电端电压掉到工作门槛以下,设备反复启动。应在末端测量电压,而不是只看交换机显示已供电。屏蔽层如果被当成直流回路,干扰会进视频和串口。最后确认接地:室外摄像机的防雷地和交换机地电位差很大时,线对上的直流和浪涌会一起打到口电路,供电功能本身挡不住雷击。

受电设备的分级电流只说明它“想要”哪一档,供电端可以拒绝更高档。协商失败后有的设备仍试图以最低电压启动,表现为能链路、不能稳定工作。应在交换机上读出实际授予的等级,而不是只看网线已经插好。备用电源切换的瞬间,供电端可能重新做一次探测,摄像机随之重启,录像会缺几秒,这要在存储侧用断录告警看出来,而不是当成摄像机故障去更换。

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