【分析】详解POE供电在弱电系统中的应用
POE交换机在安防行业的应用，给视频监控系统带来了质的改变，POE交换机可通过网线为无线AP、网路摄像头等PoE终端设备供电，传送距离可达100m，安装简单，即插即用。非常适合无线城市、安防监控等行业使用。
一、POE供电标准
看要一台PoE交换机能同时给多少摄像头供电，要考虑两个方面：PoE交换机的供电标准和PoE交换机的总供电功率。
PoE交换机的供电功率可以理解为PoE交换机的单端口供电功率。市场上流行的PoE交换机有两种标准，IEEE802.3af和IEEE802.3at。IEEE802.3af标准定义了供电功率为15.4W，IEEE802.3at标准定义了供电功率可达30W，由于供电标准不同其单端口供电功率也不同。比如摄像头功率为9W，使用af标准的PoE交换机即可；若摄像头功率为20W，需使用at标准的PoE交换机；若摄像头功率为30W以上，就需要使用专用PoE供电模块供电了。
802.3af标准：
供电电压：44-57V
供电电流：10～350mA
最大供电功率：15.4W
最大受电功率：12.95W
802.3at标准：
供电电压：50-57V
供电电流：10～600mA
最大供电功率：30W
最大受电功率：25.5W
一般来说，一个同时支持af和at供电标准的PoE交换机，它的供电功率是自适应的。比如，它连接的是5W的设备，那么提供5W的电力；如果连接的是20W的设备，那么就提供20W的电力。
af和at标准能通用吗？
at是向下兼容af的。也就是说，如果你的交换机支持at标准，最大可供30W电，那他完全可以给支持af标准的需要7W的摄像机供电的。但是如果摄像机支持at，需要20W的电，只支持af的交换机就无法正常向这个摄像机供电啦。
二、POE交换机功率
PoE交换机的总功率是一个非常重要的指标，直接关系到可以带多少摄像头。以电源功率是400W的、24端口的PoE交换机来说，除去损耗后PoE交换机总功率大概为370W。在IEEE802.3af标准下，它能够供满24个端口（370/15.4=24），即可以同时给24个摄像头供电，也就是满载供电。但如果是按照IEEE802.3at标准的单口最大供电功率30W计算，同时最多就只能给12个端口供电了（370/30=12）。
实际使用中，很多普通网络摄像头的最大功耗较低，基本不超过15W，如果这时每个PoE端口按照最大功率（比如30W）去预留供电功率的话，就会出现有的端口PoE功率用不完，而有的端口却分不到功率的情况。比如，有些PoE交换机均支持动态功率分配，可以避免这种情况。在选购PoE交换机时，要看交换机是否支持动态功率分配，这样每个端口只分配实际使用的功率，这样就能更高效地利用PoE交换机的供电功率。
三、POE供电的好处
1）简化布线，节约成本
许多带电设备，例如监控摄像机等都需要安装在难以部署AC电源的地方，POE使其不再需要昂贵电源和安装电源所耗费的时间，节省了费用和时间。
2）便于远程管理
像数据传输一样，POE可以通过使用简单网管协议(SNMP)来监督和控制该设备。这个功能可以提供诸如夜晚关机、远端重启之类的功能。
3）安全可靠
POE供电端设备只会为需要供电的设备供电，只有连接了需要供电的设备，以太网电缆才会有电压存在，因而消除了线路上漏电的风险。用户可以安全地在网络上混用原有设备和POE设备，这些设备能够与现有以太网电缆共存。
四、POE供电稳定性
从技术角度来讲，PoE的技术发展多年，目前已经处于非常成熟的阶段。但由于目前监控市场迫于成本压力，选用的PoE交换机或者线材品质过于低劣，再或者方案设计本身就不合理，导致采用PoE供电的项目维护的工作量特别大，所以工程商普遍存在PoE供电不稳定的观点。
网络监控项目，不同于普通的网络综合布线，数据传输量非常大，功率高，且要求全天候不间断工作，采用有品质保证的PoE设备和线材是整个系统稳定的保证。
五、POE供电在安防系统中的应用
安防行业应用PoE组网主要有简化布线、节能灵活、安全方便等优势。众所周知，一般的网络摄像机除了需要通过网线来传输视频信号外，还必须全天候为其提供足够的电力。而在现实施工中，经常会出现因为无法提供稳定的电源，而不得不重新设计摄像头的安装地点的情况。如此一来，重新设计安装地点可能会导致出现监控死角，使监控失去意义。
1、灵活性，PoE只需要安装和支持一条电缆，简单而且节省空间，并且设备可随意移动；
2、节约成本，视频监控摄像机等，都需要安装在难以部署AC电源的地方，PoE使其不再需要昂贵电源和安装电源所耗费的时间，节省了费用和时间；
3、供电智能化，DC电源像数据传输一样，PoE可以通过使用简单网管协议(SNMP)来监督和控制设备；
4、消除供电安全隐患，PoE供电端设备只会为需要供电的设备供电，只有连接了需要供电的设备，以太网电缆才会有电压存在，因而消除了线路上漏电的风险；
5、集中供电优势，一个单一的UPS就可以提供相关所有设备在断电时的供电；
6、设备兼容性优势，用户可以自动、安全地在网络上混用原有设备和PoE设备，这些设备能够与现有以太网电缆共存；
7、使网络设备便于管理，当远端设备与网络相连后，能够远程控制、重配或重设；
8、在网络摄像机局域网中，PoE可以简化测试任务，接入点能够被轻松地移动和接入。
六、PoE供电在无线网络中的应用
PoE交换机可以部署在汇聚交换机和无线AP之间，或者PON网络中ONU和无线AP之间的位置。通过选择8口、16口、24口不同端口密度的PoE交换机，可以部署在不同用户密度的热点区域。其中汇聚交换机+PoE交换机的组网模式非常适合部署在用户密集的区域，目前在高校的WLAN项目建设中，多采用此方式。PoE交换机解决方案应用范围广、部署数量大，是目前很多工程商的主流选择。被广泛运用在无线AP和网络摄像机组网中，方案采用AP+AC的方式便于集中管理，并使用PoE供电节省人力成本。
七、PoE供电有哪些劣势
1）功率不足，受电端带不动：802.3af标准(PoE)输出功率小于15.4W，对于一般IPC来说足够了，但对于球机等大功率的前端设备而言，输出的功率达不到要求。
2）风险过于集中：通常来说，一台PoE交换机同时会给多个前端IPC进行供电，交换机的POE供电模块任何故障都会导致所有的摄像机无法工作，风险过于集中。
3）设备、维护成本高：相对于其他供电方式，PoE供电技术会增加售后维护工作量，从安全稳定的意义上来说，单独供电的稳定性、安全性最好。
八、PoE供电线缆选择
POE供电的安全传输距离100米，建议使用超五类全铜网线以上线缆。
POE供电网线要求这个问题只在中国等假货、便宜货横行的国家是个问题，在很多发达国家不是问题。POEIEEE802.3af标准要求PSE输出端口的输出功率为15.4W或者15.5W，传输100米后的PD设备接受功率必须不小于12.95W，按照802.3af典型电流值为350ma计算，100米网线的电阻必须为(15.4-12.95W)/350ma=7欧姆或者(15.5-12.95)/350ma=7.29欧姆。
而标准网线是天然就满足这个要求的，IEEE802.3afpoe供电标准本身就是以标准网线测定的。而之所以会产生POE供电网线要求这个问题，是因为市面上的很多网线都是非标准网线，不是严格按照标准网线的要求来生产的。市面的非标准网线材质主要有铜包钢、铜包铝、铜包铁等，这些网线的阻值大，都不适合POE供电。POE供电必须使用无氧铜材质的网线，即标准网线。
PoE供电技术对线材的要求高，建议在监控项目中，千万不要在线材上省成本，得不偿失。
九、如何选择POE交换机
1）需要给多大功耗的设备供电：PoE交换机采用的标准不同，输出功率也会不同，比如：IEEE802.3af最大不超过15.4W，由于传输线材的损耗，能给最大功耗不超过12.95W的设备供电。遵循IEEE802.3at标准的PoE交换机，能给最大功耗不超过25W的设备供电。
2）最多能给多少个设备供电：PoE交换机的一个重要指标，就是PoE供电的总功率。在IEEE802.3af标准下，如果一台24口PoE交换机的PoE供电总功率达到了370W，那么就能够供满24个端口(370/15.4=24)，但如果是按照IEEE802.3at标准的单口最大供电功率30W计算，同时最多就只能给12个端口供电了(370/30=12)。
3）需要接口数：是否带光纤口、带不带网管、速率选择(10/100/1000M)。
4）POE交换机是否可以二级交换：PoE只是解决供电问题，不会影响信号的，（一般供电是用的4、5、7、8四根线，而信号是1、2、3、6四根线），如果要使用多层交换机，只需要让离摄像机最近的交换机给摄像机供电就好了，后面的交换机则无需跟PoE有任何关系。
十、POE交换机有哪些工程问题
为了在施工前就能将些注意事项考虑到位，减少后续工程的维护量，在此给大家罗列出几点PoE交换机常见的工程问题，掌握以下几点，能帮助大家更好的建设与维护无线网络工程：
1、供电距离
大家知道PoE交换机的供电距离一般是100米，其实PoE供电距离是由数据信号和传输距离决定的，数据信号的传输距离是由网线决定的。
1）网线要求
网线的阻抗越低传输距离越远，所以首先要保证网线的质量，购买正品，推荐使用超五类网线数据信号传输距离大概是100米左右。
由于PoE标准有两种：IEEE802.af和IEEE802.3at标准。它们对超五类网线要求不同，不同主要体现在等效阻抗上。如100米的超五类网线，IEEE802.3at的等效阻抗须小于12.5欧姆，IEEE802.3af则须小于20欧姆。
2）PoE标准
保障PoE交换机的传输距离，就看PoE供电的输出电压，在标准之内(44-57VDC)尽量高，PoE交换机端口输出电压必须符合IEEE802.3af/at标准。
2、选择标准型的POE交换机
如何判断哪些是假的PoE设备？假PoE设备只是通过一个PoE合路器将DC电源合并到网线中，不能通过标准的PoE交换机来供电，否则设备会烧坏。所以在工程应用中，不仅要选择标准的PoE交换机，还要选择标准的PoE终端。
标准PoE交换机的安全措施：
1）供电端（PSE）与受电端（PD）可动态感知并调整供电电压。
2）有效保护受电端（通常是IPC）不被电击烧坏（其它方面还有短路、浪涌防护等）。
3）可智能检测终端是否支持PoE，在接入非PoE终端时不会供电。
非标准的PoE交换机通常为了节省成本，并没有以上安全措施。
3、交换机级联问题
交换机级联的层数涉及到带宽的计算，简单举例：
如果采用100M网口交换机级联到中心，有效带宽即45Mbps（带宽利用率≈45%），如果每台交换机分别连接了共15Mbps的监控设备，即占单台交换机带宽15M，则45/15≈3，可级联3台交换机。
带宽利用率为什么约等于45%？
实际以太网IP分组报头约占总流量的25%，实际可利用链路带宽为75%，实际应用中考虑预留带宽30%，所以保险估认带宽利用率为45%。
4、注意交换机的功率
使用设备的功率是多大，再对应选择多大功率的PoE交换机。如果你的设备的功率是在15W以下的，那选择支持802.3af标准的PoE交换机就可以了。如果功率是大于15W的，则需要选择802.3at标准的大功率交换机，否则带不动。当然要您的设备是支持PoE的，不支持PoE则需要准备一个PoE分离器。
来源：弱电工程师的圈子
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