PoE交换机可以当普通交换机使用吗?

作者:网络工程师俱乐部
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01 POE技术概述

POE(Power over Ethernet)技术是指通过以太网线缆同时传输数据和电力的技术。这种技术允许网络设备(如IP电话、无线接入点、安全摄像头等)通过标准的以太网线缆获得电力,而不需要额外的电源插座。

01 工作原理:

  1. 供电设备(PSE):POE交换机作为供电设备,能够通过以太网线缆向终端设备提供电力。
  2. 受电设备(PD):终端设备通过以太网线缆接收电力,并使用该电力进行操作。

POE技术利用了以太网线缆中未使用的两对或四对导线来传输电力,同时保留了原有以太网线缆的数据传输功能。

02 POE技术的应用场景

  1. 无线网络:无线接入点可以通过POE技术获得电力,简化了无线网络的部署。
  2. 语音通信:IP电话等设备可以通过POE技术获取电力,减少布线复杂度。
  3. 安防监控:安全摄像头和其他监控设备可以利用POE技术,避免在难以布线的位置安装电源。
  4. 物联网(IoT)设备:各种IoT设备,如传感器和控制器,可以通过POE技术实现远程供电。

02 POE交换机的三种供电标准

01 IEEE 802.3af (POE) 标准

IEEE 802.3af是最早的POE标准,通常被称为POE或POE Classic。该标准定义了通过以太网线缆为设备提供电力的方法,并规定了最大功率为15.4W(实际可用功率约为12.95W)。

特点:

  • 最大功率:15.4W(实际可用功率约为12.95W)。
  • 电力传输:使用以太网线缆中的4对线中的2对进行电力传输。
  • 兼容性:广泛支持旧款设备,但功率有限。

02 IEEE 802.3at (POE+) 标准

IEEE 802.3at(也称为POE+)是对IEEE 802.3af的扩展,提高了供电能力,最大功率为30W。

特点:

  • 最大功率:30W。
  • 电力传输:使用以太网线缆中的所有4对线进行电力传输。
  • 适用设备:适合需要更高功率的设备,如高清摄像头、多功能打印机等。

03 IEEE 802.3bt (POE++) 标准

IEEE 802.3bt(也称为POE++或High-Power POE)进一步提高了供电能力,最大功率可达90W甚至更高。

特点:

  • 最大功率:最高可达90W及以上。
  • 电力传输:使用以太网线缆中的所有4对线进行电力传输,并且采用了更高效的电力传输方法。
  • 适用设备:适合需要高功率的设备,如PTZ摄像头、LED显示屏等。

03 供电距离为什么是100米

01 以太网电缆的最大传输距离

在讨论POE供电距离之前,我们需要了解以太网电缆的最大传输距离。根据IEEE 802.3标准,标准的Cat 5e、Cat 6等以太网电缆的最大传输距离为100米。这一距离限制主要是基于以下几个因素:

  • 信号衰减:随着传输距离的增加,信号强度会逐渐减弱,这会影响数据传输的准确性。
  • 电磁干扰(EMI):长距离传输容易受到电磁干扰的影响,导致数据错误。
  • 时延:长距离传输会增加信号的传播时延,影响网络性能。

02 供电距离与信号传输的关系

供电距离受到电阻的影响,电阻随距离增加而增大。因此,距离越远,电阻越大,网线的质量要求也就越高。为了减少故障发生的概率,建议POE供电距离控制在100米以内。

此外,功率损耗可以通过以下公式来量化:

= 2⋅ ⋅ Q=I2⋅R⋅t

其中, Q 是功率损耗, I 是电流, R 是电阻, t 是时间。要使POE供电过程中损耗最小,需要减小电流和电阻。电阻的大小主要由网线质量和传输距离决定。

当电力通过以太网线缆传输时,随着距离的增加,电力也会有所损耗。这种损耗会导致以下问题:

  • 电压降:电力传输过程中会导致电压下降,超过一定距离后,设备可能无法获得足够的电力来正常工作。
  • 热效应:电流通过导线会产生热量,过长的传输距离可能会导致温度过高,影响设备的寿命和稳定性。
  • 功率损失:电力传输过程中会有一定的功率损失,这会导致实际到达设备的功率低于供电设备所提供的功率。

03 如何克服100米限制的方法

为了确保POE供电的稳定性,建议使用高质量的网线。

例如,无氧铜网线在100米内的电阻约为9.5欧姆,可以提供更好的传输效果。在实际应用中,有些客户使用廉价的低质量网线,导致供电距离不足,最终在项目中出现问题。更换高质量的网线后,问题往往可以得到迅速解决。

因此,在POE供电应用中,推荐使用超五类(Cat 5e)或更高等级的无氧铜网线,以确保数据传输和电力供应的稳定性。

也可以通过以下这几个方法来客服距离上的限制:

  1. 中继设备:在传输路径中加入中继设备,如POE中继器或交换机,可以延长传输距离。
  2. 优化布线设计:合理规划布线路径,减少弯曲和过度拉伸,可以减少信号衰减。
  3. 专用POE延长器:市场上有一些专门设计的POE延长器设备,可以延长供电距离而不影响电力传输效率。

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作者:SE_YJ
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