今天人们对于一根数据线的要求,除了能够支持更高的传输速率,还需要能够承担起电能输送的职责,在这方面我们最熟悉的一个例子就是 USB,目前 USB-PD 协议可承载最高 100W 的功率传输。这种“数据+电源”的混合传输的好处显而易见,它能够让我们摆脱烦人的电源线,用一根线缆就可以满足两个需求,给用户带来更大的自由度。不过 USB 传输的距离有限,通常也就是 1-2 米以内,如果你希望在一个更大范围的局域网中实现这种“数据 +电源”的混合传输体验,就需要以太网供电(PoE)技术来帮忙了。实际上 PoE 的基本思路与 USB-PD 是相同的,它们都是在传输数据的同时,利用空闲线路或信号线路为终端接入设备供电。只要我们稍微打开一点脑洞,就不难想象出 PoE 的典型应用,比如楼宇自动化中的视频监控、智能照明等,想添加一个新的节点设备,只需要预留一个 RJ-45 以太网口就行了,而无需专门布设市电网络,这给用户带来的价值是显而易见的。
PoE 标准的升级之路
正是因为“很有用”,所以人们就开始琢磨如何让其“商用”,而大规模商用一个重要的前提就是要将这个技术标准化,于是有了 IEEE 802.3 这个定义了 PoE 各项技术规范的标准,由此也解决了不同设备间兼容性的问题。正如其他技术标准一样,IEEE 802.3 也在不断的进化中根据市场需求的变化为自己增添新的技能。第一代 PoE 的标准 IEEE 802. 3af 是在 2003 年发布的,基于当时人们对 PoE 应用场景的认识,这一版标准给 PoE 的定位就是:可以让 PSE 设备(集成在路由器、交换机和集线器中)通过以太网电缆向 IP 电话等 PD 设备提供不超过 15W 的直流功率。15W 这样的功率水平,以今天的视角来看,确实有些保守。
很快,随着越来越多样的设备接入到以太网中,人们逐渐感觉到“电不够用了”。于是 2009 年发布的第二代 PoE 标准 IEEE 802.3at,就将提升供电功率作为了一个主要的升级目标。这个被称为 PoE+的标准果然不负众望,将 PoE 支持的最大功率提升到了 30W(通过 CAT-5 或更高级别线缆提供)。市场在持续发展中,一个有生命力的标准也不会原地踏步。2018 年 9 月,第三版(也是最新一版)的 PoE 标准 IEEE 802.3bt 正式发布。通过深度挖潜,IEEE 802.3bt 尝试在以太网电缆的 8 根导线(4 对导线)上都加载电压,充分利用了网线的功率承载能力,将 PoE 可以传输的最大功率提升到 90W。这个功率水平,基本上可以满足如今大多数中功率电子产品的要求了,也让 PoE 可以覆盖的应用领域大为扩展。而且在最新的 IEEE 802.3bt 中,还增加了一个名为 Autoclass 的新特性。顾名思义,Autoclass 实际上是一种自动检测 PD 用电设备的实际功率消耗,并对其进行功率分级的机制,PSE 供电设备可以根据 PD 的实际耗电要求按需提供电能,通过更精确的控制实现更高的效率。与此同时,IEEE 802.3bt 还增加了两种 PoE 设备类型(Type 3 和 Type 4)以及 4 种功率等级的定义,这实际上都有助于 PoE 在增加产品覆盖的同时,实现更为智能的控制,让 PoE 拥有更高的功率水平的同时(所谓“更高能”),也变得“更智能”。鉴于 IEEE 802.3bt 这种全面的能力提升,人们也将其称为“PoE++”
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