什麼是乙太網路供電 (PoE) 及其運作原理？
乙太網路供電 (PoE) 是一種技術系統，主要用於 IP 攝影機，但隨著工業 4.0 和物聯網的興起，它正變得越來越普遍。PoE 允許電源和乙太網路在一條電纜上同時傳輸，從而無需在設備上使用兩條電纜。在單一電纜上同時傳輸電源和數據的能力源於幻象電源技術，該技術為數據傳輸速度提供了更大的靈活性，從 10BASE-T；100BASE-T；1000BASE-T（千兆乙太網路）；2.5GBASE-T；5GBASE-T；以及 10GBASE-T。為了創建 PoE 網路，電源通過電纜從供電設備 (PSE) 傳輸到受電設備 (PD)。有三種模式——模式 A、模式 B 和 4 對模式（請參見下圖）。模式 A 類似於幻象供電技術，電源和數據都在同一條電線上傳輸，而模式 B 則使用備用電線傳輸電源。4 對模式也是一個新標準，它使用所有 4 對電線傳輸電源和數據。
3 個 PoE 標準及其定義 (來自 IEEE-S)
802.3af 2003 (2 對 PoE)
- 最大 15.4 瓦/設備，並提供12.95 瓦可用電源預算，以支持 VoIP 電話、簡易傳感器和固定式 IP 攝影機等簡單設備。
- 數據吞吐量在兩種不同模式下限制為 100Mbps
- 模式 A-在 100BASE-TX 或 10BASE-T 的數據對上供電 (參見圖 1)
- 模式 B- 在備用對上供電 (參見圖 1)
802.3at 2009 (PoE+)
- 最大 30.8 瓦/設備，並提供 25.5 瓦電源預算，以支持 RFID 傳感器、複雜監控攝影機、生物識別傳感器、平板電腦和 LCD 螢幕。
- 數據吞吐量在兩種不同模式下限制為 1000 Mbps 或 1Gbps。
- 模式 A- 在 100BASE-TX 或 10BASE-T 的數據對上供電 (參見圖 1)
- 模式 B- 在備用對上供電 (參見圖 1)
圖 1 - 圖片來源：berkek.us
在過去幾年中，電氣電子工程師協會標準協會 (IEEE-SA)正緩慢地推出並測試一種名為 4 對傳輸或 4PPoE 的新模式，該模式使用雙絞線電纜的所有四對電線供電。通過增加傳輸的電量，它為新應用打開了大門，因為在不斷發展的物聯網和智能設備世界中，更多的設備和傳感器正在連接。
802.3bt 20198 (UPoE / 4 對 PoE)，帶類型 3 和類型 4 功率級別
- 類型 3：最大 60 瓦/設備，並提供 50 瓦電源預算，以支持筆記型電腦、資訊站和辦公室管理系統。
- 類型 4：90-100 瓦/設備，並提供 80 瓦電源預算，以支持筆記型電腦、電腦、電視和視訊會議。
- 數據吞吐量為 10Gbps，速度提高 10 倍。
- 4 對模式 – 在所有四對電線上供電。 (參見圖 2)
- 與 802.3af和802.3atPoE 標準向後兼容。
圖 1 - 圖片來源：berkek.us
PoE 的 4 個主要優點
- 靈活性和可擴展性 -PoE 設備只需要一條電纜，而不是兩條。這使得PoE 設備可以放置在沒有電源的區域，並且可以輕鬆重新定位。可以輕鬆添加和調整更多設備。
- 節省時間和成本 - 它減少了安裝電纜和插座的需求。PoE 可以利用現有的銅線電信基礎設施，使擴展物聯網網路的安裝更加容易。
- 安全性 -使用的電纜較少，PoE 設備通常電壓較低。PoE 供電也很智能，旨在保護網路設備免受過載、供電不足或錯誤安裝的影響。
- 可靠性 - PoE 電源來自中央兼容電源，而非分散式適配器。它可以通過不間斷電源備份，或控制以輕鬆禁用或重置設備。
PoE 應用的範例和使用案例
PoE設備可以在許多環境和行業中使用。最常見的 PoE 設備是IP 攝影機，它只需要區域網路而不需要本地錄影設備，還有 VoIP 電話。PoE也可以用作公共廣播系統或對講機，以及 RFID 和生物識別無線門禁點。隨著更高功率 PoE 的出現，大型設備也可以連接，例如POS 資訊站、筆記型電腦、電腦、數位看板和觸控螢幕。它們可以在多個行業的各種應用中使用。
使用 PoE 的智慧建築
在辦公室環境中，如本視訊中概述的 (https://www.siemon.com/solutions/intelligent-buildings)，PoE使辦公室更智慧。感測器被放置在整個辦公室中，控制攝影機、電腦、無線門禁點和其他設備。LED 燈配備了運動和環境感測器，可以檢測自然光和房間佔用情況。 實施 PoE 的辦公室範例是阿姆斯特丹的 The Edge，其主要租戶是德勤。The Edge 利用一個應用程式，連接大約 28,000 個全部由 PoE 供電的感測器。
使用 PoE 的智慧製造
PoE 也可應用於工業環境中。感測器和 IP 攝影機可協助監控裝配線、裝卸碼頭、庫存室以及其他沒有電源的區域中的活動。RFID 也可追蹤貨物運輸和車隊，優化路線，並降低與物流效率低下相關的成本。使用更高功率的 PoE，例如Class3 或Class4，可為製造和物流提供更強大的監控和感測器，從而實現自動化。在工業 4.0 中，堅固耐用的伺服器和交換機也可在惡劣環境中用於更多 PoE 應用。
公車運輸系統中的智慧安全和監控
PoE 也將改變公車運輸和其他運輸系統。通過為車站和公車或地鐵配備眾多感測器和攝影機，它將使公共交通能夠即時響應數據。感測器可以檢測是否需要維護以及公車是否無法正常運行，從而提供更好的解決方案。感測器還可以與其他交通感測器通訊，並向所有類型的運輸車輛發送即時更新。交通燈和停車場也越來越多地配備感測器，以緩解高峰時段的交通擁堵。隨著PoE感測器和攝影機通過網路錄影機 (NVR)提供即時視訊監控，乘客安全也將得到提升。這些視訊也儲存在安全的伺服器中，該伺服器還允許嵌入式元數據標籤和彈性搜尋工具，使未來的視訊檢索更加容易。駕駛員門禁控制也可以通過 PoE 安裝，通過無線識別臉部識別或攝影機來驗證駕駛員。使用 RFID 和感測器將允許乘客無線進入車輛，減少擁堵並更有效地疏散乘客。
PoE 在智慧城市和物聯網的未來
隨著數據從互聯的傳感器中變得越來越有價值，一個將立即受益的真實應用是智慧城市及其整個基礎設施開發。這不僅將徹底改變公共交通，還將改變城市的各個方面，從人們購物方式到人們的飲食方式。RFID 和其他傳感器將很快在整個城市配備，以相互通信，並最終通過智能手機和其他智能可穿戴技術與個人通信，以獲取緊急更新。這些使用案例範例是 PoE 技術提供連接不同網絡的平台，並允許創建集成技術生態系統的絕佳領域，最終將在下一代智慧城市中達到頂峰。
工業電腦與堅固型邊緣電腦的 PoE 模組
Premio PoE/LAN 模組：4 埠、8 埠和 16 埠
Premio 的工業電腦和堅固型邊緣電腦設計用於支援符合 802.3at 標準 (PoE+) 的乙太網路供電埠，並可為多個 PoE 裝置供電，每個裝置最高可達 30.8 瓦。這些緊湊型無風扇嵌入式電腦提供廣泛的配置選項，包括 4 埠、8 埠甚至 16 埠 PoE 模組，可連接到物聯網裝置和傳感器，用於各種電腦應用。