PoE(Power Over Ethernet),即以太网供电,又称作 PoE 供电,是一种可以在以太网中通过双绞线来传输电力到设备上的技术。简单来说,就是利用网线给终端设备供电。
一个完整的 PoE 系统包括供电端设备(PSE)和受电端设备(PD)。AP、监控摄像头、门禁设备都属于 PD。使用 PoE 技术,无需安装额外的插座,直接通过网线就可以轻松地给 PD 供电。
为了规范和促进 PoE 供电技术的发展,解决不同厂家供电和受电设备之间的适配性问题,IEEE 标准委员会先后发布了三个 PoE 标准:IEEE 802.3af 标准、IEEE 802.3at 标准、IEEE 802.3bt 标准。
PoE:
即 IEEE 802.3af 标准,它能给每个端口提供最高 15.4W 功率。
PoE+:
即 IEEE 802.3at 标准,它能给每个端口提供最高 30W 功率。
PoE++:
即 IEEE 802.3bt 标准,它定义了 2 种类型的 PoE,3 型和 4 型。3 型能给每个端口提供最高 60W 的功率,4 型能给每个端口提供最高 100W 的功率。
对于符合 IEEE 802.3af/at/bt 标准,同时具有握手协议的就是标准 PoE。标准的 PoE 供电交换机内部有 PoE 控制芯片,在供电之前有检测的功能,当设备连接好之后,PoE 供电器会向网络中发送一个信号,检测网络中的终端是否为支持 PoE 供电的 PD 设备。而非标准 PoE 产品是强制供电型网线装置,一通电即供电,没有检测步骤,不具有握手协议,提供 12V、24V 或者固定的 48V 直流供电,不管终端是否是 PoE 受电设备都进行供电,极易烧毁接入设备。
PoE 交换机就是 PoE 技术的实际应用,它是将网络交换机和供电功能合二为一的设备。相较于普通交换机,PoE 交换机具有以下优势:
1.简化布线:
单根网线传输数据和电力:PoE 交换机通过一根网线同时传输数据和电力,减少了布线的复杂性和成本。
减少电源插座需求:无需为每个设备单独提供电源插座,特别适用于天花板安装的无线接入点和监控摄像头。
2.灵活性和便捷性:
易于安装和移动:设备可以更灵活地安装和移动,无需考虑电源插座的位置。
远程供电:可以为附近无电源插座的设备供电,适用于大范围的网络覆盖。
3.集中管理:
统一管理电源:通过 PoE 交换机可以集中管理和监控所有连接设备的电源状态,方便维护和管理。
安全性:PoE 交换机通常具有过载保护和短路保护功能,确保设备安全运行。
4.节省成本:
降低安装成本:减少了电缆和电源插座的需求,从而降低了安装和维护成本。
减少停机时间:通过集中管理和监控,可以快速发现和解决问题,减少网络停机时间。
在项目中选择 PoE 交换机设备时,需要先确定好所使用的受电设备的数量型号,例如一个别墅项目中使用到 10 台 U6+ AP 设备,5 台 G5 Turret Ultra 监控摄像头设备,1 台 UA Hub 门禁设备搭配 1 台 UA Pro 读卡器和 1 台 UA Lite 读卡器。那么我们应该如何去选择合适的交换机呢。
1.首先需要确定连接的设备数量,以选择合适的端口数量。案例中共需要 16 台设备。
2.确定设备所需的最大总功率。在 UI 官方商城产品页面可以看到,一台 U6+ 设备最大功耗为 9 瓦,采用 PoE 供电,10 台设备最大共需要 90 瓦功耗。一台 G5 Turret Ultra 设备最大功耗为 4 瓦,采用 PoE 供电,5 台设备最大共需要 20 瓦功耗。一台 UA Hub 连接 UA Pro 、UA Lite 之后,最大功耗为 51 瓦,采用 PoE++ 供电。所以总 PoE 需求为 90+20+51=161 瓦功耗。
3.确定端口速度,根据网络性能需求,选择 1G、2.5G 或 10G 端口。案例中,U6+ 和 UA Hub 需要千兆连接, G5 Turret Ultra 百兆连接。因此至少需要选择一套千兆的交换机。
我们根据上述三点,总结出满足本案例所需的交换机要满足如下需求:
至少 15 个 PoE 端口,1 个 PoE++ 端口。
至少 5 个百兆及以上,11 个千兆及以上的端口。
可输出 PoE 功率需大于等于 161 瓦。
根据上述条件可选择 Switch Pro 24 PoE(16 个 GbE PoE+ 端口,8 个 GbE PoE++ 端口,2 个 10G SFP+ 端口,400 瓦 PoE 功率预算)设备来满足项目需求。
如果计划使用桌面型交换机,可以使用 Switch Pro 8 PoE (6 个 GbE PoE+ 端口,2 个 GbE PoE++ 端口,2 个 10G SFP+ 端口,120 瓦 PoE 功率预算)和 Switch Lite 16 PoE (8 个 GbE 端口,8 个 GbE PoE+ 端口,45 瓦 PoE 功率预算)组合为设备供电。
为了保证后续设备的增加,也可以选择 Switch Pro Max 24 PoE、 Switch Pro 48 PoE 或 Switch Pro Max 48 PoE 设备来保证后续设备的扩容升级。
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如果不想使用 PoE 交换机,PoE 交换机功率不足、走线距离过长或者没有提前布线导致无合适的 PoE 网口时,则可以使用 PoE 适配器作为替代电源。UI 官方商城提供 PoE、PoE+、PoE++ 三种标准的适配器,可以根据需求选择。
选择一款合适的 PoE 交换机需要综合考虑需求,如连接设备的数量、所需的 PoE 功率、端口速率、成本预算、后续设备升级等。还要注意选择标准的 PoE 交换机*,非标准交换机容易导致设备受损。也要根据使用场景,设备放置位置,选择桌面式还是机架式设备。
*UniFi PoE 交换机均为标准 PoE 交换机
PoE 技术从 2003 年,就一直在发展与进步,目前已经处于非常成熟的阶段,标准 PoE 供电足够稳定安全。也减少电缆的数量和复杂性,降低了故障点的可能性。
根据 PoE 供电原理,只要是符合 IEEE 802.3af/at/bt 标准的 PoE 功能都是安全的。以 PoE 交换机为例,即使在设备开启 PoE 功能时接入非 PoE 设备,也不会对其造成损坏。
标准 PoE 交换机会根据检测到的功率分类,动态分配适当的功率给受电设备,确保设备获得所需的电力,同时避免过度供电。
根据 IEEE 802.3af/at/bt 标准,PoE 供电和数据传输的最大距离为 100 米。包括 90 米的水平电缆和 10 米的跳线。
PoE 通过在 2 对或 4 对差分信号线对上加载电力,不会改变线对上电平信号的差值,因此在网线上使用 PoE 传输电力时,不会影响网速。
PoE 功率并不是越大越好,高功率设备通常会比低功率设备更昂贵,并且高功率 PoE 设备在供电时会产生更多的热量,需要良好的散热环境,以确保设备稳定运行,所以需要根据具体的应用场景和设备需求来选择合适功率的 PoE 交换机。
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