研华 Power over Ethernet PoE网络系统

　　PoE原先是针对电信和IT网络应用设计，但随着装置采用越来越多的智能设计，以及以太网联机的普及。尽管这项技术还有很长的路要走，但可以预见的是，未来PoE的应用将无可限量。

 
　　现场布线在以前算是简单的工作，因为传感器可以用主动或被动这两种方式供电，即使后来出现了PLC和PAC，也无法改善现场的状况。只是PLC和PAC与控制系统网络间的连接变得普遍之后，工程师开始思考，如何能够通过相同的线路提供电源，不论网络是连接到PAC、以太网交换器等网络装置，或是工厂或厂房内的装置，而当以太网络与TCP/IP成为网络标准后，Power over Ethernet（PoE）的概念也因此诞生。

PoE基本知识

　　有了PoE这项技术，标准以太网联机只要通过一条Cat5缆线就可以同时传输数据和电力。此标准描述两种使用PoE的装置。第一种是“供电设备”（Power Sourcing Equipment,PSE），主要包括中跨转接器和以太网交换器，这类设备可以提供电源（和网络联机）给连接的PoE装置。第二种则称为“受电装置”（Powered Device,PD），包括连到VOIP电话、安全监视器或其它数字装置的存取点等各种装置。

　　802.3af标准制定两种作业模式：Type A模式，透过相同的10/100Base-T以太网络数据对线来传送电力和数据；Type B模式，透过未使用的对线传送电力。要选择Type A或Type B必须由“供电设备”（PSE）决定，而不是“受电装置”（PD）。在此标准的定义中，PSE可以选用其中任何一种模式，但无法同时使用两种模式。

　　由于目前许多装置采用不兼容的标准，因此PSE会在提供电力给PD之前先测试其标准兼容性。如果PD不兼容，PSE就不会自动提供电力。每台802.3af兼容装置均内建这项功能，不正确地使用Power over Ethernet时，可以避免不兼容的装置发生故障。

　　PoE装置内有一个25k欧姆的电阻，用来当作PoE的“识别”。交换器或其它的PSE检测到识别用电阻后，就会自动监测连接的装置，而且只会在成功完成自动监测后开始供电。装置中断时，PSE就会关闭PoE电源。

为何要使用PoE

　　透过相同的缆线来传送电力和以太网络数据，可以大幅减少作业环境的布线数量。而一般制造工厂的布线成本和布线维护所费不赀。从维护的观点来看，透过Cat5缆线为以太网络装置供电可以大幅改善维护作业。除了降低重新布线的成本以外，使用相同的线组传送电力和数据更能简化维护和疑难排解的程序。缆线中断或其它组件受损时，还能更轻松快速地修复联机。

建置PoE系统

　　PoE网络系统的设计方式与PoE网络完全相同，设计师只需要部署实体网络，包括路由器、交换器等设备。位在网络外缘的装置称为终端装置，必须每隔约328英尺（100公尺）将电源输入系统，其最长距离与以太网络联机相同。

　　有了具备PoE功能的以太网络交换器之后，就不再需要使用中端的PoE“电源输入器”。目前市面上有许多体积小巧、坚固耐用的工业环境用机型。

　　PoE原先是针对电信和IT网络应用设计，但随着装置采用越来越多的智能设计，以及以太网络联机更加普及，让整个解决方案变得更为方便，因此未来大部分连接以太网络的传感器和现场装置也都将内建PoE 功能。

PoE系统设计最佳范例

　　在工业环境中，具备PoE功能的交换器和其它装置必须采用坚固外壳，且其设计必须适合工厂应用。

　　设计师必须确定选用的装置采用适当的机壳设计，且符合能在严峻环境中使用的耐高温和耐震规格。此外，工业用的PoE交换器通常必须采用DIN轨座或面板安装设计。

　　最后，选用装置必须使用24VDC这类可取得的电源，减少电源供应器的出现。此外，请尽可能加入备援电源，以确保外部电源供应器故障时，作业不致中断。

　　设计师还必须注意非标准PoE装置的使用。随着PoE的演进，出现更多不同类型的设计。还有许多采用“自行设计”，运用不同技巧和供应电压的装置需要特别注意。设计师部署PoE网络时，最好的作法还是坚持使用符合802.3af标准的装置。

连接非PoE装置

　　许多以太网络都会连接视讯显示终端（VDT）和嵌入式运算装置等装置，这些装置通常不具备PoE功能，但还是需要电源才能运作。比另外提供电源给终端装置更好的作法是，设计师可以使用PoE分电器装置将电力和数据复合讯号分隔开，然后分别输出电力和数据。

PoE未来的发展

　　Power over Ethernet(PoE)这项技术还有很长的路要走，未来可为许多应用提供无数的联机可能。目前PoE在工业中的应用主要在无线存取点、监视摄影机和机器视觉系统，而传感器应用已是指日可待。
　　
　　只要工业控制制造商持续采用Power over Ethernet，就会出现越来越多的PoE兼容装置。举例来说，有几间公司现在已经推出具备以太网络功能的传感器。这些传感器不再需要模拟传送器，而且可以直接连接到控制网络。许多工业Fieldbus网络也考虑要纳入802.3af标准，工业PoE应用在未来的发展可说是无可限量。