PoE与PoE+与PoE++ — 以太网供电指南

**以太网供电（PoE）**可通过一根以太网电缆同时向连接的设备传输数据和电力。无需为每台 IP 摄像机、无线接入点或 VoIP 电话单独布设电源线，PoE 可通过同一条用于网络数据的 RJ45 连接供电。

该技术经历了三代主要的 IEEE 标准演进——802.3af、802.3at 和 802.3bt，每一代的供电能力都高于上一代。对于网络基础设施规格制定、交换机选型或供电设备部署，理解 PoE、PoE+ 和 PoE++ 之间的差异至关重要。

PoE 的工作原理

PoE 使用以太网线缆中未使用的线对或承载数据的线对来传输 DC 电源。供电设备（PSE）通常为 PoE 交换机或中跨注入器，会在供电前检测所连接的设备是否支持 PoE。这一检测过程可防止损坏非 PoE 设备。

受电设备（PD）通过分类握手与供电设备（PSE）协商功率需求。随后，PSE为该端口分配合适的功率预算。

PoE 可使用标准 RJ45 连接器，通过标准 Cat5e、Cat6 和 Cat6a 线缆运行。基本的 PoE 和 PoE+ 部署无需特殊连接器或线缆。

IEEE PoE 标准对比

PSE 输出与 PD 输入之间的功率差反映了线缆损耗。线缆越长，转化为热量耗散的功率越多，因此 PD 收到的功率会低于 PSE 输出。

IEEE 802.3af — 原装 PoE（15.4 W）

原始 PoE 标准于 2003 批准，每端口从交换机提供最高 15.4 瓦，保证受电设备可获得 12.95 瓦。

此功率预算足以支持：

• VoIP 电话
• 基础 IP 摄像机（固定式、非云台）
• 简单无线接入点（802.11a/b/g 年代）
• 门禁读卡器
• IP 对讲机

802.3af 仅使用以太网线缆中的四对线中的两对。根据 PSE 的实现方式，电力通过数据线对（模式 A）或备用线对（模式 B）传输。

对于大多数现代部署，802.3af的功率不足。配备红外照明、云台电机和机载分析功能的新一代IP摄像机通常需要15–25瓦。802.11ac和802.11ax接入点通常需要25–30瓦。旧设备仍普遍采用802.3af，但新部署至少应按PoE+规划。

IEEE 802.3at — PoE+ (30 W)

PoE+（802.3at）于 2009 获批，将可用功率翻倍至 PSE 端 30 瓦和 PD 端 25.5 瓦。

这涵盖了当前大多数由PoE供电的设备：

• 802.11ac 和 802.11ax 无线接入点
• 带红外照明的云台 IP 摄像机
• 视频会议终端
• 瘦客户机和小型 PC
• 带显示屏的多线路 VoIP 电话
• 联网型LED照明设备

PoE+ 仍是部署最广泛的 PoE 标准。如今销售的大多数企业级 PoE 交换机都在所有端口支持 802.3at，绝大多数由 PoE 供电的设备也都设计为在 25.5W PD 预算范围内运行。

与802.3af一样，PoE+使用两对导线。为降低较长线缆中的电阻损耗，建议至少采用Cat5e规格。

IEEE 802.3bt，PoE++ / 4PPoE（60 W 及 100 W）

802.3bt 标准于 2018 获得批准，引入了四对线供电，即同时使用以太网电缆中的全部四对线。这可以在不超过单对线电流限制的情况下显著提高供电功率。

802.3bt定义了两种类型：

**Type 3（PoE++）：**PSE 端最高 60 瓦，PD 端 51 瓦。适用于高功率无线接入点、带加热器的云台摄像机和数字标牌显示器。

**Type 4（PoE++）：**PSE 端最高 100 瓦，PD 端 71.3 瓦。适用于笔记本电脑、瘦客户机和高功率工业设备。

由于802.3bt使用全部四对线，因此需要八芯对线均端到端连接的电缆。Cat5e及以上类别是标准配置，但部分较旧的Cat3或非标准跳线可能只连接两对线。部署802.3bt前，请务必确认线缆质量。

802.3bt 用例

• **Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E接入点：**Cisco、Aruba和Ubiquiti的高端AP功耗可达25–40瓦。采用802.3bt Type 3可提供充足余量。
• **带加热器的户外PTZ摄像机：**寒冷气候下使用的摄像机会配备加热元件，总功耗可能达到40–50瓦。
• **数字标牌：**带内置媒体播放器的商用显示屏可消耗 40–60 瓦。
• **笔记本电脑充电：**802.3bt Type 4 可通过以太网为笔记本电脑供电，无需单独的电源适配器。
• 工业 IoT 设备： 工厂环境中的传感器、控制器和边缘计算节点越来越多地采用 PoE，以简化安装。

线缆和连接器要求

线缆

对于 802.3af 和 802.3at，建议最低采用 Cat5e 线缆。Cat5e 支持 10/100/1000 Mbps，并能承受相关电流而不过度发热。

对于 802.3bt，必须使用 Cat5e 或 Cat6。所有四对线缆同时承载更大电流，会在电缆束中产生更多热量。在大量 802.3bt 电缆捆扎的高密度安装中，建议使用 Cat6a，因为其导体线规更粗（23 AWG，而 Cat5e 为 24 AWG），可减少电阻损耗和热量。

TIA-568 标准规定了成束 PoE 电缆的降额指南。一束 24 Cat5e 电缆承载 802.3bt 功率时，为确保温度处于安全范围内，可能需要将额定载流能力降至 80%。

RJ45 连接器

所有 PoE 标准均采用标准 RJ45（8P8C）连接器。不过，在 PoE 应用中，连接器质量比纯数据设施更为重要。

PoE 连接器必须在整个安装使用寿命内保持较低的接触电阻。接触电阻过高会增加功耗，并在端接点产生热量。对于 802.3bt 安装，应使用额定电流更高的连接器，通常需选用镀金触点和坚固的应力消除结构。

CZT 的RJ45及以太网连接器产品系列包含适用于 PoE、PoE+ 和 PoE++ 应用的连接器，并提供现场端接和预端接组件选项。

PSE类型：交换机、注入器和中跨设备

PoE 交换机

PoE交换机将供电设备直接集成到交换机硬件中。每个端口都可独立提供PoE功率。新安装中最常见的PSE类型是PoE交换机。

需要核对的关键规格：

• **每端口功率预算：**每个端口可提供的最大功率
• **交换机总功率预算：**交换机可同时向全部端口提供的最大总瓦数。一台总预算为 370W 的 24-port PoE+ 交换机，无法同时向全部 24 个端口提供 30W，因为那需要 720W。
• **支持的 PoE 标准：**802.3af、802.3at 或 802.3bt

PoE 注射器

PoE 注入器（或中跨设备）可为非 PoE 交换机端口增加 PoE 功能。注入器位于交换机与受电设备之间，将电源注入网线。无需更换整台交换机，即可通过注入器为指定端口添加 PoE。

单端口注入器常用于为单台设备添加 PoE。多端口中跨设备（通常为 8、12 或 24 端口）用于更大规模部署。

PoE 分路器

PoE 分离器执行相反操作：从 PoE 线缆中分离电力和数据，并提供独立的 DC 电源输出。这样一来，非 PoE 设备也可由 PoE 交换机供电，只需将分离器的 DC 输出连接到设备的电源输入即可。

计算 PoE 功率预算

设计 PoE 安装时，请计算所需的总功率预算：

1. 列出所有供电设备及其最大功耗（查看设备数据手册中的 PD 等级）
2. 为未来扩容预留 20% 余量
3. 确认交换机的总 PoE 预算高于该数值
4. 为大功率设备核查逐端口预算

示例：20 台 IP 摄像机，每台功耗 15W，加上 10 个接入点，每个功耗 25W，总计 300W + 250W = 550W。预留 20% 余量后，需要总计 660W 的交换机 PoE 功率预算。

向下兼容性

PoE标准向下兼容。PoE++（802.3bt）交换机可为802.3af和802.3at设备供电，只需在分类握手期间协商适当的功率等级。同样，连接到802.3af交换机的PoE+设备仅会获得15.4W，可能以降功率模式运行；如果需要功率超过12.95W，则可能完全无法运行。

务必确认供电设备的最低功率要求不超过 PSE 的单端口功率预算。

摘要

对于大多数新企业部署，指定 PoE+（802.3at）为基础，并在选定高功率端口采用 PoE++（802.3bt），可平衡能力及成本。全程采用 Cat6a 布线，支持当前及未来功率等级，无需担心降额。

CZT 为 PoE 基础设施提供 RJ45 连接器、跳线及以太网组件。欢迎浏览RJ45和以太网连接器目录，或联系我们讨论项目需求。