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什么樣的以太網(wǎng)供電(PoE)才是安全的？

以太網(wǎng)供電(PoE)已經(jīng)出現(xiàn)好幾年了。2003年首次推出的Type 1 PoE（IEEE 802.3af）可提供最高15.4 W的功率，其中13W可用于設(shè)備。然后是Type 2 PoE，有時也被稱為PoE Plus，可提供最高30 W的功率，可為設(shè)備提供25.5 W的功率。

在上述直流功率水平下，沒有人真正對PoE的安全性產(chǎn)生過質(zhì)疑。但是，2018年四線對Type 3和Type 4 PoE一經(jīng)推出，Type3和Type4 PoE分別提供60 W和90 W功率，許多人開始懷疑PoE是否安全。我們認(rèn)為有必要仔細(xì)探討一下這個問題。

交流(AC) vs. 直流(DC)

雖然以70分貝的音量播放AC/DC樂隊的代表作“Back in Black”(回到黑暗)對您的耳朵來說絕對是不安全的，但長期以來人們一直認(rèn)為，直流電源是安全的，而交流電源則不然。他們這么認(rèn)為的背后事實依據(jù)是因為交流電被認(rèn)為比直流電危險大約3至5倍，因此在相同電壓下需要比交流電大得多的直流電才會對人產(chǎn)生致命威脅。為了更好地理解其中的原因，我們需要了解這兩者之間的區(qū)別。

參考上圖，交流電源的電流方向周期性變化，而直流電源的電流方向始終不變。這就是為什么交流電源有頻率而直流電源沒有頻率的原因。形象化地表示這種差異的一種簡單方法是將其圖形化——交流電產(chǎn)生波狀(正弦)圖案，而直流電只是一條直線。

當(dāng)您不慎被達(dá)到危險電流水平的交流電電擊時，交流電的這種方向周期性變化的特性會導(dǎo)致心臟發(fā)生房顫。直流電源的持續(xù)流動對心臟沒有那么危險，但是會引起心臟痙攣性收縮，甚至如果電壓足夠高的話，足以致人于死地。除了電流水平以外，人體電阻也是一個重要的因素，它會受濕度、皮膚厚度、體重、年齡甚至性別的影響。干燥皮膚比潮濕皮膚的電阻更大，當(dāng)電阻下降時，流經(jīng)人體的電流就會上升。由于女性的整體電阻較小，因此比男性更容易受到電流的傷害。

此外，不同的路徑也會造成不同的結(jié)果。只有當(dāng)人體存在一條完整的路徑，并且具有可供電流進(jìn)入和流出的兩個接觸點時，才會發(fā)生電擊，并且電流會始終采用最容易的接地路徑。電流所經(jīng)過的路徑與電擊的危害程度密切相關(guān)——從一只手流向另一只手的電流會流經(jīng)心臟，因此比從手指流向手肘的電流要危險得多。

這對PoE來說意味著什么？

根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)，PoE注入線纜時的電壓為44至57V DC(典型值為48V DC)。通常情況下，任何低于35V AC或60V DC的電壓都被視為安全特低電壓(SELV)，因此根據(jù)定義，支持PoE的端口為SELV。這并不是說48V DC就不會使您遭受電擊，如果您小時候用舌頭碰過9伏電池，就會知道這種感覺。并且也不會有人建議您將雙絞線的絕緣層剝掉，然后裸手去戳它，特別是當(dāng)手潮濕時。

但是使用PoE時，由于實際協(xié)議本身的原因，您仍然很少有機會遭受到斷開的電纜的電擊。這是因為供電設(shè)備（PSE）必須先與受電設(shè)備（PD）握手，才能提供功率。即沒有握手，則沒有功率。這與標(biāo)準(zhǔn)的交流電源插座完全不同，不管您是否將設(shè)備插入交流電源插座，它都將持續(xù)供電。

簡而言之，本文開頭的問題的答案是肯定的——PoE是安全的。

凡事總有例外

那么，如果PoE是安全的，為什么要針對60 W以上的功率進(jìn)行修訂呢？PoE在線纜束內(nèi)產(chǎn)生的熱量仍然存在潛在危險，隨著時間的推移，可能導(dǎo)致插入損耗和線纜性能下降，從而阻礙正常的數(shù)據(jù)傳輸。對于從電話和安防設(shè)備，再連接到網(wǎng)絡(luò)并通過網(wǎng)絡(luò)供電的生命安全系統(tǒng)來說，信號丟失無疑會成為生命安全問題。所以針對60W或更高功率PoE規(guī)定了線纜束中的線纜數(shù)量（基于導(dǎo)體尺寸和額定溫度），或者要求使用有限功率(LP)線纜。

圍繞PoE相關(guān)消防安全性的討論也正在進(jìn)行之中。雖然從理論上講存在這種可能，但這絕對是最壞的情況——在天花板空間內(nèi)的高溫(高于40°C)環(huán)境下，緊密捆扎在一起的大線纜束中的全部線纜從某點向另一點提供60W或更高功率的PoE，而不分散到較小的線纜束/單獨布線。在靠近可燃材料的地方也很有可能使用低質(zhì)量的非屏蔽線纜結(jié)構(gòu)，例如，銅包鋁。上述場景可以通過遵守線纜束捆扎指南和進(jìn)行認(rèn)證（CCA布線無法通過認(rèn)證）來避免。

重要的是，即使沒有危險，但如果線纜的平衡性不好，PoE仍然會對傳輸造成嚴(yán)重破壞。在四線對Type 3和Type 4 PoE中，通過共模電壓在所有四線對上傳輸功率，共模電壓在線對內(nèi)的每根導(dǎo)線之間平均分配電流。要做到這一點，直流電阻必須平衡。過大的不平衡會造成變壓器飽和，從而導(dǎo)致以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號失真。因此，我們建議您使用DSX? CableAnalyzer系列測試儀(DSX2-8000/DSX2-5000)測試直流電阻不平衡。