PoE是什么？

英文名稱是Power Over Ethernet，直譯為以太網(wǎng)供電，意指用以太網(wǎng)的網(wǎng)線給對端連接的設(shè)備(PD)供電，就像電話機(jī)那樣(電話機(jī)都不用從本地獲取48V電源，而是由電話局的局端電話交換機(jī)負(fù)責(zé)向其提供48V直流電源)。那么其實(shí)簡而言之，對于以太網(wǎng)供電也就是PoE而言，雙絞線對既擔(dān)任信號傳輸線又同時(shí)兼任直流電源的供電線。

具體有哪些變化和POE相關(guān)呢？

PoE最初只是一種為VOIP電話供電的方法，而隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，到今天我們擁有了大量使用PoE的設(shè)備。比如cctv 的攝像頭，WIFI的接入點(diǎn)，一些數(shù)據(jù)中心和辦公室照明，樓宇門禁和安保系統(tǒng)等等。而PoE的能力也從最早的12.95w到現(xiàn)在應(yīng)用四對線供電最高能到90w的功率——PoE++。對于新的數(shù)據(jù)布線，我們將從2對線轉(zhuǎn)向4對線，在新的標(biāo)準(zhǔn)IEEEE802.3bt下可以實(shí)現(xiàn)90W。那么PoE++的出現(xiàn)對于安裝商，甲方，以及線纜廠商等等有什么實(shí)際意義呢？以及我們?yōu)槭裁匆P(guān)注標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.3bt的PoE++呢？

首先是對于甲方和安裝商而言部署更為便捷；其次是對于甲方而言更為節(jié)省成本，我們應(yīng)用PoE技術(shù)，可以省去一大筆部署交流電源的費(fèi)用，這是非?？捎^的，具體節(jié)省成本主要表現(xiàn)以下幾個(gè)方面，一是CCTV攝像頭省去了交流電源插座；二是智能照明系統(tǒng)可以只在需要時(shí)使用數(shù)據(jù)線供電，不用昂貴的交流電；當(dāng)然還有很多應(yīng)用，門禁系統(tǒng)，5G的小型蜂窩的供電等等，三是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變的更為簡單，減少了一半的故障點(diǎn)概率。對于線纜廠商而言，能穩(wěn)定支持PoE應(yīng)用的線纜也成為必須要做到的要求。

便捷的PoE++出來了，對于線纜的挑戰(zhàn)也就提高了。

以前鋪設(shè)綜合布線系統(tǒng)時(shí)，我們可能會(huì)選用福祿克DTX-1800的國標(biāo)GB5012-2007版本的標(biāo)準(zhǔn)對布線系統(tǒng)進(jìn)行測試，依照這個(gè)測試標(biāo)準(zhǔn)，我們無法了解線纜能否支持PoE的應(yīng)用，通過測試可能依舊會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用上了之后丟包，重傳，甚至設(shè)備無法啟動(dòng)等問題，比如攝像頭不亮等等。對于PoE測試，福祿克FLUKE DSX2-5000和DSX2-8000的國標(biāo)GB50312-2016中有新的定義和測試，主要增加了線對內(nèi)不平衡電阻以及線對間不平衡電阻這兩項(xiàng)參數(shù)。

線對內(nèi)不平衡電阻&線對間不平衡電阻

這兩項(xiàng)新參數(shù)的意義是什么的？接下來就讓我們來了解一下。

老的標(biāo)準(zhǔn)里面并線對內(nèi)電阻不平衡和線對間電阻不平衡這兩個(gè)參數(shù)。以前線纜如果只供應(yīng)15w功率的電，電阻里面我們了解環(huán)路電阻就好了，也就是兩根銅線一個(gè)來回的電阻值，用過萬用表的朋友，你們用萬用表測出來的就是環(huán)路電阻值。但是現(xiàn)在高質(zhì)量的監(jiān)控?cái)z像頭15瓦功率的電可能并不能滿足需求，而線纜要支持更大的功率，更大的功率意味著更大的電流，以及線纜里面需要更多線對去供電。因?yàn)橹圃斓臅r(shí)候線纜里面每根芯線可能會(huì)有制造偏差，傳電流可能就有問題，所以電阻也就有可能有問題，我們把它叫做電阻不平衡，電阻不平衡參數(shù)如果不在一個(gè)合理范圍內(nèi)，就很有可能出現(xiàn)PoE設(shè)備啟動(dòng)不起來，比如PoE攝像頭不良，線纜發(fā)熱造成安全隱患，功率損耗，數(shù)據(jù)丟失等等。所以測試電阻不平衡參數(shù)對于PoE應(yīng)用而言非常重要。

提到數(shù)據(jù)傳輸線纜，為什么要強(qiáng)調(diào)銅纜的雙絞線要測電阻呢？

大咖：

小福：

測量直徑和稱重的辦法我知道一點(diǎn)，不過這也太原始了吧？

大咖：

是?。奈辶甏_始，普遍采用測電阻方法。因?yàn)殡娮枋且欢ǖ模绻馁|(zhì)不是全銅的，電阻會(huì)比較大，線徑比較細(xì)，電阻也會(huì)比較大，所以用測電阻這個(gè)辦法可以很簡單的證明它的材質(zhì)是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。你可以看到，在雙絞線的測試指標(biāo)當(dāng)中，最基礎(chǔ)的一個(gè)指標(biāo)就是電阻。但是你會(huì)發(fā)現(xiàn)，跟之前相比，近十年來，電阻測試有一些不同的地方 — 除了要測雙絞線的環(huán)路電阻以外，還要求測兩根導(dǎo)線電阻的差(選項(xiàng))。因?yàn)槿绻麅筛鶎?dǎo)線的粗細(xì)不一樣或者兩根導(dǎo)線的材質(zhì)有差異的話，那么兩根導(dǎo)線的電阻是不一樣的。這樣除了可以進(jìn)一步檢測作弊的情況以外，更主要的是為了檢測這兩根導(dǎo)線的電阻是否保持“平衡”— 電阻平衡是雙絞線傳輸平衡信號的時(shí)候一個(gè)必要的條件。否則，在信號傳輸?shù)臅r(shí)候，兩根線的傳導(dǎo)能力就會(huì)不一樣，這會(huì)造成信號的傳輸能力在兩根線上出現(xiàn)差異，從而使“平衡電纜”在抵抗外來干擾的時(shí)候能力下降。

小福：

那為什么平衡電阻也就是電阻差近些年才要求測試呢？

大咖：

這里主要的原因，是因?yàn)樵缙?，雙絞線工作的環(huán)境一般以智能建筑物為主，要知道，30年前，建筑物中的環(huán)境干擾還不嚴(yán)重。而在工業(yè)總線當(dāng)中，雖然也使用了平衡電纜，但是由于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?、頻率很低，所以那個(gè)時(shí)候?qū)ν鈦淼母蓴_都不是很重視。

隨著傳輸速率越來越高，機(jī)房當(dāng)中的干擾，比如諧波干擾、接地回路干擾等，還有來自無線基站、手機(jī)Wi-Fi、藍(lán)牙等設(shè)備的干擾，越來越大。再就是諸如工業(yè)環(huán)境當(dāng)中以太網(wǎng)的大量使用，當(dāng)中的電力干擾、輻射干擾、接地回路干擾，還有像來自高功率變頻電機(jī)、電焊、機(jī)器人等的干擾量增加了很多，這個(gè)時(shí)候我們就不得不考慮要對不平衡電阻進(jìn)行檢測。

小福：

那標(biāo)準(zhǔn)里對電阻不平衡的要求是什么呢？

大咖：

電阻不平衡，一般要求小于3%或者絕對值小于0.2歐姆，這樣才能夠達(dá)到確定的指標(biāo)。另外在最新的PoE++(以太網(wǎng)供電)當(dāng)中，由于PoE的功率提高到了90瓦(以后可能還會(huì)進(jìn)一步加大)，如果電阻不平衡，就會(huì)使得兩根銅線上的電流不一樣，這將帶來PoE上的信號傳輸問題 — 也就是信號變壓器的高頻磁芯飽和的問題 — 高頻磁芯一旦飽和或者接近飽和，則信號傳輸會(huì)失真或完全失效。為了不讓高頻磁芯飽和，要求就是兩根銅線上的電流要一樣，也就是要求兩根銅線的電阻也一樣。如果兩個(gè)電阻差異比較大，就會(huì)出現(xiàn)比較大的電流差，導(dǎo)致磁芯的直流磁偏置偏差過大或者飽和，這是必須要避免的。

小福：

為什么磁芯會(huì)飽和呢？

大咖：

高頻磁芯是高頻信號變壓器的一個(gè)部件。但這個(gè)部件有一個(gè)特點(diǎn)，那就是線圈中的直流電流最好為零，如果不為零，就會(huì)有初始直流磁化現(xiàn)象存在。少量的直流磁化(直流磁偏置)沒有問題，但磁偏置太大，就會(huì)讓磁芯進(jìn)入磁飽和區(qū)域，而一旦進(jìn)入磁飽和區(qū)域，磁芯也就完全失去變壓器功能，信號傳輸就會(huì)中斷。更經(jīng)常的情形是：磁偏置偏大，但磁芯還未進(jìn)入飽和區(qū)域，只是進(jìn)入了非線性區(qū)域，這就會(huì)讓平衡信號的傳輸失真，導(dǎo)致誤碼率、丟包率上升。

小福：

讓我來小結(jié)一下哈。測量銅線的電阻是為了衡量它的材質(zhì)是否符合要求；測量電阻差是為了改善它的平衡性，也就是抗干擾能力；另外在POE供電當(dāng)中，則是為了避免高頻磁芯變壓器出現(xiàn)電流差過大，帶來的失真或飽和失效。

大咖：

是的。

什么是電阻不平衡測試？

在福祿克DSX-8000與福祿克DSX-5000測試儀中，電阻這一項(xiàng)點(diǎn)擊進(jìn)去會(huì)有不同的圖片，那么他們都是什么意思呢？今天連訊達(dá)許工為大家詳細(xì)介紹一下。

LOOP=直流環(huán)路電阻

PAIR UBL=線對電阻差

P2P UBL=線對電阻差的差

IEEE 標(biāo)準(zhǔn) 802.3-2012 規(guī)定導(dǎo)線之間的直流電阻（LOOP）不平衡最高為 3%，這意味著兩根導(dǎo)線之間的直流電阻差不能超過一根雙絞線總直流環(huán)路電阻的 3%。但是 TIA 和 IEC 標(biāo)準(zhǔn)都不要求將線對內(nèi)的直流電阻不平衡或線對之間的直流電阻不平衡作為現(xiàn)場測量。沒有現(xiàn)場測試要求是因?yàn)闆]有能夠測試直流電阻不平衡的現(xiàn)場測試儀，于是這最終成了僅實(shí)驗(yàn)室可以執(zhí)行的測量。但有了 DSX-5000 CableAnalyzer 情況就不同了。此外，IEEE802.3bt 標(biāo)準(zhǔn)要求兩個(gè)線對之間的直流電阻不平衡最大不超過 7% 或 50m ?。

直流電阻不平衡測試可以驗(yàn)證線對中的導(dǎo)線是否有相同的電阻，從而提供所需的共模電流以有效地支持 PoE 并避免同一雙線對上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號發(fā)生失真。與僅測試直流環(huán)路電阻的其他現(xiàn)場測試儀不同，DSX-5000 月DSX-8000可測量直流環(huán)路電阻、線對內(nèi)的直流電阻不平衡、線對之間的直流電阻不平衡。

另外如下面的圖所示，DSX-5000和DSX-8000測量的直流環(huán)路電阻是一根雙絞線中的兩根導(dǎo)線的電阻和，而直流電阻不平衡測量的是兩根導(dǎo)線的電阻差。線對 1,2-4,5 的線對之間直流電阻不平衡如下圖所示，圖中是兩線對的并聯(lián)電阻的絕對差。