什麼是POE供電？
POE供電也稱爲以太網供電，是一種在以太網中可以通過CAT5雙絞線同時傳輸以太網信號和電力。
POE的裝置包含兩個部分，一個是供電端，Power Sourcing Equipment，簡稱PSE，常見的產品有交換機，路由器等。另一個是受電端，Powered Device，簡稱PD，常見產品是IP電話，監控攝像頭。
上圖爲POE的電路示意圖，PSE裝置和PD裝置通過RJ45網口，已經最長可長達100m的CAT5雙絞線作連接。左側的PSE裝置可以將直流44V-57V通過雙絞線傳輸到PD端，右側的PD控制器搭配降壓電路，將傳輸過來的直流電轉爲系統所需要的電壓。
POE供電可以帶來許多好處。
POE非常方便使用，POE可以使網絡數據和電力在同一條網線上傳輸，這樣就不需要使用額外的電源線，可以減少線材和佈線上的成本。加上POE供電可以支持最長100m的CAT5網線。這樣可以在不宜安裝電源插座的環境使用，例如牆上，天花板，屋頂等地方。
POE裝置有非常強的壽命，且不易損壞，而且終端用戶可以安心的互相操作擁有協會認證標誌的POE裝置。
POE的供電範圍非常大，目前PD負載端最大接受的功率爲71W，可以滿足非常多的電源需求場景。
POE可以與PD負載裝置，或者非PD負載裝置互連而不用擔心損壞。PSE不會對那些非POE負載裝置進行供電，比如筆記本電腦。
POE基礎
標準發展過程
2003年發佈了第一個標準IEEE 802.3af，該標準定義了PSE最大輸出功率爲15.4W，在經過了100m的CAT5網線傳輸後，因爲線損，PD最大能夠接收到的功率爲13W。
2009年發佈了了IEEE802.3at標準，該標準定義了PSE最大輸出功率爲30W，在經過了100m的CAT5網線傳輸後，因爲線損，PD最大能夠接收到的功率爲25.5W，此被定義爲type2的功率，而802.3af爲type1。
2019年發佈了IEEE802.3bt標準，標準定義了PSE最大輸出功率爲90W，在經過了100m的CAT5網線傳輸後，因爲線損，PD最大能夠接收到的功率爲71W，此被定義爲type3-4的功率。Type1和type2依然在802.3bt標準中，type3和type4位802.3bt新增的功率等級。
PSE和PD傳輸功率的方式
Cat5網線爲4組線對組成，總共8根線。
在802.3af和802.3at的標準中，PSE和PD是通過兩組線對所形成的迴路來傳遞功率的。這個迴路有兩種不同的路徑，分別爲Alternative A和Alternative B。
Alternative A：網線1和2+網線3和6
Alternative A：網線4和5+網線7和8
在802.3bt的標準中，8根線（4組線對）全部都用來傳輸功率，原因在於100m的CAT5網線每線對本身存在12.5Ω的阻值。在at的標準中，最大傳輸30W功率，用來兩組線對來傳輸就足夠了。在bt的標準中，最大功率變成了90W，如果只用兩組線對來傳輸，線材中功率的耗損將非常的大，所以用4組線對相互並聯，將線阻減半，減少損耗，提高效率。
功率等級表
POE握手
POE握手分爲4個階段：偵測，功率分級，啓動，供電。
偵測：PSE會在此階段辨識出負載端是否爲標準的PD，如果是，纔會對其供電。
當PSE與PD一連接上，就可是進行偵測，802.3標準定義了一套方法，讓PSE可以確定負載端是否爲標準中的PD，並且，PSE只會爲標準中的PD供電。在PD斷開時，PSE會停止供電。
偵測過程：首先PSE會送出偵測信號給PD，然後PSE根據公式電壓除以電流U/I來量測PD端的偵測電阻。如果PD上的電阻呈現出約25K歐姆的阻值，則偵測即爲成功。
T四點探測法，PSE芯片送出4點電流信號來計算PD上的偵測電阻。四點偵測法可以減少偵測電阻計算上的誤差。
功率分級：PSE和PD之間會協商傳輸功率等級，使PD端接收的功率不會超過PSE所分配的功率，避免拉低PSE端的電源。
在偵測結束後，若PSE接上了標準的PD，則PSE與PD就會進入功率分級階段，以決定PSE要傳輸多少功率給PD。
首先PSE會送20.5V和14.5V的電壓給PD，接着PD會移開原來的偵測電阻，並且會打開CLASS和Vss腳之間的內部LDO，使外部的分級電阻有一個跨壓。PSE會測量分級電阻上面流過的電流，依據這個電流，PSE會給PD提供相對應的功率等級。
在802.3bt的標準當中，PD會有2個分級電阻，以支持更高功率的溝通。
802.3at握手過程
首先一開始，PSE會送4點信號給PD，量測PD上面的偵測電阻是否在有效的範圍之內
接着進入到分級階段，PSE會送1個或者2個信號來量測PD上面的分級電阻，並判斷PD上面的功率等級。若PD的需求是Class0到Class3的功率，則PSE就會在第1個分級信號開啓電源，並對PD進行供電。若PD的需求爲Class4的功率，則PSE在第1個分級信號結束之後送出第2個分級信號，並在第2個分級信號之後開啓電源。
802.3bt握手過程
802.3bt的握手過程和at的差不多，區別在於PSE會送出較長的第1個分級信號以告訴PD此爲TYPE3或者TYPE4等級的PSE。然後若PD的功率等級爲Class4級以上，PSE會發出最多5個分級信號。
另一個差別在於802.3bt標準的PD會有第2個分級電阻，PSE所送的第1個和第2個分級信號所測量的是第1個分級電阻的電流，第3個到第5個分級信號測量的是第2個分級電阻的電流。同時PD會做硬件分級，告訴後級系統，PSE所能支持的功率等級。
PSE與PD功率分級對照表
如上表，綠色表示PSE將在第幾個分級信號之後開啓電源。右側爲分級電阻所要表現的分級電流
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