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与非网|一根数据线的升级之路，数据+电源混合传输

今天人们对于一根数据线的要求 ， 除了能够支持更高的传输速率 ， 还需要能够承担起电能输送的职责 ， 在这方面我们最熟悉的一个例子就是USB ， 目前USB-PD协议可承载最高100W的功率传输 。
这种“数据+电源”的混合传输的好处显而易见 ， 它能够让我们摆脱烦人的电源线 ， 用一根线缆就可以满足两个需求 ， 给用户带来更大的自由度 。 不过USB传输的距离有限 ， 通常也就是1-2米以内 ， 如果你希望在一个更大范围的局域网中实现这种“数据+电源”的混合传输体验 ， 就需要以太网供电(PoE)技术来帮忙了 。
实际上PoE的基本思路与USB-PD是相同的 ， 它们都是在传输数据的同时 ， 利用空闲线路或信号线路为终端接入设备供电 。 只要我们稍微打开一点脑洞 ， 就不难想象出PoE的典型应用 ， 比如楼宇自动化中的视频监控、智能照明等 ， 想添加一个新的节点设备 ， 只需要预留一个RJ-45以太网口就行了 ， 而无需专门布设市电网络 ， 这给用户带来的价值是显而易见的 。
PoE标准的升级之路
正是因为“很有用” ， 所以人们就开始琢磨如何让其“商用” ， 而大规模商用一个重要的前提就是要将这个技术标准化 ， 于是有了IEEE802．3这个定义了PoE各项技术规范的标准 ， 由此也解决了不同设备间兼容性的问题 。
正如其他技术标准一样 ， IEEE802．3也在不断的进化中根据市场需求的变化为自己增添新的技能 。
第一代PoE的标准IEEE802．3af是在2003年发布的 ， 基于当时人们对PoE应用场景的认识 ， 这一版标准给PoE的定位就是:可以让PSE设备(集成在路由器、交换机和集线器中)通过以太网电缆向IP电话等PD设备提供不超过15W的直流功率 。 15W这样的功率水平 ， 以今天的视角来看 ， 确实有些保守 。
与非网|一根数据线的升级之路，数据+电源混合传输
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很快 ， 随着越来越多样的设备接入到以太网中 ， 人们逐渐感觉到“电不够用了” 。 于是2009年发布的第二代PoE标准IEEE802．3at ， 就将提升供电功率作为了一个主要的升级目标 。 这个被称为PoE+的标准果然不负众望 ， 将PoE支持的最大功率提升到了30W(通过CAT-5或更高级别线缆提供) 。
市场在持续发展中 ， 一个有生命力的标准也不会原地踏步 。 2018年9月 ， 第三版(也是最新一版)的PoE标准IEEE802．3bt正式发布 。 通过深度挖潜 ， IEEE802．3bt尝试在以太网电缆的8根导线(4对导线)上都加载电压 ， 充分利用了网线的功率承载能力 ， 将PoE可以传输的最大功率提升到90W 。 这个功率水平 ， 基本上可以满足如今大多数中功率电子产品的要求了 ， 也让PoE可以覆盖的应用领域大为扩展 。
而且在最新的IEEE802．3bt中 ， 还增加了一个名为Autoclass的新特性 。 顾名思义 ， Autoclass实际上是一种自动检测PD用电设备的实际功率消耗 ， 并对其进行功率分级的机制 ， PSE供电设备可以根据PD的实际耗电要求按需提供电能 ， 通过更精确的控制实现更高的效率 。 与此同时 ， IEEE802．3bt还增加了两种PoE设备类型(Type3和Type4)以及4种功率等级的定义 ， 这实际上都有助于PoE在增加产品覆盖的同时 ， 实现更为智能的控制 ， 让PoE拥有更高的功率水平的同时(所谓“更高能”) ， 也变得“更智能” 。 鉴于IEEE802．3bt这种全面的能力提升 ， 人们也将其称为“PoE++”
新标准的新方案
新标准的落地 ， 必须有与之配套的产品和方案的支撑 ， PoE++也不例外 。 伴随着PoE++自身能提升 ， 其应用范围也还在进一步扩展(特别是在PD用电设备端) ， 新的解决方案必须考虑得更为周全和长远 。
在PoE系统中 ， PSE和PD设备之间供电通道的建立 ， 是通过一个握手协议来实现的 ， 这个协议将在检测、分级、供电、维护这样一个完整的过程中负责两者之间的通信和控制 。 与之对应的PoE协议管理 ， 是通过一颗PD控制器芯片来完成的 ， 而想要实现PoE++这个新标准 ， 也就需要有全新的PD控制器来支持 。


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