一、什么是 PoE

PoE（Power over Ethernet，以太网供电）是指在同一根以太网线上同时传输数据与直流电力，且两者互不干扰。

它带来三个直接收益：

●      一根线搞定：设备只需要一条网线即可完成数据传输与供电，省去独立电源线，布线更简洁。

●      施工与运维成本更低：弱电点位无需额外接电源，设备数量增加时改动成本小。

●      供电集中可管理：由 PSE（供电设备）统一提供与管理，便于监测和保护。

一句话理解：PoE 就是在“传输数据的网线”里顺带送一份电。

二、传输介质：网线与线序

2.1 网线结构

标准网线内部是 8 根线芯、4 对双绞线，每对由一根纯色线与一根白底彩条纹线组成，四个线对分别为橙对、绿对、蓝对、棕对。

图 1  网线内部结构：8 芯 4 对双绞线

2.2 两种标准线序

双绞线（网线）与 RJ45 水晶头连接时，线序不能随意排列，必须遵循统一的线序标准。常见的针脚排列方式有两种：T568A 和 T568B，具体如下：

2.3 各线对用途与PoE占用情况

三、为什么 PoE 能一边供电一边传数据

电气原理：直流分量与高频分量互不干扰

●      数据以差分电压形式在每对线芯之间高速翻转，速率可达 1 Gbit/s ～ 10 Gbit/s。

●      电力是低频（50/60 Hz）直流分量，在空闲线对上叠加，或在 802.3at/bt 中通过数据线对的共模方式叠加。

●      由于两者在频谱上相距极远，工程上只需加入频率分离元件（变压器 / 共模电感 / 滤波网络），即可在网线两端把电力与数据各自“取出”而不互相干扰。

四、PoE 协议介绍

4.1 三类规范

PoE 遵循 IEEE 802.3af、802.3at、802.3bt 三类规范，覆盖 Type-1 至 Type-4。

关键结论

●      功率逐级演进：12.95 W → 25.5 W → 51 W → 71 W（PD 实际可用功率），对应最大输出 15.4 W → 30 W → 60 W → 100 W。

●      协议向下兼容：支持 802.3bt 的 PSE，向 802.3af / 802.3at 的 PD 供电时，会自动按较低等级协商并正常供电，无需人工干预。

●      Type-3 与 Type-4 同属 802.3bt：主要差别在功率与电流上限（600 mA vs 960 mA）。

●      输出电压：PoE 的供电电压范围是 44–57 V DC，具体下限取决于所采用的协议标准：802.3af（Type 1）的 PSE 输出下限为 44 V，802.3at/bt（Type 2/3/4）提高到 50 V，上限均为 57 V。由于 48 V 是这一区间的典型标称值，业界通常笼统地说“PoE 输出 48 V DC”。

4.2 PSE 与 PD

PoE 供电时，系统中存在两类设备：提供电力的设备（PSE）和接受电力的设备（PD）

一句话记忆：PSE 供电，PD 用电。

五、我司 PoE 设备：PD 与 PSE

6.1 受电端（PD）：支持PoE取电的设备

我司硬件产品中，目前仅工业相机支持 PoE 供电，遵循 IEEE 802.3af、802.3at 标准。网口线阵相机与面阵相机大多支持 PoE，但部分型号为选配；采购时未选配该功能的机型不支持 PoE，具体请以产品参数页和型号为准。

图 2  支持 PoE 供电的工业相机（面阵）

图 3  支持 PoE 供电的工业相机（线阵）

图 4  产品参数中标注“支持 PoE 供电”

6.2 供电端（PSE）：提供PoE供电的设备

典型设备：PoE 千兆采集卡，PoE万兆采集卡。

PoE 采集卡每个端口均为独享带宽、各通道带宽相互独立，可避免多台设备共享上行链路造成的带宽瓶颈。

PoE 采集卡顶部设有 ATX 电源接口，可直接接入工控机电源提供 PoE 供电，供电稳定性更好。

图5  PoE 采集卡：供电与独立千兆通道一体

思考：多台千兆工业相机同时使用，为什么建议用采集卡，而不建议用千兆交换机？

千兆工业相机传输图像时，带宽需求即为千兆。二者的差别在于带宽模型不同：

• 千兆交换机是共享带宽设备。 很多人误以为“端口千兆 = 每路千兆”，实际上上行出口只有一个千兆口，多路数据最终都要挤过这一个出口，容易形成瓶颈。

• 采集卡是独享带宽设备。 每个端口具备独立千兆带宽，可避免多台设备共享上行链路造成的带宽瓶颈。

因此，多台千兆相机同时使用时，优先选采集卡；若必须走网络，则应改用万兆交换机。

六、 供电距离

PoE 同样受以太网 100 m 传输距离限制。

以太网标准（如100BASE-TX、1000BASE-T）规定，使用Cat.5e（超五类）及以上双绞线时，单段网线最长100米，主要受限于两点：

• 一是信号衰减，超过100米后信号变弱，接收端可能无法正确识别，导致丢包或链路中断；
• 二是传输延迟，距离过长会增加延迟，影响CSMA/CD等协议效率。

PoE通过同一根网线叠加直流供电，供电距离同样受网线长度限制；虽然44-57V的直流理论上可传输更远，但为保证数据通信可靠，PoE供电也遵循100米标准。

七、常见误区与排查

Q1：千兆工业相机支持 PoE 供电，为什么接入电脑网口后设备没有反应？

大多数电脑网口不支持 PoE，也不提供 PoE 供电。相机接入电脑网口时，需通过电源接口外接直流供电才能正常工作。

Q2：千兆工业相机支持 PoE 供电，接入交换机后设备没有反应？

并非所有交换机都支持 PoE。请确认：① 所用交换机是否为 PoE 交换机；② 对应端口是否已开启 PoE 供电；③ 端口的 PoE 功率预算是否已被其他设备占满。

Q3：工业相机接入 PoE 交换机后为什么无法上电？

我司部分工业相机的 PoE 功能为选配项。若采购时未选配，设备本身不支持 PoE 供电，请先确认所购型号是否具备 PoE 供电能力。其次排查线缆长度与规格（PoE+ 及以上要求 4 对线全部承载电流，普通劣质线缆易压降过大），以及 PSE 端该端口是否被禁用。

Q4：多台千兆工业相机接入同一台千兆 PoE 交换机同时取图，为什么出现丢包或黑图？

我司千兆工业相机需要独立千兆网络带宽。PoE 交换机的端口虽千兆数据传输，但交换机与电脑之间的上行链路通常也只有千兆。多台相机同时取图时，上行带宽由多台设备共享，总带宽不足就会丢包，进而出现黑图。建议多台相机同时使用时改用 PoE 采集卡，采集卡可为相机提供 PoE 供电，且每个端口具备独立千兆带宽，避免多台设备共享上行链路造成的带宽瓶颈。

八、总结

●      PoE 让一根网线同时承担数据传输与直流供电，核心原理是频谱分离。

●      协议向下兼容：802.3bt 可向下兼容 802.3at / 802.3af，Type-1 至 Type-4 的 PD 可用功率为 12.95 / 25.5 / 51 / 71 W。

●      多台工业相机同时使用，建议首选采集卡。