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以太联 Inetllinet一文明白解说POE电力损耗是多少?
来源: 时间:2022-07-11

        以太联 Inetllinet技术部多次被问PoE供电是否稳 ?PoE供电用 什么线缆好?为什么使用PoE交换机供电摄像机还是没有显示?......等等 题,其实这些都跟PoE供电功率损耗关的,在项目中很容易忽。这好有一位专业做 PoE 文章,很好的 明了PoE供电中功率损耗 题,我们一起来了解下。

一、什么是PoE供电

PoE 指的目前现有的以太网Cat.5 线系统 基础架构  作任何改动的前提情况下,在为一些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域点AP、网络摄像头等)传数据的同时,还能为类设备提供直流供电的技术。 PoE技术能在 现有结构线安全的同时保证现有网络的正常运作,最大限度地降低成本。 一个完整的PoE系统包供电端设备和受电端设备两部分。 供电端设备(Power Sourcing Equipment): 适用支持PoE功能以太网交换机、路由器、集线器或者PoE注入器等提供电源的设备。 受电端设备(Power Device):如IP电话、网络安全摄像机、AP及掌上电脑等许多其他以太网设备。


 二、PoE供电规范标准 2003年的国际标准IEEE802.3af规定要求PSE能达到15.4W的出功率,而 达受电设备的功率是12.95W,电源损耗为2.45W。 2009年的国际标准IEEE802.3at则要求PSE能达到30W的出功率,  达受电设备的功率是25.5W,电源损耗为4.5W。

        随着时间的推移这 几个标准的功率不能满足现在新的更大功率的PD的供电要求。因 新的国际标准IEEE802.3bt有两种 要求: IEEE国际标准参数表 

第一种:其中一种是要求PSE能达到60W的出功率,达受电设备的功率是51W(从上表可知这个是最 的数据),电源损耗为9W。 

第二种:则规定要求PSE能达到90W的出功率, 达受电设备的功率是71W,电源损耗则为19W。 由上面的规范能够了解标准可以知道随着供电功率的增大,功率的损耗并 不是按照供电功率成比例的损耗,而是损耗越来越大,那么到底究竟PSE在实际应用的损耗怎才能计算出来呢?

POE供电标准

 

三、PoE供电损耗 那么我们先看一下初中物理对导线功率的损耗是怎么计算的。 焦耳定律是定量明传导电流将电能转换为热能的定律。 内容是:电流根据通过导体产生的热量跟电流的二次方成比,跟导体的电阻 ,跟通电的时间 。也就是计算过程中产生的损耗。 

        焦耳定律数学表达式:Q=I²Rt(适用于全部所有电路)其中的Q便 是损耗的功率P,I是电流,R是电阻,t是时间。 在实际使用中 因为 由于PSE和PD是同时工作的,  因此所以损耗和时间无关。得出结论便 是在PoE系统中网线的损耗功率与电流的二次方正,与电阻的大小 。简单来说为了降低 减少网线的功耗我们要尽量使导线的电流变小,让网线的电阻小。其中电流小的意义特别关键重要。 

那么我们来看一看国际标准的各个 实际具体参数是多少: 在IEEE802.3af 规范中网线的电阻是20Ω,规定的PSE 输出电压是 44V电流是0.35A,损耗功率P=0.35*0.35*20=2.45W 

同理在IEEE802.3at标准中网线的电阻是 20Ω,要求的PSE输出电压是44V电流是 0.35A,损耗功率P=0.35*0.35*20=2.45W 

同理在IEEE802.3at标准中网线的电阻是12.5Ω, 规定要求的电压是50V电流是0.6A,损耗功率P=0.6*0.6*12.5=4.5W。 

        这规范应标准使用这计算方 都没有问题。但是 到了IEEE802.3bt标准的时候就不能这样算了,如  电压是50V要达到60W的功率必须要1.2A电流, 时损耗功率为P=1.2*1.2*12.5=18W,损耗 达PD设备的功率只有42W。

 

四、PoE供电损耗的原因 那么究竟是什么原因呢? 与具体规定达到的51W少了了9W的电能。那么到底是什么原因 呢? 与实际要求达到的51W少了了9W的电能。那么到底是什么原因导致计算。 

POE以太网供电数据图

        我们再来观这个数据图最一列, 仔细观察一下 IEEE802.3bt标准  的电流仍是0.6A,再看供电的五类双绞线可知,用的四对 五类双绞线供电(IEEE802.3af,IEEE802.3at是用两对 五类双绞线供电)这样一来就可以把这看做并联电路,整个电路电流是1.2A,但总 损耗是两对 五类双绞线供电时损耗的 倍, 所以损耗P=0.6*0.6*12.5*2=9W,相对于2对五类双绞线 来说 供电方 了9W的电能, 所以得供PSE在 出功率只有60W的前提情况下使 PD设备接收到的功率 能够达到51W。  我们在用PSE设备的时候一定要注意尽量减小电流,增大电压,否则导致电能损耗 大,单从PSE设备的功率感觉是可以用的,但到 实际中是不 用的。 举例 某个PD设备( 如摄像机)需要12V 12.95W才能 使用, 如果使用12V2A的PSE, 出功率为24W。 在实际使用中,当电流为1A时,损耗P=1*1*20=20W。 当电流为2A时,损耗P=2*2*20=80W,  时电流多损耗越损耗越大,大部分的功率都已损耗完了,显然此PD设备法接收到PSE  送过来的电能,摄像机 便发生供电不足, 法正常工作。 这种情况也是 实际中常见的,  看似供电功率很大,充足用,却没有算损耗,结果摄像机由于供电不足没法正常工作,而总是找不着原因。  


五、POE供电电阻 当然以上所说的是当供电距离为100米时网线的电阻,这是最大供电距离下的可用功率,但如果实际使用时的供电距离比较小,比如只有10米,那么电阻就只有2Ω,相应的损耗就只有100米的10%的损耗,所以选用PSE设备的时候充分考虑到实际使用的情况也是很重要的。 

超五类双绞线各种材质网线100米的电阻: 

 1.铜包钢网线:75-100Ω  

2.铜包铝网线:24-28Ω   

3.铜包银网线:15Ω  

4.铜包铜网线:42Ω   

5.无氧铜网线:9.5Ω 可以看得出,越好的线缆,电阻最小,根据公式Q=I²Rt,也就是供电过程中损耗的功率最少,所以这就是为什么要用好线缆的原因,  议最好用六类线较妥些。 

我们说到了,损耗功率公式,Q=I²Rt ,要想PoE供电从PSE供电端到PD受电设备之间损耗少,需要电流最小,电阻最小,才能使整个供电过程中效果最好。


        1987年创立于德国的安达康股份有限公司,其旗下的以太联Intellinet品牌,专注于以太网PoE交换机,供电设备与配件解决方案,产品遍布全球100多个国家/地区70,000多家公司,为创新网络组件的领导者,35年深耕于适合各种中小企业(SMB)基础架构环境和易于安装维护的解决方案。我們在众多好评中,持续开发具有提供给PD协议设备较高功率、更简单方便的操作、 优秀质量与性能的全系列PoE产品,来服务我们的合作伙伴,使其可为使用者节约安装成本,并兼具灵活性和简单性、更少的故障点与可集中管理的最佳方案。



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