PoE是什么？

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

具體有哪些變化和POE相關呢？

PoE最初只是一種為VOIP電話供電的方法，而隨著物聯網的發展，到今天我們擁有了大量使用PoE的設備。比如cctv 的攝像頭，WIFI的接入點，一些數據中心和辦公室照明，樓宇門禁和安保系統等等。而PoE的能力也從最早的12.95w到現在應用四對線供電最高能到90w的功率——PoE++。對于新的數據布線，我們將從2對線轉向4對線，在新的標準IEEEE802.3bt下可以實現90W。那么PoE++的出現對于安裝商，甲方，以及線纜廠商等等有什么實際意義呢？以及我們為什么要關注標準為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省成本，我們應用PoE技術，可以省去一大筆部署交流電源的費用，這是非常可觀的，具體節省成本主要表現以下幾個方面，一是CCTV攝像頭省去了交流電源插座；二是智能照明系統可以只在需要時使用數據線供電，不用昂貴的交流電；當然還有很多應用，門禁系統，5G的小型蜂窩的供電等等，三是系統結構變的更為簡單，減少了一半的故障點概率。對于線纜廠商而言，能穩定支持PoE應用的線纜也成為必須要做到的要求。

便捷的PoE++出來了，對于線纜的挑戰也就提高了。

以前鋪設綜合布線系統時，我們可能會選用福祿克DTX-1800的國標GB5012-2007版本的標準對布線系統進行測試，依照這個測試標準，我們無法了解線纜能否支持PoE的應用，通過測試可能依舊會出現系統應用上了之后丟包，重傳，甚至設備無法啟動等問題，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GB50312-2016中有新的定義和測試，主要增加了線對內不平衡電阻以及線對間不平衡電阻這兩項參數。

線對內不平衡電阻&線對間不平衡電阻

這兩項新參數的意義是什么的？接下來就讓我們來了解一下。

老的標準里面并線對內電阻不平衡和線對間電阻不平衡這兩個參數。以前線纜如果只供應15w功率的電，電阻里面我們了解環路電阻就好了，也就是兩根銅線一個來回的電阻值，用過萬用表的朋友，你們用萬用表測出來的就是環路電阻值。但是現在高質量的監控攝像頭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。因為制造的時候線纜里面每根芯線可能會有制造偏差，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，電阻不平衡參數如果不在一個合理范圍內，就很有可能出現PoE設備啟動不起來，比如PoE攝像頭不良，線纜發熱造成安全隱患，功率損耗，數據丟失等等。所以測試電阻不平衡參數對于PoE應用而言非常重要。

提到數據傳輸線纜，為什么要強調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，不過這也太原始了吧？

大咖：

是啊！從五六十年代開始，普遍采用測電阻方法。因為電阻是一定的，如果材質不是全銅的，電阻會比較大，線徑比較細，電阻也會比較大，所以用測電阻這個辦法可以很簡單的證明它的材質是否符合標準要求。你可以看到，在雙絞線的測試指標當中，最基礎的一個指標就是電阻。但是你會發現，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路電阻以外，還要求測兩根導線電阻的差(選項)。因為如果兩根導線的粗細不一樣或者兩根導線的材質有差異的話，那么兩根導線的電阻是不一樣的。這樣除了可以進一步檢測作弊的情況以外，更主要的是為了檢測這兩根導線的電阻是否保持“平衡”— 電阻平衡是雙絞線傳輸平衡信號的時候一個必要的條件。否則，在信號傳輸的時候，兩根線的傳導能力就會不一樣，這會造成信號的傳輸能力在兩根線上出現差異，從而使“平衡電纜”在抵抗外來干擾的時候能力下降。

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，是因為早期，雙絞線工作的環境一般以智能建筑物為主，要知道，30年前，建筑物中的環境干擾還不嚴重。而在工業總線當中，雖然也使用了平衡電纜，但是由于數據傳輸的速率、頻率很低，所以那個時候對外來的干擾都不是很重視。

隨著傳輸速率越來越高，機房當中的干擾，比如諧波干擾、接地回路干擾等，還有來自無線基站、手機Wi-Fi、藍牙等設備的干擾，越來越大。再就是諸如工業環境當中以太網的大量使用，當中的電力干擾、輻射干擾、接地回路干擾，還有像來自高功率變頻電機、電焊、機器人等的干擾量增加了很多，這個時候我們就不得不考慮要對不平衡電阻進行檢測。

小福：

那標準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，這樣才能夠達到確定的指標。另外在最新的PoE++(以太網供電)當中，由于PoE的功率提高到了90瓦(以后可能還會進一步加大)，如果電阻不平衡，就會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。如果兩個電阻差異比較大，就會出現比較大的電流差，導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：

為什么磁芯會飽和呢？

大咖：

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

小福：

讓我來小結一下哈。測量銅線的電阻是為了衡量它的材質是否符合要求；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供電當中，則是為了避免高頻磁芯變壓器出現電流差過大，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，電阻這一項點擊進去會有不同的圖片，那么他們都是什么意思呢？今天連訊達許工為大家詳細介紹一下。

LOOP=直流環路電阻

PAIR UBL=線對電阻差

P2P UBL=線對電阻差的差

IEEE 標準 802.3-2012 規定導線之間的直流電阻（LOOP）不平衡最高為 3%，這意味著兩根導線之間的直流電阻差不能超過一根雙絞線總直流環路電阻的 3%。但是 TIA 和 IEC 標準都不要求將線對內的直流電阻不平衡或線對之間的直流電阻不平衡作為現場測量。沒有現場測試要求是因為沒有能夠測試直流電阻不平衡的現場測試儀，于是這最終成了僅實驗室可以執行的測量。但有了 DSX-5000 CableAnalyzer 情況就不同了。此外，IEEE802.3bt 標準要求兩個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證線對中的導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的數據信號發生失真。與僅測試直流環路電阻的其他現場測試儀不同，DSX-5000 月DSX-8000可測量直流環路電阻、線對內的直流電阻不平衡、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測量的直流環路電阻是一根雙絞線中的兩根導線的電阻和，而直流電阻不平衡測量的是兩根導線的電阻差。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電阻的絕對差。