供電革命：用數據電纜為以太網設備供電
IEEE 802.3af任務組的主要目的是開發一個標準以擴展雙絞線上的以太網性能。該標準允許將電力與數據一起通過10BASE-T、100BASE-T及 1000BASE-T雙絞鏈路進行傳輸。
此標準激活了市場上一個全新類別的小功率以太網設備，例如樓宇自動化系統、工業自動化、家庭自動化、安全出入控制與監控系統、照明控制、游戲與娛樂設備等。而此前市場上有太多的各廠商的專有方案，急需一個統一的通訊協議以及一個公共的網絡基礎設施。
以太網供電也用于一些缺乏遠程供電而使以太網的應用受限的應用場合。例子包括IP電話、無線接入點、收銀機及保安攝像系統等。
在結構化布線上的應用：
10/100/1000BASE-T雙絞線以太網設備設計工作于由電纜、連接件及標準結構的雙絞鏈路上運行。推薦使用的結構類似于ANSI/TIA/EIA-568-B.1的布線信道。
802.3af標準指定了兩種類型的供電設備（PSE）。
DTE供電設備：
可以由提供數據的網絡設備直接提供電力；發送與接收以太網數據的網絡設備被稱為數據終端設備（DTE）。這些類型的供電設備稱為DTE供電設備（DTE PSE）。典型的如帶有可供電端口的以太網交換機。此種以太網供電方案稱為端點供電（End Span）（圖2）。
在DTE供電設備配置中，電力從DTE供電設備經雙絞線鏈路、通過鏈路端點的介質相關接口（MDI－RJ45）傳輸到用電設備。
中跨式供電設備：
可以通過在DTE與用電設備之間的雙絞線鏈路上的（4，5）與（7，8）線對上插入供電設備進行供電（圖3）。這些供電設備稱為“中跨式”供電設備（Midspan Span），它從以太網設備之外進行供電。此種方式同時為雙絞線鏈路提供數據和電力，而無需勞煩以太網設備的每個端口提供電力，因而支持那些缺乏供電功能的傳統以太網設備。
標準中有些中跨供電設備的實施指引。標準要求布線信道的傳輸性能和長度在插入中跨式供電設備后依然合乎要求。為能插入中跨式供電設備并維持布線信道性能，假定中跨式供電設備的傳輸性能相當于一個配對連接器、或相當于一根設備電纜或工作區電纜。在這些假設的基礎上，中跨式供電設備可以替代所允許的拓撲結構中的一個此類組件，而不影響布線信道的性能。
標準中舉了兩個例子：一個中跨式供電設備配合一個互配連接可用來替代交叉連接；配備了電纜的供電設備也可代替設備電纜或代替工作區電纜。
中跨式供電設備從以太網之外進行供電。它為雙絞線鏈路同時提供數據和電力，而無需讓以太網設備的每個端口都提供電力。
電力與數據：針腳的使用：
10/100/1000BASE-T雙絞線以太網設備的介質相關接口（MDI）是一個8針模塊化插頭（ISO/IEC 603.7指定）（圖4）。 從10BASE-T、100BASE-T等供電設備（DTE PSE）提供的電力分布在與數據相同的針腳上，即為TX（1，2）與RX（3，6）上。對由中跨供電設備（Midspan PSE）提供的電力使用（4，5）與（7，8）針腳對。中跨式供電利用10/100BASE-T設備未使用的針腳對來實現，并且不能用于1000BASE-T。請參見表1。為了適應MDI-X的內部交叉轉接功能，將A模式MDIX與A模式MDI極性倒轉。
由數據線對或未用線對供電：
電力是疊加在數據線對上的，類似于令牌網中用于將工作站插入環網所用的虛擬直流線路。在802.3af標準中，供電的實現是通過利用每條鏈路端點的發送和接收變壓器的次級繞組中心抽頭實現的。
線對的兩根導線連接著接收和發送的次級繞組，提供了直流供電回路的兩個半邊（圖5）。中跨式電源的實現也用相似的方式，在雙絞線鏈路上的針腳對（4，5）與（7，8）上插入供電設備。
布線相關的問題：
盡管以太網供電定位于在10/100/ 1000BASE-T雙絞線鏈路上運行，但普遍認為需要增加一些其他的傳輸參數來保證運行，而這些參數并沒有在IEEE 802.3所引用的兩個通訊布線標準（TIA/EIA-568-A 及 ISO/IEC 11801）或10/100/1000BASE-T標準得到完整的描述。
缺少完整的電纜信道性能參數與電力傳輸方式有關。這包括電阻、電阻失衡、***電流、***電壓及***功率。另外，需要增加限制數據與電力線路之間模式耦合的電纜性能參數。模式耦合可能使電源噪音對數據信號產生干擾，產生傳導噪音和輻射噪音。模式耦合性能與電纜轉換損耗特性相關。
TIA/EIA負責用戶建筑通訊基礎設施的工程委員會TIA-TR42，正在對IEEE 802.3af規范進行評估，并已指定一個任務組來領導這次調查。這個任務組的工作范圍包括確定必需的電纜信道性能，評估中跨式供電設備的使用、包括其實施方式及傳輸性能等。
預計此任務組的工作成果將成為TIA/EIA-568-B.1和TIA/EIA-568-B.2的一個附件。這附件將說明完全支持IEEE 802.3af標準所需的所有要求。IEEE 802.3標準使用TIA-568系列標準及其附件作為一種標準布線參考。
供電設備與用電設備運作：
供電設備利用測試電壓測定用電設備的負載特性，從而確定是否向用電設備供電。用電設備的負載特性稱為用電設備檢測標記。供電設備通過讀取用電設備檢測標記來確定是否向用電設備供電，供多少電。檢測標記使得供電設備能夠提供適當的電壓，及某種程度的電力管理。
供電設備的最重要功能包括是鑒別能夠接收電力的用電設備，提供必要的電壓，及在用電設備與鏈路斷開時停止供電。為了防止將電力施加于各類可插入8針模塊的設備，檢測機制是供電設備一個極其重要的功能。供電設備的輸出電壓范圍為44-57伏，***輸出電流為350毫安，輸出電壓范圍內最小持續輸出功率為15.4瓦。
在樓宇自動化系統中的應用：
在過往的十年中，支持智能建筑設計的集成化樓宇自動化系統以各種形式提出，都沒有引起很大的興趣。智能建筑的案例散見與全球各地，每個都有其獨特之處。而這也帶來一個問題。獨特的解決方案不便于重復實施、升級或擴展。集成化樓宇自動化系統，以及智能建筑概念不被人們廣泛接受的一個重要因素就是缺乏一種基于標準的設計。
基于標準的集成化樓宇自動化系統設計的基礎平臺必須包含一個各種樓宇技術之間統一的通訊協議，以及一個公共的網絡基礎設施。例如，以太網及一個公共網絡基礎設施就提供了一個標準的通信協議。隨著802.3af標準的加入，允許為樓宇技術提供遠程供電，以太網能夠為各樓宇技術提供一個可互操作的可行方案，以及為基于標準的樓宇自動化系統設計提供一個基礎平臺。
為支持給BAS定義一個公共網絡基礎設施，TIA-TR42工程委員會發起了一個項目（SP-3-465***）來開發一個標準，以便為在商用建筑中為樓宇自動化系統規劃和安裝一個結構化布線系統。此標準將公布為TIA/EIA-862。此項目與802.3af的開發是并行的。
在IP電話中的應用：
IP電話：早期電話機是由位于電話機旁邊的電池來供電的。隨著技術的不斷進步，電話機電源逐漸由電話公司遠程提供。配備后備電池的集中遠程供電，通過與通信線路相同的導線提供電力，增強了電話的可靠性及易用性。傳統電話的簡單可靠為其他所有競爭技術的設立了一個評價標準。
要想競爭成功，IP電話必須比當前的電話產品提供更多的功能。傳統電話操作無需將電話插入電源插孔。802.3af標準允許在一根電纜中即提供電力和又提供數據，從而簡化了IP電話的操作。
總結：
在一個需要簡單、可靠和經濟的網絡供電方案的市場上，802.3af擴展了以太網的優勢
I. 所有涉及標準的事項適用于2003年7月批準的IEEE P802.3af標準。
II. ANSI/TIA/EIA-568-B.1中指定的布線信道不包括設備連接器，而可能包括一個可選的轉接／集中點連接器。建筑物電纜被稱為水平電纜。
【編輯推薦】
