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四線對以太網供電 (PoE) 和您的布線設備

多年來，您一直在部署支持以太網供電 (PoE) 的線纜設備，以用于 VoIP 電話和監控攝像機等各種設備。目前您只需要支持到 30 瓦，但是，現在有大量設備可以利用更高水平的 PoE —— 如最新的 802.11ac Wi-Fi 接入點、數字顯示器甚至臺式計算機 —— 您的客戶開始要求四對 PoE。本文介紹了與四對 PoE 相關的主題：提議的標準、線纜要求、LP 布線認證和現場端接插頭。

提議的標準

我們從現有的各種 PoE 類型的差異開始。Type 1 PoE 最多提供 15.4 W，設備可用 13 W，而 Type 2 PoE（有時稱為 PoE Plus）最多提供 30 W，設備可用 25.5 W。兩種類型都使用兩種方法之一 —— 方案 A 或方案 B —— 通過兩個線對供電。

在方案 A 中，電力是和數據同時在線對 1-2 和 3-6 上傳輸的。在方案 B 中，電力是通過備用雙絞線 4-5 和 7-8 傳輸的。方案 A 同時兼容雙線對（例如 10/100BASE-T）和四線對（例如 1000BASE-T）應用，方案 B 只兼容使用雙線對的數據信號。

為四線對 PoE 提議的 802.3bt 標準包含 Type 3 和 Type 4，這兩種均與數據一起使用所有四個線對提供電力。Type 3 PoE 最多提供 60W，設備可用 51W，而 Type 4 最多提供 90W，設備可用 71W。

以太網聯盟認證計劃

為提高互操作性，以太網聯盟（代表了 90% PSE 交換設備制造商）推出了一項 PoE 認證計劃。該計劃提供了一種方法，用于認證其產品與其他 IEEE-802.3 標準 PoE 解決方案的互操作性，并以簡單明了的方式標注此類產品。

此產品認證經由使用批準設備的 300 頁測試計劃定義。認證過程可由制造商或第三方實施，例如新罕布什爾大學的互操作性實驗室 (UNH-IOL)。PSE 和 PD 設備均可認證。通過該項嚴格流程的設備可粘貼 EA 認證標識。

PoE 設備的設計師或安裝人員只需簡單地比較 PSE 和 PD 上的標識，即可確定其兼容性。如果 PSE 的等級等于或高于 PD 的要求，即可保證正常運行。

供電設備（左）和電源設備（右）的以太網聯盟標記。

線纜要求

對于使用方案 A 的 Type 1 和 Type 2 PoE，電力的傳輸方式是在兩個線對上施加一個共模電壓 —— 這意味著電流是在兩個導體上平分的。為此， 線對中各導體的直流電阻必須平衡（相等），且其差將稱為直流電阻不平衡。過多的不平衡會使數據信號失真，產生位錯誤、重新傳輸，甚至數據鏈路功能異常。

和 Type 1 和 Type 2 PoE 方案 A 一樣，四線對 Type 3 和 Type 4 PoE 也通過共模電壓供電，所以直流電阻不平衡也會造成很大影響。但是，在 Type 3 和 Type 4 中，你需要擔心的不僅僅是各線對上的直流電阻不平衡。多個線對之間的過量直流電阻不平衡還會嚴重破壞數據傳輸，導致 PoE 停止工作。

除質量較差的線纜直流電阻不平衡的風險較高（例如導體直徑和同心度【圓度】差異較大）外，端接不一致（例如導體在 IDC 內的位置不正確或不一致）也會導致直流電阻不平衡。因此，雖然您可以在供應商的線纜上看到直流電阻不平衡的規格，但現場測試確實是保證安裝后直流電阻不平衡性能的有效方法。

DSX CableAnalyzer™ 系列可快速而方便地測試線對中和線對間的直流電阻不平衡，保證您部署的線纜設備可用于雙和四線對 PoE 應用。

生熱和有限功率線纜

遺憾的是，直流電阻不平衡不是唯一需要擔心的。PoE 在雙絞線對銅纜上傳輸時，線纜中的溫度升高會導致插入損耗升高。這會導致信道無法通過插入損耗測試，或需要減少線纜長度。

多根輸送 PoE 的線纜緊密捆綁在一起時，PoE 產生的熱量會成為更大的問題 —— 而且功率越大，熱量越多。美國國家電氣規范根據導線尺寸和溫度額定值規定了60W 或更高 PoE 中允許的線纜數量。TIA 也在制定限制溫度升高的規范。

通過事實調查研究對線束中的高水平 PoE 的影響進行研究之后，Underwriter’s Laboratories (UL) 推出了有限功率 (LP) 認證，以方便 PoE 應用選擇線纜。LP 認證表示線纜已經過測試，即使在最壞的安裝情況下也能正常提供 PoE 且不會超過線纜的溫度額定值。該認證考慮了較大線束、高環境溫度和其他環境影響 —— 如封閉空間或管道。

一定要理解 LP 是一種認證，而不是一個清單或評級。所以和 NFPA 70 美國國家電氣規范®要求的其他 UL 清單或阻燃或冒口評級不一樣，LP 認證線纜是一種可選項，而不是要求。說到 NEC®，2017 版中增加了新要求，另外還解決了生熱問題 —— 但僅適用于功率大于 60W 時（Type 3）。對于這些情況，NEC 增加了安培表，其中規定了 30°C (86°F) 環境溫度下安裝的特定線束尺寸、導線尺寸和線纜溫度額定值允許的最大載流量。因為 NEC® 是法律，所以這些安培表是必須要遵守的。但是，NEC 確實允許使用 LP 認證的線纜代替使用安培表。

好消息是，僅當 PoE 計劃運行在 60W 以上時，你才需要擔心這個問題，而大多數支持 PoE 的設備（包括 LED 燈）需要的功率都低于此值。壞消息是，你永遠不知道最終可能會通過線纜傳輸多少功率，因此遵循安培表或使用 LP 認證的線纜是避免未來出現問題的好辦法。其他選項包括使用直徑較大、額定溫度較高、或有屏蔽結構的線纜，以及簡單地選擇不使用線束。

雖然在溫度等級較高或經過 LP 認證的較高質量線纜中通常不會出現直流電阻不平衡問題，但工藝較差的線纜仍然會造成太多的電阻不平衡。因此，仍然建議對 LP 線纜進行直流電阻測試。

模塊化插頭端接鏈路

隨著物聯網 (IoT) 和傳感器技術的發展，越來越多的設備開始支持 IP 并連接到銅纜水平線纜基礎設施。這些設備，如 LED 燈、監控攝像機、樓宇自動化控制和 Wi-Fi 接入點等，大部分都有一個集成的 RJ45 端口，用于連接網絡。

有些情況下，連接這些類型的設備時不使用通用四連接器通道，尤其是那些位于天花板空間中、不適宜安裝面板的設備。相反，通信室僅配備一根跳線，永久鏈路通過插頭端接至另一端，便于其直接插入設備內，無需使用設備纜線。這就產生了模塊化插頭端接鏈路，即 MPTL，隨著這種應用變得越來越普遍并出現在行業標準中，我們有必要現在就掌握如何測試它。

使用插頭端接鏈路的優勢包括：避免暴露可能會被無意或有意斷開的跳線（如監控攝像機）以提高安全性和美觀性，以及遵守在通風區域僅使用阻燃級別產品的規范要求（并非所有跳線均為阻燃級別）。

BICSI 005 電子安全和安全標準中首次提出使用與插頭端接并無需設備線纜的鏈路，而將于今年晚些時候發布的 BICSI 033 智能建筑物和場所中信息通信技術設計和實施規范中再次出現這一概念。TIA-862 樓宇自動化標準同樣認為在不可行或不安全時需要避免設備線，并且特別提出允許使用插頭端接鏈路。此應用最初被稱為“直連連接”，但因為會與數據中心交換機到服務器應用中使用的直連連接混淆，所以該術語已發生變化。

雖然 TIA 指定的插頭端接鏈路已作為一種應用被行業標準認可，但以前沒有針對性的具體測試要求。因此，根據 BICSI 的建議，這些連接最初是使用改良單連接器永久鏈路測試進行測試的。具體方法是將接線板上的主測試裝置連接到永久鏈路適配器，然后在遠端將遠程裝置連接到信道適配器，然后在測試儀上選擇“Mod 1-Conn Perm. Link” 應用。在遠端使用信道適配器的問題是遠端的配對連接被排除在測試之外。

隨著現場端接插頭的普及，并考慮到插頭端接不良的可能性，標準組織已經認識到需要將遠端的最終插頭連接包含在測試程序中。最新的 ANSI-TIA568.2-D 標準草案包含了 MPTL 配置，且該測試已集成到 DSX CableAnalyzer 系列中。

安裝工具

即使擁有經過適當認證的布線工廠，安裝 PoE 的技術人員也會遇到問題。 線纜可能會被貼錯標簽、損壞、連接到錯誤的端口或完全斷開�；蛘�，交換機可能未配置為提供足夠的電力。如果技術人員不能確定線路上發生的事件，則可能需要數小時的時間來解決這些問題。 然后他們必須追蹤線纜，確定它是否正常，以及它的連接位置。 即使他們弄明白了，他們也無法通過查看交換機來判斷電源是否配置正確。 然后他們需要聯系 IT 人員來弄清楚發生了什么。

或者他們可以使用簡單的測試儀，如 MicroScanner PoE。只需將其插入即可，它將顯示交換機通告的功率級別以及連接速度。 可以將此信息與設備的要求進行比較，以確定它是否可以正常運行。 如果線纜損壞，MicroScanner 可以顯示到斷路或短路的距離。 如果線纜斷開連接，它可以通過我們的 IntelliTone Pro 3000 F 生成跟蹤音。它甚至可以顯示連接到線纜遠端的標識器的編號，以確定它連接的位置

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