PoE是什么？

英文名称是Power Over Ethernet，直译为以太网供电，意指用以太网的网线给对端连接的设备(PD)供电，就像电话机那样(电话机都不用从本地获取48V电源，而是由电话局的局端电话交换机负责向其提供48V直流电源)。那么其实简而言之，对于以太网供电也就是PoE而言，双绞线对既担任信号传输线又同时兼任直流电源的供电线。

具体有哪些变化和POE相关呢？

PoE最初只是一种为VOIP电话供电的方法，而随着物联网的发展，到今天我们拥有了大量使用PoE的设备。比如cctv 的摄像头，WIFI的接入点，一些数据中心和办公室照明，楼宇门禁和安保系统等等。而PoE的能力也从最早的12.95w到现在应用四对线供电最高能到90w的功率——PoE++。对于新的数据布线，我们将从2对线转向4对线，在新的标准IEEEE802.3bt下可以实现90W。那么PoE++的出现对于安装商，甲方，以及线缆厂商等等有什么实际意义呢？以及我们为什么要关注标准为IEEE802.3bt的PoE++呢？

首先是对于甲方和安装商而言部署更为便捷；其次是对于甲方而言更为节省成本，我们应用PoE技术，可以省去一大笔部署交流电源的费用，这是非常可观的，具体节省成本主要表现以下几个方面，一是CCTV摄像头省去了交流电源插座；二是智能照明系统可以只在需要时使用数据线供电，不用昂贵的交流电；当然还有很多应用，门禁系统，5G的小型蜂窝的供电等等，三是系统结构变的更为简单，减少了一半的故障点概率。对于线缆厂商而言，能稳定支持PoE应用的线缆也成为必须要做到的要求。

便捷的PoE++出来了，对于线缆的挑战也就提高了。

以前铺设综合布线系统时，我们可能会选用福禄克DTX-1800的国标GB5012-2007版本的标准对布线系统进行测试，依照这个测试标准，我们无法了解线缆能否支持PoE的应用，通过测试可能依旧会出现系统应用上了之后丢包，重传，甚至设备无法启动等问题，比如摄像头不亮等等。对于PoE测试，福禄克FLUKE DSX2-5000和DSX2-8000的国标GB50312-2016中有新的定义和测试，主要增加了线对内不平衡电阻以及线对间不平衡电阻这两项参数。

线对内不平衡电阻&线对间不平衡电阻

这两项新参数的意义是什么的？接下来就让我们来了解一下。

老的标准里面并线对内电阻不平衡和线对间电阻不平衡这两个参数。以前线缆如果只供应15w功率的电，电阻里面我们了解环路电阻就好了，也就是两根铜线一个来回的电阻值，用过万用表的朋友，你们用万用表测出来的就是环路电阻值。但是现在高质量的监控摄像头15瓦功率的电可能并不能满足需求，而线缆要支持更大的功率，更大的功率意味着更大的电流，以及线缆里面需要更多线对去供电。因为制造的时候线缆里面每根芯线可能会有制造偏差，传电流可能就有问题，所以电阻也就有可能有问题，我们把它叫做电阻不平衡，电阻不平衡参数如果不在一个合理范围内，就很有可能出现PoE设备启动不起来，比如PoE摄像头不良，线缆发热造成安全隐患，功率损耗，数据丢失等等。所以测试电阻不平衡参数对于PoE应用而言非常重要。

提到数据传输线缆，为什么要强调铜缆的双绞线要测电阻呢？

大咖：

小福：

测量直径和称重的办法我知道一点，不过这也太原始了吧？

大咖：

是啊！从五六十年代开始，普遍采用测电阻方法。因为电阻是一定的，如果材质不是全铜的，电阻会比较大，线径比较细，电阻也会比较大，所以用测电阻这个办法可以很简单的证明它的材质是否符合标准要求。你可以看到，在双绞线的测试指标当中，最基础的一个指标就是电阻。但是你会发现，跟之前相比，近十年来，电阻测试有一些不同的地方 — 除了要测双绞线的环路电阻以外，还要求测两根导线电阻的差(选项)。因为如果两根导线的粗细不一样或者两根导线的材质有差异的话，那么两根导线的电阻是不一样的。这样除了可以进一步检测作弊的情况以外，更主要的是为了检测这两根导线的电阻是否保持“平衡”— 电阻平衡是双绞线传输平衡信号的时候一个必要的条件。否则，在信号传输的时候，两根线的传导能力就会不一样，这会造成信号的传输能力在两根线上出现差异，从而使“平衡电缆”在抵抗外来干扰的时候能力下降。

小福：

那为什么平衡电阻也就是电阻差近些年才要求测试呢？

大咖：

这里主要的原因，是因为早期，双绞线工作的环境一般以智能建筑物为主，要知道，30年前，建筑物中的环境干扰还不严重。而在工业总线当中，虽然也使用了平衡电缆，但是由于数据传输的速率、频率很低，所以那个时候对外来的干扰都不是很重视。

随着传输速率越来越高，机房当中的干扰，比如谐波干扰、接地回路干扰等，还有来自无线基站、手机Wi-Fi、蓝牙等设备的干扰，越来越大。再就是诸如工业环境当中以太网的大量使用，当中的电力干扰、辐射干扰、接地回路干扰，还有像来自高功率变频电机、电焊、机器人等的干扰量增加了很多，这个时候我们就不得不考虑要对不平衡电阻进行检测。

小福：

那标准里对电阻不平衡的要求是什么呢？

大咖：

电阻不平衡，一般要求小于3%或者绝对值小于0.2欧姆，这样才能够达到确定的指标。另外在最新的PoE++(以太网供电)当中，由于PoE的功率提高到了90瓦(以后可能还会进一步加大)，如果电阻不平衡，就会使得两根铜线上的电流不一样，这将带来PoE上的信号传输问题 — 也就是信号变压器的高频磁芯饱和的问题 — 高频磁芯一旦饱和或者接近饱和，则信号传输会失真或完全失效。为了不让高频磁芯饱和，要求就是两根铜线上的电流要一样，也就是要求两根铜线的电阻也一样。如果两个电阻差异比较大，就会出现比较大的电流差，导致磁芯的直流磁偏置偏差过大或者饱和，这是必须要避免的。

小福：

为什么磁芯会饱和呢？

大咖：

高频磁芯是高频信号变压器的一个部件。但这个部件有一个特点，那就是线圈中的直流电流最好为零，如果不为零，就会有初始直流磁化现象存在。少量的直流磁化(直流磁偏置)没有问题，但磁偏置太大，就会让磁芯进入磁饱和区域，而一旦进入磁饱和区域，磁芯也就完全失去变压器功能，信号传输就会中断。更经常的情形是：磁偏置偏大，但磁芯还未进入饱和区域，只是进入了非线性区域，这就会让平衡信号的传输失真，导致误码率、丢包率上升。

小福：

让我来小结一下哈。测量铜线的电阻是为了衡量它的材质是否符合要求；测量电阻差是为了改善它的平衡性，也就是抗干扰能力；另外在POE供电当中，则是为了避免高频磁芯变压器出现电流差过大，带来的失真或饱和失效。

大咖：

是的。

什么是电阻不平衡测试？

在福禄克DSX-8000与福禄克DSX-5000测试仪中，电阻这一项点击进去会有不同的图片，那么他们都是什么意思呢？今天连讯达许工为大家详细介绍一下。

LOOP=直流环路电阻

PAIR UBL=线对电阻差

P2P UBL=线对电阻差的差

IEEE 标准 802.3-2012 规定导线之间的直流电阻（LOOP）不平衡最高为 3%，这意味着两根导线之间的直流电阻差不能超过一根双绞线总直流环路电阻的 3%。但是 TIA 和 IEC 标准都不要求将线对内的直流电阻不平衡或线对之间的直流电阻不平衡作为现场测量。没有现场测试要求是因为没有能够测试直流电阻不平衡的现场测试仪，于是这最终成了仅实验室可以执行的测量。但有了 DSX-5000 CableAnalyzer 情况就不同了。此外，IEEE802.3bt 标准要求两个线对之间的直流电阻不平衡最大不超过 7% 或 50m ?。

直流电阻不平衡测试可以验证线对中的导线是否有相同的电阻，从而提供所需的共模电流以有效地支持 PoE 并避免同一双线对上传输的数据信号发生失真。与仅测试直流环路电阻的其他现场测试仪不同，DSX-5000 月DSX-8000可测量直流环路电阻、线对内的直流电阻不平衡、线对之间的直流电阻不平衡。

另外如下面的图所示，DSX-5000和DSX-8000测量的直流环路电阻是一根双绞线中的两根导线的电阻和，而直流电阻不平衡测量的是两根导线的电阻差。线对 1,2-4,5 的线对之间直流电阻不平衡如下图所示，图中是两线对的并联电阻的绝对差。