Allion Labs / Fenic Tsao
乙太網路供電 (Power over Ethernet, PoE) 從2003開始至今已經發展多年，在時代科技進步推動下，現今PoE技術也已經達到供給71W給受電設備的能力。而受電設備的功能在高功率的幫助下也因此大大提升，不會因為功率限制而同時也限制其能力發展。而物聯網的發展，也同時推動IP監視攝影機，智慧照明燈具發展，因此可預見POE技術將在IoT時代佔有一席之地。
PoE是什麼？又有哪些優點？
一般的設備都需要電源供應，這也就需要額外配置電源線與電源孔。而使用Power over Ethernet的裝置，可以透過雙絞線來同時輸出電力與資料訊號，節省了配置時間與成本。同時也減低安裝網路設備的難度。完整的PoE系統包括供電設備(Power Source Equipment ,PSE)和受電設備(Powered Device ,PD)，而供電的設備包括支援PoE的網路交換器，路由器，或是利用集線器受電的設備，如網路攝影機等。
乙太網路供電 (PoE)的發展歷程
PoE的標準發展可追溯到2003年，當時推動IEEE 802.3af，目的為將資料與電力傳送需求整合在網路線中。這項標準規定了輸出功率最大不可超過15.4W，而考慮到線材損耗，僅能接受最大不超過12.95W的受電設備。之後因設備進步，功能也日益月新，例如保全攝影機畫質功能提升，無線網路存取點必須提高功率，以便將訊號送得更遠、更強。因此，高功率PoE的需求也有了顯著的成長。
這些受電裝置(PD)必須從供電裝置(PSE)獲得超過最初PoE的標準規定限制的功率，2009年IEEE 802.3at (PoE+)因此誕生。而最新修訂版IEEE 802.3bt標準(也稱為PoE++或4PPoE)，再將功率提高。IEEE802.3bt版會有兩種要求：一種是要求PSE能達到60W的輸出功率，到達受電設備的功率是51W；另一種則要求PSE能達到100W的輸出功率，到達受電設備的功率是71W。
PoE各標準的參數比較表
PoE供電的方式為何？End-Span 與 Mid-Span的架構說明
PoE標準為使用乙太網路的網路線送電到PD設備也定義了「End-Span」與「Mid-Span」兩種方法。
End-span：使用PoE的乙太網路交換機，從Layer 2交換機資料埠直接供電。
Mid-span：獨立的隨插即用設備，安裝於普通乙太網路交換機和終端之間，通常被稱為電源供應器(Power Injector)或Midspan。
這兩種架構提供新舊設備升級為PoE便利的解決方案。例如，若是沒有支援PoE技術的Switch，可以利用Mid-Span的方式在中間架設一台PoE Switch，而後端受電設備就可以直接被供電，而不需更換舊有的Switch。
資料傳輸＋電力供應，PoE技術成架構物聯場域新寵
近年來行動網路與行動裝置普及下，也帶動物聯網(Internet of Things)與智慧家庭(Smart Home)的發展，PoE技術開始嶄露頭角。在PoE技術的幫助下，傳統設備有了新的功能，也因其技術而大大降低部屬設備難度。
在IEEE802.3 bt技術架構下，可以在長達100M的網路線中傳輸100W的電力，這讓LED照明產業開始注意到PoE技術。因為現在的照明不再只是追求能源效率提升或是節能，各大照明廠商都已開始在智慧照明領域加速發展，市場上也有了PoE LED智慧燈泡。
PoE LED燈泡透過RJ45與PSE Switch設備連接受電，並取得來自Switch配發的IP位置，可做到以下幾種類型操作：
※ 智慧調光：PoE LED智慧燈泡可搭配各種感應器，將環境亮度等數據傳回中控設備，並由中控設備透過PoE調節各LED亮度。
※ 智慧定時開關：透過中控應用軟體，將可針對每一顆PoE燈泡的開啟或關閉時間做控制。
※ 手機控制：透過APP來達到上述功能的照明控制。
※ LED Wi-Fi : 未來只要在LED燈座上加上Wi-Fi模組並透過PoE供電，只要接上燈泡，該區域就有無線網路可使用。
※ 智慧監控設備：近年來如「保母虐嬰」、「路人破壞汽／機車」等社會案件層出不窮，對於居家安全防護的需求也越來越高。而在PoE技術的發展下，現在除了高解析度及變焦的功能外，監視器也能透過手機，平板等APP操作應用，達到隨時都可以查看的功能。
此外，傳統高解析網路監控攝影機，除了需要一條來傳輸影像的訊號線，還需要考量是否連接的到電源插座來提供電力，不但使用者自行佈署困難，有時甚至需要專人到府安裝。
而現在利用PoE技術，只需要簡單的安裝，就能做到以下功能：
- PoE技術無需額外電源插座， 大幅降低在任何一個角落安裝監控設備的難度。
- PoE+提供高功率，提升網路監視器的解析度，變焦等能力。
- Email直接警報使用者。
- 配合手機APP達到遠端監控。
- 利用雙向對話功能與家人對話，嚇阻歹徒。
- 將錄影資料直接存到NAS或電腦內。
PoE技術的相關應用風險
PoE帶來了便利，但同時也產生一些風險。廠商為了節省成本，製造出品質不佳，設計非標準PoE交換機或各種PD受電設備，增加了PoE系統維護工作的難度。PoE設備風險可分類為：
PSE類
此類產品風險主要還是供電穩定度，以及設計是否符合IEEE802.3規範。供電不穩定的PSE會造成PD設備容易損壞以及運作不穩定，對於PD廠商與使用者而言，穩定且符合規範的PSE非常重要。
PD類
PD產品主要是受電，因此自身設計是否符合IEEE802.3規範很重要。倘若設計與PSE產品間不相容，更會造成使用者安裝上的困難。另外，不符合規範的PD產品，也有可能會因為過多的要求供電，或分級錯誤，而導致裝置無法運作。
延伸閱讀：迎向全自動的居家生活 – 智慧家庭淺談
文章精選
