淺談PoE產品端口的電磁兼容性

王忠閣　王璐　陳業剛　孫明杰

摘 要：本文介紹了PoE技術的定義及特點，并從低功率和高功率兩個方面介紹了其應用領域。分析了PoE產品端口的電磁兼容性，并對PoE端口電磁兼容測試研究現狀進行了概述。

關鍵詞：PoE技術；電磁兼容性；測試

1 PoE技術概述

PoE全稱為Power Over Ethernet，是指在現有的以太網基礎架構不做任何改動的情況下，利用網絡電纜為與以太網連接的設備傳輸數據的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術[1]。其可靠供電的距離最長為100m，通過這種方式，可以有效的解決IP電話、無線AP、便攜設備充電器、刷卡機、攝像頭、數據采集等終端的集中式電源供電，對于這些終端而言不再需要考慮其室內電源系統布線的問題，在接入網絡的同時就可以實現對設備的供電，因此PoE技術很快得到了廣泛的應用，典型組網示意圖如圖1所示，其主要特點總結如下[2]：

（1）系統整體成本較低，避免安裝復雜的供電基礎設施，安裝地點部署靈活。

（2）PoE從中央交換機向以太網連接的設備供電，采用不中斷電源供應（UPS）技術使得供電更加穩定可靠，不易出現浪涌電流、盜電、電力中斷等情況。

（3）普遍采用RJ45連接器，因此PoE設備可以實現良好的兼容。

（4）PoE可以通過使用簡單網管協議（SNMP）來監督和控制該設備，因此管理上靈活、簡單，并且可以實現遠程通、斷電。

2 PoE技術的應用領域

由于采用PoE技術的系統具有簡化布線、節能靈活、安全方便等優勢，PoE技術迅速得到了廣泛的的應用，其應用領域主要分為低功率和高功率兩個方面。

（1）低功率領域，無線AP、IP電話、IP網絡攝像頭等基于IP的終端產品，其功率需求一般不超過12W，這也是目前PoE交換機應用的最主要領域。通過部署PoE技術，解決了無線AP難以在天花板通風層供電的問題、IP電話因偶發事件斷電的問題、IP網絡攝像機需要從外部獲得電源供應的問題等。并且通過PoE交換機本身的QoS、VLAN、ACL等功能，滿足網絡對優先級分配、延時、抖動、安全、數據隔離等的要求。

（2）高功率領域，除了傳統應用領域，PoE交換機在安全防護、建筑控制、零售、娛樂和RFID及其他新興市場也有較大的應用，如PoE煙霧探測器、POS機信息終端、PTZ攝像機，甚至是WiMax基站等。通過支持IEEE802.3af標準及IEEE 802.3at草案，PoE交換機可支持更大的端口功率，獲得更大的應用前景。

3 PoE產品端口的電磁兼容性

由于PoE技術廣泛應用于安防、視頻監控等特殊領域，對設備的穩定性、可靠性要求較高，網絡不穩定或者中斷、數據漏傳、數據延時等都可能產生嚴重的后果，產品的電磁兼容性能將直接影響此類設備能否穩定、可靠地工作。產品的電磁兼容性能（EMC）分為電磁騷擾和抗擾度兩部分，電磁騷擾衡量設備對外產生的騷擾信號的大小，抗擾度衡量設備抵抗外來干擾信號的能力。例如，如果PoE端口產生過大的共模騷擾信號，將直接竄入網絡，引起網絡不穩定，造成延時或者數據漏傳。因此，在這些行業PoE端口的電磁兼容性能已經不容忽視。

作為近些年的新興技術，PoE端口定義第一版標準為2003年發布的 IEEE 802.3af，終端設備的最大功率為13W，最新版PoE端口定義第標準為2009年發布的IEEE 802.3at，終端設備的最大功率為30W[3]。PoE端口是集信號與電源為一體的特殊端口，隨著設備功率的增加，電磁兼容問題也會越來越嚴重。依據工作原理，PoE端口最主要的功能是傳輸信號，是集信號與電源為一體的特殊電信端口，我國現行的電磁兼容標準都分別對信號端和電源端的電磁兼容測試進行定義，并且二者之間的測試方法差別較大。例如，我國強制執行的標準GB 9254-2008《信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法》中分別規定了電信/網絡端口（信號端）和電源端傳導騷擾測量方法及限值要求，沒有細分出PoE端口電磁騷擾電壓的測試方法，也沒有作為附錄給出推薦性的試驗設置及設備狀態。

4 PoE產品端口的電磁兼容測試研究現狀

關于PoE電信端口電磁兼容測試的研究，公開發表的文獻里，國內目前有工業和信息化部電信研究院王姍姍等研究人員說明了PoE電信端口的特殊性，提出了測試方法的大膽設想，對于PoE端口通過PoE適配器與以太網連接的設備，作為交流電源端口考核，對于PoE端口直接與以太網連接的設備，提出依據PoE端口具體供電方案來選擇測試項目和方法[4]。PoE電信端口本身既是信號端又是電源端，并且電源傳輸和信號傳輸的端口定義還不確定，決定了其電磁兼容特性的復雜性。這項研究尚未從理論上分析PoE電信端口電磁兼容特性，所設想的測試方法的可行性需要進一步論證，此外這項研究也沒有搭建具體的測試系統，缺乏試驗數據的佐證。

國際上目前也沒有專門針對PoE電信端口的電磁騷擾測試方法及限值要求的標準。與PoE端口類似的一種接口為PLT端口，一種利用現有電網完成電力傳輸和信號傳輸的接口，電力線同時也是網線，電力貓作為其中的代表產品，已經廣泛應用，在CISPR制修訂循環文件CISPR301CD和CISPR302CD中已經規定了PLT端口測試方法和限值要求，建議依據工作頻段和解調器類型選擇限值要求和測量布置，但是目前這兩個循環文件均被廢止，同時PLT端口在電力線上傳輸信號，端口功率、接口定義、工作頻率、電氣特性等參數與PoE端口均不同[5]。

5 結語

PoE技術的其他應用領域較廣，包括一些市政項目、基礎設施建設等公共服務事業，例如電話網絡通信系統，此類項目對產品的可靠性、穩定性要求較高，一旦信號傳輸出現問題，波及范圍較廣。電磁兼容性能的優劣直接決定此類產品的可靠性、穩定性，此類公共事業項目在招投標階段如果按照標準的方法測試電磁兼容性能，將非常有效地降低后期維護費用。

參考文獻

[1]陳乃塘.網絡供電方式逐漸改變 PoE技術應用大顯身手[J]電子測試，2005，（6）：65-69.

[2]孫少鵬，楊詠劍，王志剛，等.IEEE802.3af以太網網線供電新技術[J].無線電通信技術，2004，30（4）：29-31.

[3]Alison Steer，Heath Stewart.高效的以太網供電解決方案降低了總體成本[J].今日電子，2014，（3）：42-44.

[4]王珊珊，周鎰，曹珺飛，等.POE端口的電磁兼容測試[J].安全與電磁兼容，2010，（3）：15-17.

[5]陳世鋼.CISPR/I[J].安全與電磁兼容，2007，（6）：16-18.