千兆以太网进行 poe 供电的原理是什么？
千兆以太网的PoE供电原理，说白了就是利用网络线缆中那几根原本不传输数据的“闲置”铜线，来传递直流电。咱们平时上网用的网线（我们称它为双绞线）里面有很多根细铜丝，但千兆以太网通讯只需要其中四对（八根铜丝）中的四根来传输数据。剩下的几根就成了潜力股，PoE技术就把它们开发出来了。
我们先得知道，一根标准的RJ45接口（就是网线插头）里有八个针脚，编号从1到8。在千兆以太网传输中，数据是以差分信号的形式传输的，具体来说是两根线传输一个信号，所以需要四对线。标准是这样分的：
线对1： 针脚1和2（通常用于发送）
线对2： 针脚3和6（通常用于接收）
线对3： 针脚4和5（在千兆以太网里也有用途，但这里我们要特别关注）
线对4： 针脚7和8（在千兆以太网里也有用途，但这里我们要特别关注）
传统以太网传输数据是怎么走的？
早期10/100兆以太网的时候，数据主要走的是线对1（1、2脚）和线对2（3、6脚）。而千兆以太网为了达到更高的传输速度，会把所有四对线都用上，也就是说，数据流会分散在12、36、45、78这四对线上。这和PoE供电有什么关系呢？
PoE供电的核心：利用“闲置”的线缆来供电
PoE供电的核心在于利用网络线缆中那些不传输数据或者传输数据不关键的线来进行直流供电。根据IEEE 802.3af（这是最早的PoE标准，我们先从这个说起）和后续的802.3at（PoE+）、802.3bt（PoE++）等标准，PoE供电主要有两种模式：
模式一：末端跨接（Endspan）
这种模式是PoE供电的早期形式。它的实现很简单：
1. 供电设备（PSE Power Sourcing Equipment）： 这就是我们常说的PoE交换机或者PoE注入器。它会直接在RJ45接口上集成供电电路。
2. 受电设备（PD Powered Device）： 这就是我们要供电的设备，比如无线AP、网络摄像头、IP电话等。它们也会在RJ45接口上集成接收供电的电路。
具体工作流程：
识别设备： 当一个PoE交换机连接到一个设备时，它不会立刻通电。首先，交换机会向网线中发送一个很小的、低压的测试信号。受电设备如果能识别并正确响应这个信号（表明它确实是一个支持PoE的设备，并且能够接受供电），交换机就会进一步判断。
功率分级（可选但很重要）： 根据IEEE 802.3af标准，PoE设备会被分为四种功率等级（Class 03）。交换机在识别设备后，会询问受电设备它的功率需求是多少。然后根据受电设备的需求和交换机自身的最大供电能力，分配相应的功率。
供电： 一旦识别完成并确定了功率等级，PSE就会在网线中的特定线对上加上直流电压。
标准 PoE (802.3af/at)：
模式A（Alternative A）： 利用的是数据线对中的正负极。具体来说，它是用线对1（1、2脚）传输正电压，线对2（3、6脚）传输负电压。这样一来，数据和电源就共享了这两对线，但因为直流电和交流差分信号的特性不同，它们不会互相干扰。这就好比，你用两根管道输送不同的液体，虽然管道挨在一起，但液体不会混淆。
模式B（Alternative B）： 这是PoE供电更加“显而易见”的模式，它利用的是线缆中原本不传输数据的线对。具体来说，它是用线对3（4、5脚）传输正电压，线对4（7、8脚）传输负电压。这样，数据传输和电力传输是完全分开的线，不会有任何互相干扰的可能。这种方式也更常见。
千兆以太网的兼容性： 要注意，千兆以太网是需要四对线来传输数据的（12, 36, 45, 78）。那么在供电的时候，如果使用模式A，数据和电源共用12和36，这会不会影响千兆传输呢？答案是不会。因为直流供电的电压非常稳定，而以太网数据传输是高频的差分信号。这两种信号的特性不一样，PSE和PD在设计时就已经考虑了如何区分和处理它们，不会造成冲突。而如果使用模式B，那就更简单了，数据传输走12、36，供电走45、78，完全是物理上的分离，自然不会影响千兆数据传输。
持续供电与断电： 一旦连接建立，PSE就会持续为PD供电。如果连接断开，PSE会停止供电。
模式二：中跨接（Midspan）
这种模式的供电设备（PSE）不是交换机本身，而是一个独立的PoE注入器，它串联在现有的非PoE交换机和受电设备之间。
具体工作流程：
1. 注入器： PoE注入器接收来自普通交换机的网络信号，同时它也从电源适配器获取电力。
2. 合并信号： 注入器在将网络信号从一端发送到另一端时，会在特定的线对上叠加直流供电电压。同样是利用线缆中不传输数据的线对（或者在某些情况下共用数据线对），将电力注入到网络信号中。
3. 受电设备： 受电设备接收到的网络信号中就包含了电力，它可以从中提取出所需的直流电来工作，同时网络数据不受影响。
千兆以太网的PoE供电，无论是哪种模式，都要确保不影响千兆数据的传输。
信号隔离： 这是关键。无论是共用线对还是使用独立线对，PSE和PD都会有精密的电路来隔离直流供电和高速的以太网信号。数据信号是交流的差分信号，而PoE供电是直流信号。它们可以通过不同的频率特性和电路设计来区分。
阻抗匹配： 网线和连接器的阻抗非常重要，特别是对于高速信号。PoE供电在设计时也要考虑其对整体阻抗的影响，尽量减小对数据传输的影响。
电压和电流： PoE标准规定了供电的电压范围（通常在44V到57V之间）和电流限制，以确保安全和兼容性。这些参数都是经过严格计算的，不会因为供电而影响到网络信号的完整性。
千兆以太网和PoE的结合，本质上是在网络线缆这个“载体”上，巧妙地利用其物理特性，在满足数据高速传输需求的同时，也增加了电力传输的能力。
随着技术的发展，PoE标准也在不断升级（如PoE+、PoE++），能够提供更高的功率，支持更多类型的设备。但其核心原理——利用网线中的铜导线进行直流供电，并保证与数据信号的良好隔离——是始终不变的。这就像是在一条高速公路（千兆网络）上，又开辟了一条专用的电力通道，让很多原本需要独立电源的设备，现在只需要一根网线就能连接上网并且正常工作，大大简化了布线和安装的复杂度。
我们先得知道，一根标准的RJ45接口（就是网线插头）里有八个针脚，编号从1到8。在千兆以太网传输中，数据是以差分信号的形式传输的，具体来说是两根线传输一个信号，所以需要四对线。标准是这样分的：
线对1： 针脚1和2（通常用于发送）
线对2： 针脚3和6（通常用于接收）
线对3： 针脚4和5（在千兆以太网里也有用途，但这里我们要特别关注）
线对4： 针脚7和8（在千兆以太网里也有用途，但这里我们要特别关注）
传统以太网传输数据是怎么走的？
早期10/100兆以太网的时候，数据主要走的是线对1（1、2脚）和线对2（3、6脚）。而千兆以太网为了达到更高的传输速度，会把所有四对线都用上，也就是说，数据流会分散在12、36、45、78这四对线上。这和PoE供电有什么关系呢？
PoE供电的核心：利用“闲置”的线缆来供电
PoE供电的核心在于利用网络线缆中那些不传输数据或者传输数据不关键的线来进行直流供电。根据IEEE 802.3af（这是最早的PoE标准，我们先从这个说起）和后续的802.3at（PoE+）、802.3bt（PoE++）等标准，PoE供电主要有两种模式：
模式一：末端跨接（Endspan）
这种模式是PoE供电的早期形式。它的实现很简单：
1. 供电设备（PSE Power Sourcing Equipment）： 这就是我们常说的PoE交换机或者PoE注入器。它会直接在RJ45接口上集成供电电路。
2. 受电设备（PD Powered Device）： 这就是我们要供电的设备，比如无线AP、网络摄像头、IP电话等。它们也会在RJ45接口上集成接收供电的电路。
具体工作流程：
识别设备： 当一个PoE交换机连接到一个设备时，它不会立刻通电。首先，交换机会向网线中发送一个很小的、低压的测试信号。受电设备如果能识别并正确响应这个信号（表明它确实是一个支持PoE的设备，并且能够接受供电），交换机就会进一步判断。
功率分级（可选但很重要）： 根据IEEE 802.3af标准，PoE设备会被分为四种功率等级（Class 03）。交换机在识别设备后，会询问受电设备它的功率需求是多少。然后根据受电设备的需求和交换机自身的最大供电能力，分配相应的功率。
供电： 一旦识别完成并确定了功率等级，PSE就会在网线中的特定线对上加上直流电压。
标准 PoE (802.3af/at)：
模式A（Alternative A）： 利用的是数据线对中的正负极。具体来说，它是用线对1（1、2脚）传输正电压，线对2（3、6脚）传输负电压。这样一来，数据和电源就共享了这两对线，但因为直流电和交流差分信号的特性不同，它们不会互相干扰。这就好比，你用两根管道输送不同的液体，虽然管道挨在一起，但液体不会混淆。
模式B（Alternative B）： 这是PoE供电更加“显而易见”的模式，它利用的是线缆中原本不传输数据的线对。具体来说，它是用线对3（4、5脚）传输正电压，线对4（7、8脚）传输负电压。这样，数据传输和电力传输是完全分开的线，不会有任何互相干扰的可能。这种方式也更常见。
千兆以太网的兼容性： 要注意，千兆以太网是需要四对线来传输数据的（12, 36, 45, 78）。那么在供电的时候，如果使用模式A，数据和电源共用12和36，这会不会影响千兆传输呢？答案是不会。因为直流供电的电压非常稳定，而以太网数据传输是高频的差分信号。这两种信号的特性不一样，PSE和PD在设计时就已经考虑了如何区分和处理它们，不会造成冲突。而如果使用模式B，那就更简单了，数据传输走12、36，供电走45、78，完全是物理上的分离，自然不会影响千兆数据传输。
持续供电与断电： 一旦连接建立，PSE就会持续为PD供电。如果连接断开，PSE会停止供电。
模式二：中跨接（Midspan）
这种模式的供电设备（PSE）不是交换机本身，而是一个独立的PoE注入器，它串联在现有的非PoE交换机和受电设备之间。
具体工作流程：
1. 注入器： PoE注入器接收来自普通交换机的网络信号，同时它也从电源适配器获取电力。
2. 合并信号： 注入器在将网络信号从一端发送到另一端时，会在特定的线对上叠加直流供电电压。同样是利用线缆中不传输数据的线对（或者在某些情况下共用数据线对），将电力注入到网络信号中。
3. 受电设备： 受电设备接收到的网络信号中就包含了电力，它可以从中提取出所需的直流电来工作，同时网络数据不受影响。
千兆以太网的PoE供电，无论是哪种模式，都要确保不影响千兆数据的传输。
信号隔离： 这是关键。无论是共用线对还是使用独立线对，PSE和PD都会有精密的电路来隔离直流供电和高速的以太网信号。数据信号是交流的差分信号，而PoE供电是直流信号。它们可以通过不同的频率特性和电路设计来区分。
阻抗匹配： 网线和连接器的阻抗非常重要，特别是对于高速信号。PoE供电在设计时也要考虑其对整体阻抗的影响，尽量减小对数据传输的影响。
电压和电流： PoE标准规定了供电的电压范围（通常在44V到57V之间）和电流限制，以确保安全和兼容性。这些参数都是经过严格计算的，不会因为供电而影响到网络信号的完整性。
千兆以太网和PoE的结合，本质上是在网络线缆这个“载体”上，巧妙地利用其物理特性，在满足数据高速传输需求的同时，也增加了电力传输的能力。
随着技术的发展，PoE标准也在不断升级（如PoE+、PoE++），能够提供更高的功率，支持更多类型的设备。但其核心原理——利用网线中的铜导线进行直流供电，并保证与数据信号的良好隔离——是始终不变的。这就像是在一条高速公路（千兆网络）上，又开辟了一条专用的电力通道，让很多原本需要独立电源的设备，现在只需要一根网线就能连接上网并且正常工作，大大简化了布线和安装的复杂度。
网友意见
百兆poe供电都是利用空闲脚位45+78-供电，那么千兆网络八根线全部用来传输数据的话，供电是如何做到的呢？
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