什么是 PoE 协商？

PoE 协商是如何工作的？

根据 IEEE 802.3 PoE 标准定义，PoE 协商（也称为“握手”）确保设备符合 PoE 标准，并且仅接收其运行所需的电量。这最大限度地提高了效率，并防止向非 PoE 设备施加有害电力。

PoE 协商分三个连续阶段进行：

1. 发现： PSE 确定是否连接了符合 PoE 标准的 PD，以及它是单特征还是双特征设备。
2. 分类：PSE 确定是否需要 PoE 电力以及必须输送的 PoE 类别。
3. 运行：PSE 为 PD 提供足够的电力，使其完全正常运行。只有在发现和分类阶段成功完成后，PD 才能运行。

协商的第一阶段：发现

当没有设备连接时，PSE 端口保持断电状态。一旦 PSE 检测到有设备插入，发现阶段便开始。在发现阶段（耗时不到半秒），PSE 施加少量电压以验证 PD 内是否存在电阻器。对于 802.3af/at 标准，PSE 通过两线对发送检测电压；对于 802.3bt 标准，则通过四线对发送。它在不同电平（至少相差 1V）进行测量，以可靠地检测 PD。

IEEE 标准要求符合 PoE 标准的设备在每线对组上呈现 23.75kW 至 26.25kW 的电阻，才能被视为有效的 PD。如果 PSE 检测到的电阻不符合规定，它会立即停止供电。重要的是要注意，在发现阶段施加的电压范围在 2.7 V 到 10.1 V 之间，且电流不能超过 5 mA (.005 W)，这个数值足够低，可防止对非 PoE 设备造成任何损坏。

在发现阶段，IEEE 802.bt Type 3 和 Type 4 PSE 还会检测 PD 是单特征还是双特征设备。单特征 PD 在两组线对（线对 1,2 和 3,6 以及线对 4,5 和 7,8）上保持相同的功率特征。双特征设备每组线对可具有高达 35.5 W 的独立功率特征。由于成本原因，大多数 PD 是单特征设备，但双特征设备可以为内部组件分配不同的功率电平，例如，摄像头运行需要一个功率电平，而其云台水平/垂直移动变焦功能则需要另一个功率电平。如果在发现阶段检测到双特征 PD，PSE 会对两组线对都进行分类。

^{双特征设备在线对组 1,2 和 3,6 上可具有独立的功率特征}

下一阶段：PoE 分类

一旦 PSE 检测到有效的 PD，它必须确定输送多少电力。IEEE 802.3 PoE 标准为 PoE 系统分配类别，从 0（最低）到 8（最高）不等。为使 PoE 正常工作，PSE 的类别必须等于或高于 PD 的类别。

类别是基于 PSE 的功率输出以及 PD 处可用的电量来确定的，因为链路中会有一些能量损失。Type 1 和 Type 2 PoE 涵盖 0 类到 4 类，Type 3 包括 5 类和 6 类，Type 4 包括 7 类和 8 类。

PoE 类别

在协商的分类阶段，PSE 根据 PoE 类型，通过一次或多次事件确定 PD 的类别：

• • Type 1 PSE（单事件分类）：发送单个电压脉冲并测量 PD 的电流消耗，以确定它是 0 类、1 类、2 类还是 3 类。
• • Type 2 PSE（双事件分类）：如果 PD 的电流消耗表明它是 4 类，发送第二个电压脉冲以验证是否需要更高的功率。
• • Type 3 和 Type 4 PSE（五事件分类）：发送三个额外的脉冲，以确定设备是 5 类、6 类、7 类还是 8 类。

对于使用多次分类事件的 Type 2 及更高版本的 PoE，第一个事件发生在硬件层面，后续事件可发生在硬件或软件层面。IEEE 标准要求 Type 2 及更高版本的 PD 在第二个事件中支持硬件和软件层面的分类。虽然 PSE 可以支持硬件或软件分类，但大多数支持 PoE 的交换机两者都支持。

• • 对于硬件分类，PSE 在物理层读取来自 PD 的电流值。
• • 对于软件分类，PSE 和 PD 通过链路层发现协议 (LLDP) 协商功率需求。LLDP 是一种以太网协议，设备可借助该协议宣示自身的性能参数。

协商过程中的第一个事件总是发生在硬件层面。如果在第一个事件中，PSE 确定 PD 是 4 类或更高类别，它仅提供 3 类功率。对于第二个事件，PSE 然后使用 LLDP 与 PD 协商功率要求。软件协商的一个关键优势是 PD 能够请求可能低于其类别指定的特定电量。这允许 PSE 将剩余功率分配给其他设备，从而更高效地进行功率预算。

IEEE 802.3bt 标准针对 Type 3 和 Type 4 PoE 还引入了可选的自动分类功能，使 PSE 能够确定 PD 的最大功耗。PSE 通过测量 PD 随时间的功耗来确定并设置最大输出功率。在发现阶段，Type 3 和 Type 4 PSE 会通过自动分类功能识别 PD。

最后阶段：运行

一旦 PSE 确定连接了符合 PoE 标准的 PD 并且确定了所需的电量，它就会进入运行模式并向 PD 输送足够的电力。在运行期间，PD 生成维持功率特征 (MPS) 信号，以确保持续运行。PSE 持续监控 PD 的此 MPS 信号，如果信号丢失则切断电源。这确保了如果设备拔下电源，不会浪费电力，并且如果您触摸未插拔的电缆，也不会受到可能的意外电击。然后 PSE 重新启动协商过程。

合适的 PoE 测试仪至关重要！

测试 PoE 时，应寻找一款考虑所有 IEEE 802.3 标准的 PoE 协商过程的测试仪。例如，Fluke Networks LinkIQ 电缆+Wi-Fi+网络测试仪可显示四线对网络电缆的哪些线对承载电力，并指示交换机是否支持单特征或双特征供电协商。此信息对故障排除很有用。例如，如果 802.3bt PD 无法正常运行，可能是因为它是双特征设备，但您的交换机仅支持单特征设备。在这种情况下，您可能需要升级交换机，或将设备连接到支持双特征设备的其他交换机。

^{交换机端口 PoE 结果显示使用的线对、可用功率和类别以及负载下 PoE 测试的结果。}

LinkIQ 测试仪还会在硬件和软件层面显示协商的功率类别 (0-8)，以确保设备能够连接到网络并使 PoE 交换机实现动态分配。为测试 PoE，它会在汲取协商功率的同时在线路上施加负载。如果电压降至低于 PD 所需的最小值（这可能是由布线问题或 PSE 过载引起的），则实际上没有可用功率，测试失败。

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