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摘要
本應用說明解釋了乙太網供電（PoE）是一種用於有線區域網路（LAN）的技術。PoE 透過提供乙太網資料的同一電纜提供電力。在 PoE 網路上使用 LED 照明可提供出色的能效，因為它最大限度地減少了改造後的傳統交流電源插座中，使用的 LED 燈的低效電力轉換階段。應用說明還解釋了，透過 PoE 網路為 LED 燈供電和控制，如何創造以新穎的方式，使用 LED 燈的機會， 給出了例子。
乙太網供電（PoE）是一種用於有線乙太網局域網（LAN）的技術，透過提供乙太網資料的同一電纜提供電力。這減少了安裝網路，並為連線到網路的裝置供電，而必須鋪設的電纜數量。與傳統佈線相比，它還更容易維護和調整網路上的訪問埠，以滿足不斷變化的要求。PoE 標準最初是為了滿足 IT 服務的需求而開發的，適用於廣泛的網路連線裝置，包括 IP 電話、IP 安全攝影機、無線接入點、調變解調器、交換機和其他網路產品。
設計師和設施經理繼續尋找新方法，透過連線以前從未與 LED 照明等網路關聯的裝置，來獲得使用 PoE 網路的好處。LED 照明的性質，有利於自然地利用 PoE 安裝的優勢。在我們探討 LED 照明和 PoE 網路，如何以及為什麼彼此完美搭配之前，我們將回顧構成 PoE 網路安裝的元素。
PoE 技術受 IEEE 802.3 標準的監管。最初的 PoE 標準於 2003 年釋出，並於 2009 年更新。它規定電源和通訊資料，應透過單個標準網路電纜線（即 cat 5），直接傳輸到連線裝置的 RJ45 網路埠。PoE 支援 10BASE-T、100BASE-TX 和 1000BASE-T 網路。
位於交換機/集線器的端跨，或用於中跨的電力採購裝置（PSE），為網路上被稱為供電裝置（PD）的連線裝置提供電力。端跨 PSE 是包括網路電纜內電源的乙太網交換機。中跨 PSE 是位於正常乙太網交換機，和 PD 之間的電源注射器，它在網路佈線內注入電源而不影響資料。能夠安裝中跨度和終跨配置的 PSE 支援傳統網路，並為哪些網路段提供更多控制。
在 PoE 中跨度插入實現中，PSE 使用 4-5 和 7-8 對進行配電。電源直接透過 10/100Mbps 乙太網中跨配置的未使用對分配（圖1）。正 PSE 輸出（V+）連線到電線 4 和 5，而負 PSE 輸出（V-）連線到電線 7 和 8。在此配置中，電源對與透過 PoE 中跨度功率噴射器的原始訊號對分離。中跨電源噴射器，在已經有網際網路連線的安裝中非常有用，更換或升級網際網路交換機/路由器，以提供 PoE 太昂貴了。
圖1。10/100 Mbps乙太網的 PoE 中跨插入原理圖。
在 PoE 端點插入實現中，PSE 使用 1-2 和 3-6 對進行配電（圖2）。端點配置中的電源作為電纜對上的共模偏置（DC）提供，而乙太網資料是變壓器耦合和完全差分（AC）。在此配置中，電源和資料共享同一對電纜。PSE 輸出的極性沒有為端點應用定義。在端點配置中，乙太網磁學專為承受電源產生的直流偏置而設計。
圖2 10/1000Mbps 乙太網的 PoE 端點插入原理圖。
為了支援傳統安裝，PSE 可以透過兩對電線供電，在 44 VDC 至 57 VDC 的電壓範圍內使用 cat 3，或更好的電纜提供最大 15.4W。該標準還規定，PSE 可以使用 cat 5 或更好的電纜，在 50 VDC 至 57 VDC 電壓範圍內提供 30W（兩對以上）或 60W（四對以上）。對於這三種電源場景，PD 的最大功耗分別限於 1295W、25.5W 或 51W（以考慮電纜中最壞情況下的功率損失） —— 分佈在 37 VDC 至 57 VDC 電壓範圍內。
PoE 標準目的在避免降低資料通訊效能，並透過 PSE 和 PD 之間的功耗談判保護網路裝置免受過載。該標準規定了 PSE 在從網路中，新增或刪除 PD 時，如何檢測 PD，以及如何擴充 PSE 的供應電流。
PD 在 PSE 初始連線期間，與 PSE 談判一個功率等級。所有 PD 都包括跨電源對的 25kΩ 電阻，允許 PSE 檢測 PD，何時連線和斷開網路。為了支援傳統安裝，較新的 PSE 必須能夠為 cat 3 和 cat 5 電纜上的 PD，提供適當的電力。同樣，PD 需要能夠檢測 PSE，可以向其提供哪種類型的電力方案。所選電源方案基於 PSE 和 PD 之間的最高相容性。電源只提供給相容的裝置，並被阻止到不相容的傳統裝置。這允許使用者在其網路上，自由安全地混合傳統和 PoE 相容的裝置。
完美搭配
LED 照明是一種近乎主流的技術，與其他照明技術，特別是白熾燈和鹵素照明相比，可提供具有競爭力的成本和能效優勢。LED 在直流電源上執行。PoE PSE 直接向 PD 提供直流電源。在 PoE 網路上使用 LED 照明，PD 可提供更好的能效。它最大限度地減少了用於改造的遺留交流電源插座的 LED 燈的低效電力轉換階段。
在 PoE 網路上為 LED 燈供電和控制，創造了以新穎的方式使用 LED 燈的機會。例如，適當的電池備份或應急發電，已經是網路安裝的一部分；基於 PoE 的 LED 照明可以立即重新利用，並在停電期間提供重要的照明，而無需專門的二級照明系統。LED 照明可用於不僅僅是應急照明。
它還可用於向建築物使用者，傳達重要且可能動態的變化資訊，例如顯示建築物外的安全出口路徑，或指示建築物的區域，如果已經安裝在 PoE 網路中的 LED 控制器，可以命令 LED 照明改變顏色，以避免。
隨著環境照明全天的變化，將 LED 燈與感測器和控制器，耦合在一起是很自然的，這樣 LED 燈就可以調整其亮度和顏色，以提供一致的照明環境。這種類型的照明調整，使 LED 燈能夠比其他照明技術，更有效地「收穫」陽光。然而，一旦你接受了與 LED 燈整合的感測器和控制器的成本，在組裝中新增額外的感測器和模組，是一個很小的邊際成本。
在 PoE 網路中安裝智慧 LED 燈，為設施經理和居住者創造了與大樓互動的新方式。例如，設施經理可以使用智慧 LED 照明系統，作為資訊收集網路，使歷史和趨勢分析，能夠瞭解如何根據居住者的實際行為，更好地調整溫度、通風、照明和清潔時間表。
與此同時，居住者可以使用智慧 LED 照明系統訪問其他建築服務，如接近感測器，以發現最近的可用會議室。如果智慧 LED 包含用於啟動和檢測標籤的模組，則可以跟蹤帶有 RFID 標籤的專案。帶有無線接入點的智慧 LED 可用於設定短距離無線網路。
PoE 的完美配合使其成為 LED 照明的未來。 PoE 使 LED 照明網路，能夠使用與建築物遺留電力基礎設施一起執行的電源，而無需解決與各種可能的電力基礎設施相關的許多技術挑戰。在 PoE 網路中安裝智慧 LED 燈的最大好處，可能是它提供了一種未來防護形式，因為照明、電源和資料佈線，已經安裝在人們需要的地方。
在智慧 LED 集線器上新增新的感測器或模組，是一種低成本的方式，無需昂貴的照明更換，即可為現有基礎設施新增新功能。隨著物聯網（IoT）的能力不斷湧現和成熟，能夠快速實施這些「必須」功能的好處，將累積給那些使用 PoE 網路上的 LED 照明等靈活、面向未來的裝置的設施。
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