poe供電距離分析

　　隨著近幾年網(wǎng)絡監(jiān)控的迅猛發(fā)展，技術(shù)門檻也是越來越高，廠商提供的技術(shù)支持也越來越趨向于全面化、系統(tǒng)化。TOM是小小安防君一枚，曾經(jīng)浸泡安防市場一線銷售多年，天天跟工程商朋友打交道。在技術(shù)交流中，工程商困惑最多的其中就有POE供電的問題

　　何為PoE技術(shù)？

　　PoE （Power Over Ethernet）指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎架構(gòu)不作任何改動的情況下，在為一些基于IP的終端（如IP電話機、無線局域網(wǎng)接入點AP、網(wǎng)絡攝像機等）傳輸數(shù)據(jù)的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術(shù)。PoE技術(shù)能在確?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線安全的同時保證現(xiàn)有網(wǎng)絡的正常運作，最大限度地降低成本。

　　一個完整的PoE系統(tǒng)包括供電端設備（PSE，Power Sourcing Equipment）和受電端設備（PD，Powered Device）兩部分。

　　供電端設備（PSE）：支持POE功能的以太網(wǎng)交換機、路由器、集線器或者其他網(wǎng)絡交換設備

　　受電端設備（PD）：在監(jiān)控系統(tǒng)中主要就是網(wǎng)絡攝像機（IPC）

　　其實回答PoE最大傳輸距離的問題，先要弄清楚決定最大距離的關鍵因素是什么。事實上，用標準以太網(wǎng)線纜（雙絞線）傳輸直流電是可以傳輸很遠的，這個距離遠遠大于數(shù)據(jù)信號的傳輸距離。所以說，數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲缶嚯x才是關鍵所在。

　　對網(wǎng)絡比較了解的朋友，都知道雙絞線有一個“無法逾越”的“100米”傳輸距離。無論是10M傳輸速率的三類雙絞線，還是100M傳輸速率的五類雙絞線，甚至1000M傳輸速率的六類雙絞線，最遠有效傳輸距離為100米。

　　在綜合布線規(guī)范中，也明確要求水平布線不能超過90米，鏈路總長度不能超過100米。也就是說，100米對于有線以太網(wǎng)而言是一個極限，這個極限是從網(wǎng)卡到集線設備的鏈路長度。

　　100米最大距離是怎么得來的？

　　是什么造成了雙絞線的100米傳輸距離上限？這就要深究一下雙絞線的深層物理原理了。網(wǎng)絡的傳輸，其實就是網(wǎng)絡信號在雙絞線上的傳輸，作為一種電子信號，在雙絞線中傳輸時，必然要受到電阻和電容的影響，這就導致了網(wǎng)絡信號的衰減和畸變。信號的衰減或者畸變達到一定的程度，就會影響到信號的有效、穩(wěn)定傳輸。因此，雙絞線有傳輸距離限制，那么具體是怎么計算出100米的上限呢？

　　5類UTP、超五類UTP主要是為計算機網(wǎng)絡服務的，按快速以太網(wǎng)的100Base-TX規(guī)定，其通信速率為100mbps，100mbps以太網(wǎng)傳送1位數(shù)據(jù)所花的時間（又名”位時間”）可計算如下：

　　1位時間=1/100mbps=10ns

　　以太網(wǎng)是采用CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）即帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問技術(shù)（載波監(jiān)聽多點接入/碰撞檢測）共享通信信道的，當引入交換后，仍離不開這一技術(shù)。一個鏈路兩端均連有設備，這兩個設備可能會在同一時刻發(fā)送數(shù)據(jù)，造成沖突，此時沖突域為2。沖突將會丟失數(shù)據(jù)包。為避免由于沖突所造成的丟包，以太網(wǎng)采用了沖突檢測和后退重發(fā)技術(shù)。為了做到后退、重發(fā)，必須保證一端在傳送完一個數(shù)據(jù)包前可檢測到?jīng)_突。以太網(wǎng)最小的幀長64字節(jié)，即512位。按100mbps速率計算，傳送512位需時512位*10ns=5120ns。

　　數(shù)據(jù)信息在網(wǎng)絡中傳輸，當通過不同部件時均會產(chǎn)生延遲，五類UTP的延時為5.56ns/m。在設計以太網(wǎng)時，要求遵守一個中繼規(guī)則，這個規(guī)則又稱為黃金規(guī)則或5-4-3-2-1規(guī)則，此規(guī)則不但適用于10mbps的以太網(wǎng)，也適用于快速以太網(wǎng)。這個規(guī)則要求環(huán)行沖突延遲不得超過512位時，對于100mbps的傳輸率，即為5120ns。環(huán)行中，網(wǎng)絡元件有電纜、中繼單元、MAU和DTE等，把它們的延時加起來，再乘2，即得出環(huán)行延時，同時也可計算出環(huán)行沖突直徑。按此理論，可計算出為保證一個最小幀發(fā)送完畢之前信號所能傳輸?shù)淖钸h距離。這就是為何要將鏈路跨距限定為100米的理由。

　　當超過100米時，由于不能及時檢測出沖突，因沖突而受到破壞的信息包傳送完畢，而且被接收方接收，此信息包因通不過驗證而被迫丟棄，此時后退重發(fā)的機制未被激活，故而會造成包的丟失。當傳輸速率低于100 mbps時，在實際應用中，可適當放寬100米的限長。必須聲明，這樣做實際雖然有效果，但并不符合標準。在認證測試時，必須加以說明，否則將有可能產(chǎn)生一些問題，比如產(chǎn)品質(zhì)保。

　　由上文可見，在使用PoE供電時，為何會規(guī)定網(wǎng)線最大長度不得超過100米。但實際施工時，為保證工程質(zhì)量，一般取80-90米。

　　請注意，這里的傳輸距離指的是最大速率的情況，比如100M，如果將速率下降到10M，傳輸距離通?？梢匝娱L到150-200米（視網(wǎng)線質(zhì)量而定）。所以PoE供電傳輸距離并不是由PoE技術(shù)來決定的，而是由網(wǎng)線類別和質(zhì)量決定。