水晶头的尺寸(「干货」一根网线全搞定的POE是怎么回事？)

信号线同时传送电流，这个不是从计算机网络时代开始的，而是从遥远的电话时代就开始了。

使用过固定电话的朋友都知道，经常会出现家里停电，但是电话机能正常使用的情况，这就是因为电话线在当时已经能同时传送语音信号和电流了，虽然RJ11/12水晶头的电话线，只有两芯四线，但依然实现了这个功能。

另一个证明这个功能的产品，就是至今还能在淘宝上买到的“LED电话线灯”，底座拥有一个RJ11电话线接口，只要插入电话线，就能亮灯。

在小编儿时经常停电的年代，电话线灯曾经是很抢手的应急电器，毕竟能够不另外花钱，就能在停电的时候提供照明，也不影响电话使用，非常方便，可谓一举多得。

实际上这个在当时被称为POL（Power Over Line，电话线供电）。当时由于数据传送需求不高，实际上被用来照明也只是一个“副业”，但原理随后就被后来的计算机网络使用了。

“电话灯”可以说是最早的数据线供电方案设备了

POE，是Power Over Ethernet（以太网供电）的首字母缩写，顾名思义，就是通过以太网同时进行网络信号和供电电流的输送。实际上POE在IEEE组织中，是一个专有的网络规范，如同Wi-Fi是802.11系规范，而POE的规范编号则是802.3系规范。

接下来我们从原理上来解析，为什么一根细细的网线能够同时传送网络信号和电流：

我们知道，正常的采用TIA568A/B规范线序，使用RJ45网线水晶头的网线，是由四对双绞线，也就是8个线芯组成的。

而在普通的100M网络中，五类线根据我们之前的文章提到的，实际上只使用了1、2、3、6这四组线，进行网络的传输，就达到了100M的速度，那么就有4、5、7、8四对线组，是闲置的。

而随着局域网技术应用延伸，特别是网络监控设备等开始普及，人们在网络施工中逐渐发现，很多时候，由于装修的既成事实，以及一些用电安全方面的考虑，后期加装的诸如监控摄像头等设备，其供电非常成问题，已经无法再通过新拉电源线的方式进行供电了，或者从新拉电源线，会造成诸多不便以及成本上的飙升。

这时候IEEE就打起了网线的主意。由于网络设备基本都属于低压弱电设备（大部分工作电压低于48V，功率也低），所以理论上，网线是可以用于电力传输的。

因此2003年，IEEE颁布了802.3af标准，规定了第一版POE网络供电方式。简单来说，就是使用此时5类线未使用的4、5、7、8线芯组，来进行电力传输。

此时POE规范，允许通过单网线，提供44~57V的直流电压、350mA的输出电流、最大输出15.4W的输出功率，抛去传输线损和转化损耗后，实际能提供给用电器12.95W的输出功率，也就是说，网线另一头的设备，只要功耗不超过12.95W，都可以不用电线，而用网线供电了！

自从有了POE供电方式，给安防监控组网和无线网络改造带来了巨大的方便。例如，监控摄像头迅速从同轴电缆时代进化到了网络时代，通过细细的网线就能实现供电+网络监控，实在是太方便了。

而对于网络改造来说，需要增加无线热点乃至交换机/路由器的时候，也不需要再去接电源线插板给新设备供电，直接在网络交换中心，把原来的路由器或者交换机替代为POE供电的即可，再从原有的网络面板位置接出一根网线接新增的网络节点的POE AP面板/路由器/交换机即可，最大限度减少工程改造量。

此时组网模式就变成了下图两种模式，其优点是不言而喻的，毕竟家庭常用0.4平的电线，那价格可比同等长度的网线贵。

另外，POE方式还有一个优势，就是在融合宽带的改造组网中：宽带运营商越来越喜欢采用光纤入户来同时传输电话信号、宽带信号、IPTV信号，采用PoE可以很好地解决光猫和IPTV电视盒子的电源与数据同传问题。

但是问题又来了，现在可是千兆、万兆家庭网络时代了，不说5类网线，就是6类和超六类线，8组线芯那也是全用上来传送网络信号了，这时候可没闲置线组了啊，还怎么送电啊？还是说POE只能跑百兆速度了？

不过IEEE的工程师们迅速也发现了可以取巧的地方，就是频率：

信号的传输是一对电线之间的电压差，而电力的传输是两对电线之间的电压差。

以太网是变压器耦合的，所以发送和接收电子装置只看到（原则上）一对两根线之间的电压。电源连接取自变压器的中心抽头，因此它们只看到两对电线之间的电压。巨大的频率差异也有助于保持信号和电源不互相干扰：当线组同时用于电力和数据时，由于电力和数据在频谱的两个极端发挥作用，它们可以在同一根电缆上传输——市电频率往往只有50~60Hz，而网线的信号传输频率已经是上千兆Hz了（5类线1500MHz，6类2500MHz，超6类5000MHz），巨大的频率差，使得在工程上可以通过简单的频率分离元件，就能把供电流和信号流，通过频率差异进行分离。

基于这个原理，IEEE相继颁布了适用于百兆、千兆及更高网络等级的POE标准，也就是802.3at、802.3bt type3、802.3bt type4。

后面的标准，又被称为“POE+”和”POE++”，它们除了能让网线使用8芯线组同时传送网络信号电力，解决了POE组网的千兆问题外，同时也提高了对用电器的供电能力，简单来说，就是你可以使用功率更大的POE交换机/AP，从而实现更强的带机能力和网络信号！

最后回到我们的组网实务：从802.3几个规格表我们可以看到一个关键指标：阻抗。也就是说，网线必须达到或低于最大阻抗，才能实现相应的组网性能。

我们知道，电缆的阻抗，主要是和电缆的粗细以及材质有关。

网线的粗细，我们习惯用“AWG”这个数值来表示，例如，常见的五类、六类线缆的线径24AWG，就是0.51mm，而六类、超六类线的23AWG，则是0.57mm。显然，23AWG线径的网线，在同等材料情况下，更适合用于POE网络的组网。

然而更重要的还是线材，下面是几类常见网络线材的阻抗以及是否适合POE组网：

所以POE组网，除了一定要注意POE设备的性能（如最大输出功率，关系到最大带AP数量），最重要的，就是网线！

小编的建议，为了未来的网络升级和稳定需要，POE组网，一定要使用至少铜包银、24AWG线径的六类或超六类网线，最好使用无氧铜、23AWG线径的六类或超六类网线！这是关系到POE组网是否成功的关键！

因此，各位在组网时，也一定要看清，到底使用的什么材质的网线，最好是使用一线品牌如康普（安普网联，原AMP）、百通赫斯曼、罗格朗等品牌的线材！

·END·