以太网供电（Power over Ethernet，简称PoE）是一种能够在同一根以太网双绞线中同时传输数据和电力的技术。通俗地说，PoE 让网络电缆不仅能传输网络信号，还能为终端设备供电。这意味着无线接入点（AP）、网络摄像头、VoIP电话等设备都可以通过一根网线同时获取电力和数据，无需额外的电源插座或适配器。PoE 系统中主要包括供电设备（PSE，Power Sourcing Equipment）和受电设备（PD，Powered Device）。PSE 通常是带有 PoE 功能的交换机或 PoE 注入器，它通过对网线施加直流电压来给远端的 PD 供电。

工作原理：PoE 利用以太网线对中的共模信号来传输电力。在两对供电模式（A 型和 B 型）中，模式 A 将电力与数据同时加载在数据线对（引脚1、2和3、6）中，类似话筒幻象电源技术，通过共模电压传输电力而不干扰数据信号；模式 B 则使用备用的线对（引脚4、5和7、8）单独传输电力。采用任何一种模式时，只要 PSE 和 PD 都支持即可正常供电。PoE 针脚与数据分配如下图。

IEEE 标准允许 Cat5/Cat5e 或更高等级的双绞网线用于高功率场景，而对于功率需求较低的应用，也可以使用 Cat3 等老旧线缆。PoE 在布线时需要注意总长度一般不超过约100米，以保证末端设备至少可获得大约44V 的电压，IEEE 802.3 af/at/bt协议规定，标准的PoE端口输出电压范围是44-57V之间。

如今已经有一些PoE交换机传输距离可以超过100米。

PoE 技术遵循 IEEE 802.3 系列标准，主要有以下几代：

IEEE 802.3af（2003）：最初的 PoE 标准，也称为PoE Type 1，PSE 每个端口可提供最高 15.4W 的直流电功率。由于网线有传输损耗，受电端设备（PD）最多可用大约 12.95。该标准要求使用至少 Cat5 线缆以支持上述功率水平。

IEEE 802.3at（2009）：又称PoE+ 或 PoE Plus（Type 2）。它在 802.3af 基础上升级，PSE 每端口最大可输出 30W，PD 端可获得约 25.5W 的功率。这一版本适用于更高功率的设备，如 PTZ 网络摄像头或视频会议终端。802.3at 依然使用双绞线中的共模方式供电，但电压和电流有所提高。

IEEE 802.3bt（2018）：最新的 PoE 标准，引入了四对线供电模式，分为Type 3（PoE++）和Type 4。在 Type 3 下，PSE 最大发电功率可达 60W，PD 可获得约 51W；在 Type 4 下，PSE 可达 99.9W，PD 端可获得 71.3。802.3bt 的出现使得以太网不仅能为小型设备供电，还可以支持功率需求更大的设备（如智能终端、照明灯具甚至嵌入式系统等），并规定了更多的电力分类等级。

值得一提的是，早在标准出台前，Cisco 等厂商就有过非标准的 PoE 实现，例如旧式 Cisco 交换机每端口仅提供约 10W 的功率，并通过 Cisco Discovery Protocol 协商功率需求。这些非标准方案在 802.3af/at 出现后已逐渐被淘汰或者兼容更新的标准协议。总体而言，PoE 标准演进形成了一个功率等级体系，从最早的 15.4W 逐步提升到近百瓦的级别，以满足物联网、安防、办公自动化等日益增长的用电需求。

常见的设备功耗需求如下图

PoE 技术的出现极大地简化了网络设备的部署。以下是 PoE 的几个典型应用场景及优势：

无线接入点（AP）：在办公楼或工厂厂区安装无线 AP 时，常常无法找到方便的电源插座。采用 PoE，只需从集中的交换机或 PoE 注入器拉一根网线即可为 AP 供电并连接网络，无需铺设额外的电源线。

网络摄像头：安防摄像头往往分布在建筑物的各个角落（如天花板、户外墙面），布线难度大。PoE 让摄像头仅需一根网线即可运行，并且易于集中管理和供电保护，使得部署和维护都更为简便。

VoIP 电话：IP 电话既需要网络连接也需要电源，通过 PoE 接口接入交换机后，电话机自动获得电力，实现即插即用。这样在办公环境中，可以更灵活地布置电话桌面，无需临时配电。

其他终端设备：包括 PoE 照明灯具、PoE 门禁读卡器、传感器节点、数采终端等。PoE 为这些设备提供集中供电的同时，将数据传输也融合在一条线缆中，减少了布线成本和故障点。

PoE系统如下图所示，包括PoE电源、PSE（Power Sourcing Equipment，供电设备）、PI（Power Interface，电源接口）和PD。

使用 PoE 的优势不止于便捷布线，还包括可靠性和成本效益：PoE 系统可由集中供电系统（如 UPS）保护，实现设备的统一备份与监控；交换机以太网口标准全球统一，设备兼容性好；布线简单，省去额外电源插座或变压器的采购与维护费用。如 H3C 公司的资料指出，PoE 的 “可靠：电源集中供电，备份方便；连接简捷：网络终端不需外接电源，只需一根网线；标准：符合IEEE 802.3af/at 标准，使用统一接口；应用前景广泛：可用于IP电话、无线AP、网络摄像头等”。在物联网环境中，PoE 更是加快了部署进度，PoE 让网络工程师在规划时无需担心附近电源插座，并简化了新增或移动设备的复杂度。总的来说，PoE 在智能家居、智慧校园、楼宇自动化等领域被广泛采用，成为推动网络化应用发展的关键技术之一。

根据功能不同，PoE 设备可分为供电设备（PSE）和受电设备（PD）两大类：

PoE 交换机（PSE）：如上图所示，PoE 交换机是常见的供电设备，内置了 PoE 功率模块和管理功能。只要交换机的端口标注有 PoE（有的厂商标注 PWR），该端口就能为接入的网线提供电力。在企业级网络中，多口 PoE 交换机可以同时给多台 AP、摄像头等设备供电。现代 PoE 交换机还可对每个端口的功率做预算和监控，确保不超过最大能力。

PoE 注入器/分离器：当普通交换机不支持 PoE 时，可使用 PoE 注入器（PoE injector）将电力注入网线，或使用 PoE 分离器（PoE splitter）在受端将电力和数据拆分开来，分别输出给不支持 PoE 的设备。注入器通常用于一对一供电场景，而交换机多用于集中供电。

网络摄像头（PD）：IP 摄像头是典型的受电设备，通过 PoE 接口接入网线即可工作。不论是室内的小型球机还是室外的枪机，只要设计符合 PoE 标准，就能直接“懒人式”连接。

无线接入点（PD）：企业或家庭 Wi-Fi AP 也通常内置了 PoE 接口，方便在屋顶、天花板等位置部署。PoE 供电的 AP 安装时只需固定好，无需再考虑电源插座问题。

VoIP 电话（PD）：高端 IP 电话内置 PoE 功能（如 Cisco、Yealink 等品牌）。安装时，把电话网线插入 PoE 交换机端口即可，即便电话机未开启电源适配器也可以使用。

其他智能终端：智能门锁、门铃、LED 照明灯、环境传感器等设备越来越多支持 PoE。比如 PoE LED 吸顶灯可以用网线供电并进行集中控制；PoE 能源网关、物联网传感器阵列也利用 PoE 简化现场布线。

PoE典型组网如下图，通过PSE（Power Sourcing Equipment，供电设备），GigabitEthernet1/0/1、GigabitEthernet1/0/2接入IP电话，GigabitEthernet1/0/3接入AP设备。

PoE 协议设计有多重安全保护机制：

检测机制

在向网线供电前，PSE 会先发送小幅度的测试电压到网线两端，检测远端是否存在特征电阻（约 24.9kΩ）。只有检测到符合规格的“标志”阻抗，PSE 才会继续升压供电，否则绝不向非 PoE 设备供电。该机制可有效避免误将电力输送到不支持 PoE 的设备上，从而保护了网络和终端设备。

分类协商

检测通过后，PSE 和 PD 还要进行功率分类（Classification）协商。PSE 施加一定范围（约15~20V）的电压，并测量 PD 拉取的电流，从而识别 PD 所需的功率等级。协议中定义了多种功率等级（IEEE 802.3af/at 定义了 Class1~4，802.3bt 又新增了 Class5~8），用于匹配不同功耗需求的设备。完成分类协商后，PSE 才会提供稳定的全电压（通常 48V）给 PD，确保设备既满足功率需求，又避免过载。

过载保护

PoE 交换机一般具有电流过载、短路保护等功能。如果某一路接口的负载突然过大，PSE 会自动限制输出电流或切断该路电源，防止损坏设备。PD 端也通常具备直流稳压电路，确保设备内部电路不受外部突变影响。

布线注意

PoE 带电网线需使用质量合格的双绞线，建议 Cat5e 或 Cat6 及以上，避免超负荷。由于线缆存在压降，标准规定PoE最长传输距离约为 100 米。过长的线缆或劣质接头可能导致末端电压不足，使设备无法正常启动。布线时应避免将 PoE 线缆与高压电源线并列敷设，以防电磁干扰或安全隐患。室外部署时需使用防水型网线和防雷措施，以防天气损坏。此外，IEEE 标准要求 PoE 系统在端口上线或下线时自动侦测并“热插拔”供电，工程实施时仍建议先关闭电源再接插线，确保万无一失。

PoE 以安全的直流电压供电，属于安全可触摸的范围。只要按照规范布线、使用正规设备，即可安心享受 PoE 带来的便利。同时注意施工规范，就能充分发挥 PoE 的高效与安全并重的优势。

随着智能化发展，PoE 的应用前景更加广阔：

智能家居

越来越多的家用设备开始支持 PoE。例如智能门铃、猫眼摄像头、安防监控摄像头等，可以利用家中的网线同时联网和供电，简化安装。PoE 还可用于智能照明系统，一根网线即可同时完成照明控制和网络管理。由此，PoE 正成为智能家庭网络的一个重要组成部分。

智慧安防

在企业、校园和公共安全领域，大规模部署 PoE 摄像头和门禁系统已成趋势。PoE 允许将监控设备集中接入 IP 网络，在运行高清视频的同时保证设备持续供电，提升了系统的可靠性和可维护性。据报道，PoE 已成为现代安防网络的福音”，尤其在远程或无电源区域效果显著。PoE 还为后续引入 AI 分析、云存储等智能功能提供了可靠电力基础。

物联网（IoT）

PoE 是建设大规模物联网的关键技术之一。它让传感器、执行器等终端不依赖电池或分散电源，而通过以太网集中供电和联网管理。业内分析指出，PoE 的普及极大地推动了物联网的发展，为更多智能设备接入网络和供电提供了可能。特别是在新一代 5G 时代，远程部署的基站小型化、联网传感器的快速部署，都可借助 PoE 获益。微芯片等厂商的分析指出：PoE 技术为面向 5G 和 IoT 的设备供电带来诸多优势，最新的 802.3bt 标准更进一步实现了高功率覆盖。

随着 IEEE 对单对以太网（如 802.3cg）等新标准的推进，PoE 还会向更低功率、更远距离方向发展，以适应更多场景需求。同时，多种新能源集中管理、云端能源调配等概念也使得 PoE 的重要性日益提升。总体而言，无线技术无法完全替代有线 PoE 的可靠性和广泛适用性，PoE 在智能家居、智能楼宇、智慧城市中的地位将更加突出。