簡介

隨著網絡已發展成為企業和中小型廠商一個不可分割的部分，大量的新應用推動著新設備不斷涌入網絡基礎設施。近年來，這些產品中最重要的，也許莫過于2000年首度推出的基于ip電話的新型客戶機。這是基于用戶的非桌面工作站或服務器設備首次通過以太網，連接至交換基礎設施。IP電話的出現帶來了新需求：向終端設備供電，非凡地，在LAN集線器和交換技術領域，此需求達到了空前程度。思科系統公司率先革新了向終端設備（此處的思科IP電話）供電的能力，并開始與IEEE中的其他眾多廠商合作，創建一種從以太網交換端口供電的標準方式。此功能已被IEEE 802.3af委員會批準，現正得到廣泛采用。

思科為整個Cisco Catalyst智能交換系列提供了IEEE 802.3af兼容型以太網供電（PoE）解決方案，從而繼續推動了技術創新標準化的進程。通過擴展其PoE支持，思科將Cisco Catalyst智能交換功能與集成電源供給相結合，提高了在支持新服務和應用方面的靈活性及實用性，從而使用戶可獲得更高靈活性及移動性。

PoE過去一般運用于兩種應用中：IP電話和802.11無線網絡。隨著企業日益希望削減成本和提高效率，當前的網絡經理需要實施新應用，以擴展網絡基礎設施的“實用性”。盡管目前除IP電話和無線接入點外，使用PoE的設備數還很有限，IEEE 802.3af標準的完成和批準加速了此功能在LAN基礎設施和眾多上電設備廠商的產品計劃中的部署需求。為說明在這一領域中業界愛好的多樣性，Gibson吉他公司推出了一款非常有趣而又有些令人出乎預料的應用——支持PoE的電子吉他。

許多更實際的應用正不斷涌現，如視頻監視、集成建筑物治理解決方案和遠程視頻服務亭等，都將受益于PoE的應用。隨著這些乃至更多應用相繼面世，網絡基礎設施將不僅需要容納幾年前部署的PoE設備，而且還應包括它們所支持的全新PoE設備和應用。

雖然目前也許不需要這些應用，但是部署可供電基礎設施可支持未來的PoE應用需求，因而提供了投資保護。隨著公司設備購買和淘汰周期從3-4年拉長到5-7年，讓網絡提前作好預備，意味著網絡治理員能夠快速推出目前還無法預見的應用。當前大量部署PoE的優勢包括以下幾個方面：

• 簡便性——第5類數據級電纜是在園區和分支機構的供電室及辦公室中廣泛部署的數據和語音布線。PoE通過單一電纜，不僅提供了網絡連接，也提供了設備需要的電源。這意味著在終端工作站，設備經理無需為給更多的設備供電而添加成本更高的交流電。就思科IP電話而言，電話可插入連接交換機的數據插孔，而用戶PC則連接到IP電話。因而，簡化了電纜治理和不間斷電源（UPS）的備份要求，以及IP電話提供。
  
  
• 移動性——低壓以太網供電設備無需交流電布線，因此移動十分方便，不僅降低了成本，而且極大地減少了業務中斷。無論何處存在以太網連接，都可以方便地部署以太網供電設備。另外，PoE可以加速無線接入點部署，這是因為過去通常端接于天花板通風層的電源，現在只需通過低成本的以太網電纜就可以提供了。這為用戶提供了更為出色的服務，目前用戶已可以通過無線和有線網絡訪問網絡資源。
  
  
• 運行永續性和方便部署——集中供電解決方案簡化了配電，并支持集中UPS部署，從而極大地減少了業務中斷。假如可由以太網電纜供電的設備連接到了建筑物供電系統，則不可能實現這一目標。（請設想因建筑物電源故障而中斷電話網絡的情況）。如前所述，由于無需本地交流電源支持終端設備，如IP電話、無線接入點和攝像機，因此即使擴展這些設備的部署，也不會增加本地交流插座和相關布線開支。
  
  
• 充分利用投資——視頻監視、遠程視頻服務亭和智能建筑物治理解決方案等新應用可以充分利用以太網連接來獲得供電和網絡連接。

什么是以太網供電？

PoE是指LAN交換基礎設施通過以太網銅纜向終端供電的能力。這種通常稱之為“饋線電源”的能力首先由思科公司于2000年開發，用于支持新興的IP解決方案。如同支持標準桌面用戶交換機（PBX）的電話一樣，IP電話也需要48V電源，這可通過兩種途徑實現：將電話插入插座，或通過網絡電纜為電話供電。之所以選擇后者，是因為這樣電話電源故障的幾率較低。所有Cisco Catalyst LAN交換機都支持饋線電源和IEEE 802.3af PoE原始專有技術。

PoE規格是針對兩種設備制訂：電源設備（PSE）和上電設備（PD）。擋Cisco Catalyst交換機配備支持PoE的線卡時，它可作為PSE，向終端設備、即上電設備提供電源。上電設備可以是許多不同設備，包括IP電話和無線接入點。本文后面部分將介紹和討論其他上電設備。

此標準也支持另一種運行模式。因為目前許多交換機不支持802.3af或任意類型的饋線電源，上電設備必須支持中程PSE。此設備位于LAN交換機和上電設備之間，通過以太網電纜向上電設備供電。應注重這兩種機制間的差別：假如Cisco Catalyst交換機是PSE設備，電量和數據在相同的以太網電纜對（引腳1、2和3、6）上傳輸（此功能有時被稱為 “幻象電源”）。如使用Cisco Catalyst饋線電源插線板等中程PSE，則通過未使用的電纜對（引腳4、5和7、8）供電。

802.3af標準提供了五種設備可能屬于的電源等級。PSE廠商不必實施所有等級，可選擇支持最高15.4W。如廠商選擇不使用電源治理，就可能要求設備經理大量投資于更多資源以提供PoE。還應記住的一點是，即便上電設備可能支持IEEE 802.3af-2003電源分類，但PSE可能并不支持，15.4W供電是通用標準。

思科支持802.3af標準中的功能及自己獨有的智能電源治理（IPM）。Cisco IPM在使用Cisco Catalyst交換機電源方面提供了優于其他PSE的效率。當一個上電設備插入PSE時，交換機端口必須首先檢測所連設備是否需要供電。很明顯，假如終端設備是工作站，沿電纜供電會對其造成損害。因此，交換機必須首先通過不同電纜對發送一個低電壓直流脈沖，以了解此設備是否需要電源。如另一端是一個有效的上電設備，PSE將看到兩個電纜對間的阻抗，由此知道它可向此設備供電。

以太網供電技術的應用

融合以前僅限于在數據基礎設施上集成語音，實際上是將多個并行網絡移動到統一基礎設施上。IP網絡過去僅用于客戶-服務器環境，現在企業對它的依靠性大大增加了。術語“融合”曾只表示在同一網絡上傳輸語音和數據，現在則包括無線、建筑物安全、視頻和使用基于IP的以太網的更多應用。盡管PoE的推出是在支持融合方面邁出了重要的第一步，向應用和通信系統提供服務還必須利用獨有的思科智能交換功能。

IP電話

現在PoE一般用于融合的兩個要害元素：無線接入和IP電話。2000年，思科為加速普通網絡上IP數據和語音的融合而對PoE進行了創新。使用以太網電纜為桌面IP電話供電使網絡經理無需再使用外部電源；此外，它確保了電源的集中冗余性和電源治理。也就是說，桌面用戶不會發生電話因偶發事件斷電的情況。

在線端向電話供電僅是Cisco Catalyst交換基礎設施用于實施通信服務的一個部分。基于IP電話的通信服務對網絡有非凡要求，即網絡必須可用且能保護對延遲和抖動有特定需求的語音流量。Cisco Catalyst智能交換通過滿足這些期望而實現了出色通信服務。

可用性和永續性是Cisco Catalyst交換機通過在產品和協議級別提供功能而滿足的要害要求。每個基于Cisco Catalyst機箱的交換機均提供路由處理器冗余性（RPR），確保監督引擎故障轉換能迅速進行。思科提供了專用以實現可用性的功能豐富的協議套件，包括生成樹協議、缺省網關冗余性和業界領先的Cisco IOS路由協議。這些特性的結合使網絡能在毫秒至不到五秒的范圍內融合。

為保護延遲和抖動，Cisco Catalyst交換機提供了眾多的服務質量（QoS）機制。QoS不只是每端口隊列數量，它還與使用網絡經理創建的架構和策略對流量分類的智能機制相關。這確保了所有流量可根據此策略分類并獲得各種服務級別。因此語音流量能在網絡中得到所需的嚴格優先級。

無線LAN

2002年和2003年出現了一個PoE的新應用，這就是為無線接入點供電。無線連接一直是向用戶提供網絡服務的要害所在，確保用戶無論位于園區網的何處都能持續接入網絡和資源。然而網絡經理一直面對著如何向位于天花板通風層的設備供電的實際問題。PoE可通過標準以太網電纜為設備供電，此電纜已安置在天花板中以連接用戶桌面，從而可有效解決這個問題。這為網絡和設備經理節約了在一般來說較難供電之處安裝電源的成本。

接入點的供電支持用戶到網絡的基本連接，以便用戶可以訪問網絡資源和應用。但為客戶提供的服務必須確保既能滿足客戶的期望又可達到網絡經理“安全”提供服務的要求。

無線網絡在本質上是不安全的，而且網絡中常未實施保護這些設備的基本機制，在網絡安全性方面形成了一個可被利用的“漏洞”。思科智能交換提供了眾多功能來滿足此用戶安全服務的要求。Cisco IPM可發現端口并向其供電。當與此端口相連的設備在線，或無線用戶與此設備進而與網絡相關聯，思科身份治理功能會使用IEEE 802.1x將用戶的登陸與RADIUS服務器進行比較，以驗證用戶對網絡的接入。如用戶得到許可，則用戶會被放置到正確的VLAN中；如用戶未得到許可，就可拒絕該用戶的接入或將其隔離到“訪客VLAN”中。

IP視頻監視

PoE正在突破無線和電話的“傳統”應用，開始在IP網絡上的視頻監視領域迅速部署，這也是一種相對較新的技術。傳統視頻安全系統一般是閉路電視（CCTV）系統，使用數據網絡的獨立布線基礎設施，一般無系統冗余。數字視頻錄像機（DVR）的推出使混合CCTV/IP網絡的發展又推進了一步，在其中模擬攝像機連接到DVR，后者將圖象數字化以便在IP網絡上傳輸。此發展過程的最后一個階段是自己部署IP視頻攝像機，此時PoE可起到重要作用。

市場上已有的IP視頻攝像機用802.3af供電。因為現在無需從外部向攝像機提供交流電或安裝獨立的電纜基礎設施，可向園區、分支機構或零售店部署更多攝像機。這使安全部門能更好地跟蹤員工和客戶，以防止物品丟失和進行效率分析。

因為視頻監視，以及建筑物安全機制對企業運行非常要害，思科智能交換變得十分重要。首要的要素之一就是交換機本身的可用性，這樣電源故障才不會影響企業安全性。雙電源或冗余電源系統及冗余監督引擎確保交換機在發生故障事件時仍保持運行。早先討論的可用性協議保證在某一鏈路或設備發生故障時能快速融合，提供不間斷視頻監視。可啟動QoS來保護視頻流的質量和完整性，視頻流一般會進行存儲以用于日后分析。最后，網絡中內置的安全功能可以防止未授權接入、拒絕訪問攻擊或中間人攻擊。

建筑物治理

PoE的新興應用之一是建筑物治理。這是一個IP LAN基礎設施涉足的新領域，這是因為過去網絡經理和設備經理的愛好截然不同的緣故。但是，隨著網絡對于企業的實用性逐漸增加，部分建筑物治理功能的融合帶來了更大利益。基于IP的視頻監視是建筑物治理領域第一個通往以太網的應用。磁卡讀卡器即是實例之一，它可通過以太網電纜供電，從而能出于安全或保護的目的對人員進行跟蹤。它反過來可與IP視頻監視系統連接，驗證使用門進卡ID的人員是否是合法使用該ID的人員。這些系統隨后可與網絡使用的RADIUS服務器連接，驗證接入網絡的用戶的身份，確保他們是授權用戶。在線系統和數據庫與建筑物安全系統的連接可通過多個并行網絡的融合實現。

零售視頻服務亭

許多零售公司發現了在店內外向其客戶宣傳的新方式。向放置在店外的顯示屏播放視頻是一個直接向客戶提供信息的明確方式。從基礎設施的角度來說，這類部署的主要挑戰一直是如何為更多地點供電——這是個成本高昂的需求。一些廠商現正尋找支持PoE的顯示屏。這些顯示屏從LAN交換機和視頻分布網絡接受供電和視頻流，使得這些系統能快速且經濟有效地部署。

思科以太網供電引領業界

思科是率先革新PoE的公司，并通過向整個Cisco Catalyst智能交換機系列提供802.3af兼容PoE解決方案，來推動該技術的標準化進程。思科為Cisco Catalyst 6500系列、4500系列和3750系列提供802.3af兼容PoE，并推出了Cisco Catalyst 3560固定配置PoE交換機。思科提供的基于標準的PoE交換機已實現了1600多萬上電以太網端口的安裝，答應客戶擴展其網絡以支持新的以太網供電設備。Cisco Catalyst 10/100/1000和10/100 PoE解決方案實現了新設備到網絡的連接，進一步增強了Cisco Catalyst系列的價值，且這些解決方案可從單一有線連接獲得網絡連通性和供電。

PoE和千兆位以太網

思科提供10/100和10/100/1000 PoE端口，使網絡治理員可利用更高帶寬的連接，從而實現更為優化的網絡和用戶效率。部署帶PoE功能的千兆位以太網端口可帶來最大投資回報，實現無需升級的移植功能，并為機構提供降低網絡總體擁有成本的能力，且能通過縮減投資開支、簡化治理及降低運行成本來從LAN基礎設施中獲得更大收益。

思科是第一個提供具802.3af PoE功能的高密度10/100/1000端口的廠商。Cisco Catalyst 6500和4500系列提供了48端口10/100/1000模塊，支持全模塊密度的標準PoE供給。通過將PoE功能集成到10/100/1000端口中，客戶可獲益于更高帶寬以及針對新網絡連接設備的電源支持。盡管目前許多上電設備不采用千兆位以太網連接，部署帶PoE的10/100/1000仍提供了最高程度的投資保護，無需更換LAN交換硬件即可透明地支持未來的10/100/1000設備。

智能電源治理

Cisco Catalyst智能交換機不僅支持IEEE可選電量分類特性的全面實施，它們也進一步憑借Cisco IPM擴展了這些功能。Cisco IPM能可擴展地、智能地治理交換機中所有PoE端口的供電。它實現了對每個PoE端口的細化供電控制，答應預留電量、更精確地分配電量、治理電量過使用和劃分電源優先級，由此將對墻壁電源的需求降至最低，并在每端口基礎上實現最高電源利用率，從而擴展了PoE部署的可治理性。

為達到經濟有效地提供PoE的要求，Cisco Catalyst交換機支持IPM，其中上電設備和PSE協商各自的功能，來明確治理每設備需要的電量和支持PSE的交換機如何治理對各上電設備的電量分配。許多、甚或大多數設備不需要802.3af標準所要求的全部15.4W。思科在Cisco Catalyst交換機、思科IP電話和思科無線接入點上使用思科發現協議，來交流此設備上所需的電量。在缺省情況下，思科向上電設備提供7W功率，除非上電設備通過思科發現協議“要求”PSE提供更多電量。這使設備經理能更加穩妥地為安裝了PSE的布線室進行電源規劃。

Cisco IPM使用思科發現協議來更好地治理設備和進行更精確的每端口電量治理。對思科發現協議的支持保持了與已安裝的思科設備間的向后兼容性，并提供了對于PoE供給的更精確控制。這使網絡和設備經理能預先分配電量，提供可治理電量過使用，以便部署在備用狀態下需較低功率的更多設備。此外，假如交換機電源系統過使用，需保持電量的特定端口可進行電量預留，確保要害的終端設備（如門進卡等）能獲得持續電量。

投資保護

許多計劃實施新網絡的客戶，即使今天尚未考慮融合的問題，也希望他們的基礎設施能夠支持數據、語音和視頻網絡。投資保護將是人們主要關心的一個問題，這不僅涉及已經購置的聯網設備，還包括未來的部署。

思科繼續致力于不斷完善設計的承諾，提供出色的投資保護，通過盡可能地“采用”向前—向后兼容性，使客戶從基礎設施投資中獲得最大的收益。Cisco Catalyst 6500、4500和3560系列交換機在設計上就包括了對PoE的支持。每個模塊化平臺都支持基于標準的新PoE線路卡，使客戶的基礎設施投資能夠獲得更長久的部署壽命。通過提供可現場升級的10/100和10/100/1000線路卡，以答應客戶在需要時添加PoE功能，以及降低初始投資開支、支持隨發展付費模式，Cisco Catalyst 6500系列提供了更充分的優勢。

Cisco Catalyst 6500和4500系列基于機箱的交換機，以及Cisco Catalyst 3750和5360 PoE固定配置交換機的全新802.3af PoE線路卡都支持思科預標準PoE和802.3af PoE供電。另外，未來的上電思科終端設備，如IP電話和無線接入點，都將支持初始的思科部署和802.3af標準，答應客戶隨時隨地獲取已安裝的預標準PoE（饋線電源）線路卡的優勢。這確保了與客戶當前安裝產品，以及未來設備的兼容性。必須注重的是，一些思科或其他供給商的未來上電設備可能會需要高于思科預標準PoE產品所提供的電量，因此，需要由802.3af PoE接口所提供的更高電量輸出。

已部署IP電話等思科上電終端設備的客戶不需要升級至新型802.3af PoE端口。思科機箱產品可在同一機箱中同時支持思科饋線電源實施和802.3af PoE模塊。

思科在Cisco Catalyst 3500XL、Catalyst 4000、Catalyst 4500和Catalyst 6500系列以太網交換機上已售出1600多萬饋線PoE端口。這一創新在業內迅速得到認可，IEEE已著手實施PoE標準化，以確保多廠商互操作性。如同其他思科創新一樣，思科支持IEEE802.3af標準和思科饋線電源，因而提供了智能供電治理擴展和投資保護。

可擴展性和擴展能力

思科通過實現高密度PoE端口的同步部署和支持，提供了一個高度可擴展的解決方案。Cisco Catalyst智能交換機在構建時就考慮到了PoE，所以，它擁有固定的電源系統和功能，以支持802.3af PoE端口的同步運營，許多情況下達到了機箱端口密度。Cisco Catalyst IPM通過支持設備和網絡經理在治理每端口供電方面擁有更精確的控制權，承受更高的過使用水平，并將布線室供電需求降至最低限度，從而提供了進一步的優勢。

此外，PoE與Cisco Catalyst智能交換功能相結合，拓寬了部署選項和交換基礎設施的價值，因而可以支持高級應用部署和新型網絡設備。Cisco Catalyst交換機的固有智能性確保了可用性、精確的流量控制和集成安全性，使全新供電應用獲益。

總結

通過將Cisco Catalyst智能交換功能與集成供電相結合，思科擴展了PoE（饋線電源）支持，為用戶提供了更強的靈活性和移動性。這提高了在支持新服務和新應用方面的網絡靈活性和實用性。思科提供了10/100和10/100/1000兩種PoE端口，為使用更高帶寬的連接提供了支持，從而實現了更出色的網絡優化和用戶生產效率。部署帶PoE功能的10/100/1000千兆位以太網端口，可實現最大限度的投資保護，支持免升級移植和降低網絡總擁有成本，因而，通過降低成本開支、簡化治理和降低運行成本，使用LAN基礎設施可以為客戶創造更理想的收益。