新一代PoE如何赋能物联网：90W供电支撑5G及未来应用

5G带来更快移动连接，释放物联网与大数据应用激增。这些创新要求为不断扩展的供电设备提供以太网连接——IP摄像头、802.11ac/ax接入点、LED照明、5G小基站及其他物联网设备。以太网供电（PoE）是理想方案，新IEEE 802.3bt标准将供电设备（PSE）上限推至90W，受电设备（PD）达71.3W。

部署支持IEEE 802.3bt的新一代PD，与传统2对、4对设备共存长期是挑战。业界现已弥合互操作鸿沟，使前标准与新IEEE 802.3bt-2018合规PD可共享同一以太网基础设施，无需更换交换机或布线。

通往IEEE 802.3bt之路

自2003年首个PoE标准批准以来，PoE采用激增，驱动新应用并带来显著CAPEX与OPEX节省。PoE提供统一、安全、全球标准的供电方案，简化安装、降低成本。

早期PoE主要限制在于可用功率。15.4W源输出虽足够IP电话与传统802.11a/b/g接入点，却不足支撑IP视频电话、802.11n、PTZ IP摄像头。2009年IEEE发布802.3at，将源输出提至30W。

如今，高功率设备——PTZ安防摄像头、自助终端、POS终端、瘦客户机、802.11ac/ax接入点、5G小基站、LED照明——需求更大。IEEE 802.3bt利用Cat5e所有四对线、扩展功率分级、支持多PoE类别、全向后兼容，满足此需求。

IEEE 802.3bt征集兴趣始于2013年初，标准于2018年9月批准。将PSE与PD上限扩展至90W与71.3W，成为PoE市场增长催化剂。

IEEE 802.3bt前，多倡议推高功率上限：IEEE 802.3af（2003）两对Cat5e输送15.4W；IEEE 802.3at（2009）引入Type 2设备达30W；HDBaseT联盟标准化Cat5e传输HDMI达100m；PoH（2011）四对线将最大功率延伸至95W。

表1：扩展功率能力允许PD输入功率达95W（已知信道长度时）。

IEEE 802.3bt引入Type 3/4 PSE/PD，四对线运行，支持单/双签名结构，扩展功率类别至5-8。新增自动类别检测、基于已知信道长度扩展功率、低待机功耗、支持10G-BASE-T PoE。

表2：扩展功率能力允许PD输入功率达Type 3的60W、Type 4的90W（已知信道长度时）。

IEEE 802.3bt亦符合ISO/IEC 60950安全特低电压（SELV）限制，单端口功率上限100W。此上限仍覆盖先前不支持的所有应用，极大拓展PoE部署可能。

确保互操作性

IEEE 802.3bt规范保证与传统Type 1/2设备无缝操作，前提是PSE能提供所需功率。若高功率IEEE 802.3bt PD连接低功率PSE，设备仅保持关闭或仅汲取可用功率。

典型案例为Microchip PSE芯片组，允许前标准交换机与新IEEE 802.3bt-2018产品互操作。同芯片组支撑PoH四对95W方案、PoE注入器/中跨设备，弥合兼容性鸿沟。

在交换机与PD间安装IEEE 802.3bt合规注入器或中跨设备，用户可为新旧设备任意组合供电。单/多端口选项使新交换机亦能为前标准PD供电。

对系统设计师，支持IEEE 802.3af/at/bt的PoE芯片组提供单板可扩展二/四对方案。须管理平衡热耗散、含完整管理器与控制器功能、单端口源高达99.9W、支持Type 3（类1-6）与Type 4（类7-8）至48端口。关键在于：平台应可通过软件升级至IEEE 802.3bt，避免硬件变更。

反极性保护、断电安全、Type 4 Class 8供电成本等顾虑，由PoE连接受电侧全桥整流器件解决。

IEEE 802.3bt在Cat5e四对线上输送90W——预期为定义最大级别，因更高输出可能危及现有布线与连接器。它将取代所有前标准方案（60W、75W、95W）并与早期实现共存。正确部署确保前标准与IEEE 802.3bt合规PD共享同一以太网基础设施，无需修改交换机或布线。