浅谈PoE产品端口的电磁兼容性

王忠阁　王璐　陈业刚　孙明杰

摘 要：本文介绍了PoE技术的定义及特点，并从低功率和高功率两个方面介绍了其应用领域。分析了PoE产品端口的电磁兼容性，并对PoE端口电磁兼容测试研究现状进行了概述。

关键词：PoE技术；电磁兼容性；测试

1 PoE技术概述

PoE全称为Power Over Ethernet，是指在现有的以太网基础架构不做任何改动的情况下，利用网络电缆为与以太网连接的设备传输数据的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术[1]。其可靠供电的距离最长为100m，通过这种方式，可以有效的解决IP电话、无线AP、便携设备充电器、刷卡机、摄像头、数据采集等终端的集中式电源供电，对于这些终端而言不再需要考虑其室内电源系统布线的问题，在接入网络的同时就可以实现对设备的供电，因此PoE技术很快得到了广泛的应用，典型组网示意图如图1所示，其主要特点总结如下[2]：

（1）系统整体成本较低，避免安装复杂的供电基础设施，安装地点部署灵活。

（2）PoE从中央交换机向以太网连接的设备供电，采用不中断电源供应（UPS）技术使得供电更加稳定可靠，不易出现浪涌电流、盗电、电力中断等情况。

（3）普遍采用RJ45连接器，因此PoE设备可以实现良好的兼容。

（4）PoE可以通过使用简单网管协议（SNMP）来监督和控制该设备，因此管理上灵活、简单，并且可以实现远程通、断电。

2 PoE技术的应用领域

由于采用PoE技术的系统具有简化布线、节能灵活、安全方便等优势，PoE技术迅速得到了广泛的的应用，其应用领域主要分为低功率和高功率两个方面。

（1）低功率领域，无线AP、IP电话、IP网络摄像头等基于IP的终端产品，其功率需求一般不超过12W，这也是目前PoE交换机应用的最主要领域。通过部署PoE技术，解决了无线AP难以在天花板通风层供电的问题、IP电话因偶发事件断电的问题、IP网络摄像机需要从外部获得电源供应的问题等。并且通过PoE交换机本身的QoS、VLAN、ACL等功能，满足网络对优先级分配、延时、抖动、安全、数据隔离等的要求。

（2）高功率领域，除了传统应用领域，PoE交换机在安全防护、建筑控制、零售、娱乐和RFID及其他新兴市场也有较大的应用，如PoE烟雾探测器、POS机信息终端、PTZ摄像机，甚至是WiMax基站等。通过支持IEEE802.3af标准及IEEE 802.3at草案，PoE交换机可支持更大的端口功率，获得更大的应用前景。

3 PoE产品端口的电磁兼容性

由于PoE技术广泛应用于安防、视频监控等特殊领域，对设备的稳定性、可靠性要求较高，網络不稳定或者中断、数据漏传、数据延时等都可能产生严重的后果，产品的电磁兼容性能将直接影响此类设备能否稳定、可靠地工作。产品的电磁兼容性能（EMC）分为电磁骚扰和抗扰度两部分，电磁骚扰衡量设备对外产生的骚扰信号的大小，抗扰度衡量设备抵抗外来干扰信号的能力。例如，如果PoE端口产生过大的共模骚扰信号，将直接窜入网络，引起网络不稳定，造成延时或者数据漏传。因此，在这些行业PoE端口的电磁兼容性能已经不容忽视。

作为近些年的新兴技术，PoE端口定义第一版标准为2003年发布的 IEEE 802.3af，终端设备的最大功率为13W，最新版PoE端口定义第标准为2009年发布的IEEE 802.3at，终端设备的最大功率为30W[3]。PoE端口是集信号与电源为一体的特殊端口，随着设备功率的增加，电磁兼容问题也会越来越严重。依据工作原理，PoE端口最主要的功能是传输信号，是集信号与电源为一体的特殊电信端口，我国现行的电磁兼容标准都分别对信号端和电源端的电磁兼容测试进行定义，并且二者之间的测试方法差别较大。例如，我国强制执行的标准GB 9254-2008《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》中分别规定了电信/网络端口（信号端）和电源端传导骚扰测量方法及限值要求，没有细分出PoE端口电磁骚扰电压的测试方法，也没有作为附录给出推荐性的试验设置及设备状态。

4 PoE产品端口的电磁兼容测试研究现状

关于PoE电信端口电磁兼容测试的研究，公开发表的文献里，国内目前有工业和信息化部电信研究院王姗姗等研究人员说明了PoE电信端口的特殊性，提出了测试方法的大胆设想，对于PoE端口通过PoE适配器与以太网连接的设备，作为交流电源端口考核，对于PoE端口直接与以太网连接的设备，提出依据PoE端口具体供电方案来选择测试项目和方法[4]。PoE电信端口本身既是信号端又是电源端，并且电源传输和信号传输的端口定义还不确定，决定了其电磁兼容特性的复杂性。这项研究尚未从理论上分析PoE电信端口电磁兼容特性，所设想的测试方法的可行性需要进一步论证，此外这项研究也没有搭建具体的测试系统，缺乏试验数据的佐证。

国际上目前也没有专门针对PoE电信端口的电磁骚扰测试方法及限值要求的标准。与PoE端口类似的一种接口为PLT端口，一种利用现有电网完成电力传输和信号传输的接口，电力线同时也是网线，电力猫作为其中的代表产品，已经广泛应用，在CISPR制修订循环文件CISPR301CD和CISPR302CD中已经规定了PLT端口测试方法和限值要求，建议依据工作频段和解调器类型选择限值要求和测量布置，但是目前这两个循环文件均被废止，同时PLT端口在电力线上传输信号，端口功率、接口定义、工作频率、电气特性等参数与PoE端口均不同[5]。

5 结语

PoE技术的其他应用领域较广，包括一些市政项目、基础设施建设等公共服务事业，例如电话网络通信系统，此类项目对产品的可靠性、稳定性要求较高，一旦信号传输出现问题，波及范围较广。电磁兼容性能的优劣直接决定此类产品的可靠性、稳定性，此类公共事业项目在招投标阶段如果按照标准的方法测试电磁兼容性能，将非常有效地降低后期维护费用。

参考文献

[1]陈乃塘.网络供电方式逐渐改变 PoE技术应用大显身手[J]电子测试，2005，（6）：65-69.

[2]孙少鹏，杨咏剑，王志刚，等.IEEE802.3af以太网网线供电新技术[J].无线电通信技术，2004，30（4）：29-31.

[3]Alison Steer，Heath Stewart.高效的以太网供电解决方案降低了总体成本[J].今日电子，2014，（3）：42-44.

[4]王珊珊，周镒，曹珺飞，等.POE端口的电磁兼容测试[J].安全与电磁兼容，2010，（3）：15-17.

[5]陈世钢.CISPR/I[J].安全与电磁兼容，2007，（6）：16-18.