802.3af、802.3at 和 802.3bt 通常被呈現為功率階梯——15 W、30 W、60 W、90 W——這種表述準確但不完整。三項修正案在電壓視窗、電流限值、供電線對數量和分級方式上各不相同。後兩項決定了攝像機在長線纜遠端能否可靠工作。
對系統整合商來說,有用的問題不是哪個標準更大,而是在每一級協商鏈路時攝像機實際得到什麼。
三次修訂之間究竟改變了什麼?
2003 年釋出的 802.3af 定義了 Type 1:PSE 端 15.4W,PD 端 12.95W,兩對線上最大 350 mA,PSE 輸出 44 V 至 57 V,PD 須在低至 37 V 時仍工作。檢測為電阻簽名加一次分級事件。
2009 年的 802.3at 增加了 Type 2:PSE 端 30 W,PD 端 25.5 W,600 mA,仍為兩對線,視窗更窄——PSE 在 50 V 至 57 V 之間,PD 輸入最低 42.5 V。它還增加了兩事件分級,使 Type 2 PSE 能區分 Class 4 PD 與 Class 0 PD,並支援基於 LLDP 的協商,在執行中實現更細的粒度。
802.3bt 於 2018 年在四對線上增加 Type 3 和 Type 4。Type 3 在 PSE 端輸出 60 W、PD 端 51 W,每對線 600 mA;Type 4 輸出 90 W 和 71.3 W,每對線 960 mA。新增 Class 5 至 8(45/40 W、60/51 W、75/62 W、90/71.3 W),PSE 最低輸出電壓升至 Type 3 的 50 V 和 Type 4 的 52 V,並引入 Autoclass,使 PSE 能測量實際功耗並釋放未使用的預留。
| 802.3af | 802.3at | 802.3bt Type 3 | 802.3bt Type 4 | |
|---|---|---|---|---|
| PSE / PD 功率 | 15.4 / 12.95 W | 30 / 25.5 W | 60 / 51 W | 90 / 71.3 W |
| 最大電流 | 350 mA | 600 mA | 每對 600 mA | 每對 960 mA |
| 供電線對 | 2 | 2 | 4 | 4 |
| PSE 電壓 | 44–57 V | 50–57 V | 50–57 V | 52–57 V |
| PD 最低輸入 | 37 V | 42.5 V | 42.5 V | 41.1 V |
| 分級 | 0–3 | 0–4 | 0–6 | 0–8 |
這在攝像機端意味著什麼?
規格書引用瓦數。伏特決定鏈路是否存活。每個受電裝置(PD)都有最低輸入電壓,等級越高該最低值越高,因為標準假設消耗更多電流的 PD 會與能夠維持電壓的 PSE 和線纜配對。
長距離線纜正是問題所在。100 m Cat5e 在 600 mA 下,線對組壓降約 5.6 V;300 m 時約 17 V。一臺 802.3at 攝像機由 50 V 穩壓的 PSE 經 300 m 供電,端電壓約 33 V,低於 42.5 V 下限,甚至低於 af 的 37 V 底線。攝像機未必直接拒絕供電——許多會啟動、執行幾秒,然後在變焦電機啟動時復位。症狀看起來像韌體故障,實為電壓預算故障。
供電不足的攝像機會出現四種情況之一:拒絕啟動、啟動但紅外關閉、黃昏時迴圈重啟、或僅在雲臺轉動時掉電。四種都被報成「攝像機問題」,四種都靠測量攝像機端而非交換機端電壓來解決。
為什麼 Type 3 和 Type 4 需要全部四對線?
因為單對線能承載的極限是電流,不是功率。一對端接在標準 RJ45 插頭、穿在 Category 線纜裡的雙絞線,在正常環境溫度下可持續承載約 600 mA 而發熱可接受;Type 4 把它推到 960 mA,並接受其熱後果。要通過一個如此受限的聯結器傳輸 90 W,每一根導體都必須用上:兩對走正極,兩對走負極。
線纜隨後承載的損耗超出多數人預期。100 m Cat5e 24AWG 四對線路徑環路電阻約 4.7 Ω;總電流 1.92 A 時,線纜內耗散接近 17 W——在標準 18.7 W 允許範圍內,但足以讓成束線管明顯發熱。Type 4 鏈路上,23AWG 導體的 Cat6 或 Cat6A 是明智選擇——不是為了頻寬,而是為了銅截面——成束走線應按環境溫度降額。
PSE 與 PD 不匹配時會發生什麼?
大多數組合可行,因為標準刻意保持向後相容:Type 4 PSE 以 af 級別為 af 攝像機供電,Type 2 PSE 也以 af 級別為 af 攝像機供電。故障集中在三處。
af PSE 配 at 攝像機是典型情況。350 mA 限流和 15.4 W 上限無法供給 25.5 W 的 PD,而執行單事件分級的 af PSE 會把攝像機的 Class 4 請求讀成 Class 0。結果是攝像機啟動後,在拉取真實負載時掉電——通常發生在黃昏補光燈開啟時。
at PSE 配 Type 4 PD 更微妙。單簽名 bt 裝置可能降功率執行,對雲臺而言就是沒有加熱器或沒有雨刷。雙簽名裝置實質是兩個 PD 共用一根線纜、各佔一組線對,只有四對線中的兩對帶電,可能根本無法啟動。
無源供電器接非 PoE 裝置是最危險的情況。沒有檢測也沒有分級:48 V 持續加線上對上,PHY 無保護或非隔離設計的裝置可能被燒燬。無源供電器只應用於確認相容 PoE 的裝置,並記錄正確極性。
如何確認鏈路正在執行哪種類型?
在網管型交換機上,埠詳情頁會報告協商出的 class、分配功率和實際輸出功率;許多機型還會報告檢測到的類型。LLDP Power via MDI 會把同樣的資訊傳給端點。交換機為非網管型時,在交換機與攝像機之間串一個線上 PoE 測試儀,可顯示電壓、電流和 class,這是唯一能看到攝像機實際收到什麼、而不是交換機聲稱發出什麼的方法。
在夜間補光燈開啟時測量,PTZ 還要在轉動過程中測量。一臺中午讀 9 W、午夜讀 13 W 的攝像機,能通過任何白天的檢查,卻仍會在執行中失效。除了瓦數,還要記錄攝像機處的電壓:44 V 和 12 W 是健康的 af 鏈路,36 V 和 11 W 是熬不過一個寒冷早晨的鏈路。
FAQ
802.3bt PSE 能否為 802.3af 攝像機供電?
可以。Type 3 或 Type 4 供電裝置(PSE)檢測 af 簽名,按攝像機自身等級分級,並在 af 限制內供電。攝像機收到的功率不會超過其請求值,未使用的 PSE 容量在動態預算下仍可供其他埠使用。
Cat5e 能用於 802.3bt 嗎?
Type 3 每對 600 mA 時,Cat5e 滿長可用,但長距離應核算壓降。Type 4 每對 960 mA 時,Cat6 或 Cat6A 是穩妥選擇,高溫線束中的長距離應同時評估損耗與發熱。
802.3at 能否在任何線纜長度下保證 25.5 W?
不是。25.5 W 是通道損耗在標準允許範圍內時 PD 端的數值。超過 100 m,或線纜電阻高於假設值,PD 收到的功率更少,可能低於其最低輸入電壓。
為什麼同一臺攝像機每晚都會重啟?
通常原因是紅外照明器啟動時總消耗上升,將埠或電源推過其極限。在長線路上也可能是電壓問題:額外的紅外電流增加了壓降,足以越過受電裝置(PD)的最低輸入閾值。
分光器能配合 802.3bt 使用嗎?
分光器有 Type 3 與 Type 4 輸入版本,輸出 12 V、24 V 或 48 V,電流高於 af/at 型號。適用於裝置無 PoE 前端的固定安裝,但通常 10–12% 的轉換損耗在裝置取電前就已從埠預算中扣除。