电源和联接是物联网 (IoT) 的首要应战，会影响各种电气和电子设备。以太网供电 (PoE) 的新规范可以一起处理这两大应战，然后可以在网络边际进行更多处理，并进步最新联接体系的功用。
物联网全都关乎联接。将传感器、执行器和监控体系联接到“云”，可以汇总从国际任何当地拜访的数据。剖析这些数据可以前期辨认潜在的问题，供给优化体系并下降动力本钱的新办法。在一条电缆中结合数据和联接功用够使整个进程更高效。
尽管较小的设备可以由电池供电并运用无线联接，但在有电噪声的工厂环境中，牢靠性或许是个问题。跟着IoT端点变得越来越耗电和越来越大数据量，它们将需求牢靠的电源和数据联接。可是，将一切这些数据反应回云，在所需的数据带宽以及关于实时运用而言触及的推迟方面都有其本身的应战。假如每个IoT设备都需求一起高速拜访另一端的云服务器，则会形成巨大的瓶颈。
处理此问题的一种办法是在接近终端设备的当地处理更多数据，即所谓的“边际核算”。这触及本地剖析数据，并将汇总成果发送回中心服务器。但这种等级的处理还要求在网络边际增加功率。以太网供电是可以处理此问题的一项要害技术，它由承载数据的同一条以太网电缆供电，无需独自联接。关于某些功率要求不高的联网设备，例如用于视觉查看和监督生产线的摄像机，这作用很好。PoE越趋用于为更多类型的边际核算体系供给电源和数据。
这由新规范支撑，该规范将输出功率进步到90 W。IEEE 802.3bt规范的这功率水平将赋能新式的IoT端点。这些将包含更精细的互联照明、更高分辨率的数字标牌、具有平移、缩放和歪斜 (PZT) 及散热杰出的全功用安防摄像机，乃至包含运转机器学习算法以进行图画剖析和目标辨认的边际服务器。接纳功率的设备按其所需的功率分级，如表1所示。
表1：PoE受电设备 (PoE-PD) 按所需功率分级
新版规范将为某些现有运用带来优点，例如向IP电话中增加高清视频会议，一起也将为边际核算拓荒全新的时机。这是整个IoT演进中越来越重要的部分，尤其是工业4.0；为接近设备的传感器和执行器增加更多的处理功率。
无线网关是边际核算的重要组成部分。这些设备聚集了整X个工厂中来自传感器和执行器的信号，可是并没有将一切原始数据发送到云端，而是在本地进行处理。在本地处理的需求不断增加，尤其是在运用机器学习来进步生产率的当地。除了监督警报和阈值违例的数据外，这些网关现在还存储数据并辨认信息流中的“躲藏”形式。这种剖析可以确认长期趋势，乃至可以猜测哪些设备或许需求猜测性保护。成果被发送到集中式服务器，成为用户数据仪表板的一部分。
这边际处理级需求更高功用的处理器和加速器；比仅处理简略操控算法的微操控器耗费更多的功率。最新的802.3bt体系的90 W才能比曾经的PoE规范明显扩展功率规模，可以处理这问题，然后为在网络边际运转精细算法拓荒或许性。更高的功率还对网络上的其他设备产生有利影响，然后能由单个以太网交换机为许多低功率设备供电。跟着越来越多的设备联网，许多运用在电源方面将有更多挑选，例如互联照明体系中的LED灯。
PoE将设备分类为供电设备 (PSE) 或受电设备 (PD)。而且有两种PSE，一种是由电缆供电和通讯，另一种是简略地进步功率。端点PSE是内置PoE功用的以太网数据交换机，而中跨PSE可以放置在交换机和PD之间以向链路输入额定的功率。刺进一个Midspan PSE，这还支撑增加电源就任何以太网链路，乃至没有PSE交换机的以太网链路。
在规范的前期版别中，供给给PD的功率是稳定的，而不管它实际需求多少。802.3bt规范的一个要害开发是主动分类 (Autoclass) 功用，使PD可以奉告PSE实际需求多少功率。选用这种方法，Autoclass更高效地办理可用功率，PSE可支撑更多PD。咱们可按类型界说将其与早前规范经由可用衔接办理功率的方法进行比较。
Type 1 PoE运用IEEE 802.3af规范，经由两对电缆供给最大15.4 W功率到端口。这供给12 W功率给网络电话 (VoIP) 、传感器，带有两个天线的无线接入点或不带平移、歪斜或缩放功用的静态摄像机等设备。
Type 2也称为PoE +，根据IEEE 802.3at，也经由两对电缆供给30 W到以太网端口。这适用于平移、歪斜或缩放的更杂乱的监控摄像机，以及具有六个天线的无线接入点，LCD显现器，生物辨认传感器和功耗高达25 W的平板电脑。
Type 3或PoE ++，运用四对电缆在IEEE 802.3bt下为视频会议体系组件和建筑物办理设备供给高达60 W的功率。
Type 4将PoE ++扩展至90 W，可为设备供给高达71.3 W的功率。
当支撑主动分类时，Type 3和Type 4 PSE可查看链路是否可运用一切四对双绞线电缆，这是在衔接时产生的。作为呼应，PD生成两个电源特征之一。单特征显现两对和四对形式都经过整流器衔接到同一电源轨，而且一切电气负载同享同一电源轨。在双特征PD中，两种形式都选用不同的检测和分类机制衔接到单个的PD操控器。这说明即便为两对形式供电，依然可以对四对形式进行检测和分类。这选用单特征PD是不或许完成的。新规范还支撑较低的待机功耗阈值。从前的IEEE 802.3at规范的最低功耗阈值为130 mW，低于PD关断阈值。运用短MPS（保持电源特性）的802.3bt规范的阈值仅为20 mW，然后大大下降待机功耗。
因为Autoclass办理供给给端口的功率，它需求保证每个PD接纳到它所需的功率，这还包含考虑不同电缆长度上产生的任何损耗。为此，PD必须在初次通电约1.5秒内耗费所需的最大功率，PSE会以此确认PD的功率预算（图1）。
图1 含主动分类功用的8级PD的发动进程
PoE操控器现在正在鼓起，选用外部或集成MOSFET支撑大功率PoE。没有集成晶体管的操控器可根据特定运用调整对MOSFET的挑选。
例如，安森美半导体的NCP1095 PoE-PD接口操控器支撑IEEE 802.3af、802.3at和802.3bt，并集成了完成PoE PD所需的一切功用，如浪涌阶段的检测、分类和电流约束。电源由外部导通晶体管供给，操控器具有“电源杰出” (power good) 引脚，可保证正确禁用/启用相邻的主DC-DC转换器。分类成果引脚使操控器支撑特定的功率等级，最高可达8级。NCP1095还支撑主动分类，并指示何时可施行简略的保持电源特性。别的，一个辅佐电源检测引脚使NCP1095可用于由PoE或壁式适配器供电的运用。图2显现了NCP1095的功用框图。
图2 NCP1095的功用框图
从两对以太网电缆转向四对以太网电缆供电，需求对PoE规范大幅更改，将可用功率进步到100W。以Autoclass增加单特征和双特征使此更高效和可控。IEEE 802.3bt 规范正拓荒新的运用用于环绕边际核算和人工智能的工业操控。更高的功率可赋能更高功用设备，不需求集成或外部AC – DC功率级。图3说明晰运用NCP1095怎么完成典型的PoE PD运用。
图3 运用NCP1095的典型PoE PD运用
有了更多功率，PD可集成更多特性和功用，如运转越来越杂乱的机器学习算法，以监控工厂车间的活动并在潜在问题变得严峻之前辨认出来。这也减少了发送回云的数据，下降了动力本钱和杂乱性。
