电源与数据共线方案

公元2000年1月，IEEE委员会同意设计一个新的标准IEEE 802.3af。这个标准将定义透过UTP的4对铜缆来传送电源给数据设备（Data Terminal Equipment）的方法，这些设备必须是LAN内部的低电源产品。在传统网路环境中，数据和电源是分离的。
　　 这些设备包含：
　　 ● Internet Protocol(IP) Telephony—IP电话机
　　 ● Web Cameras—网站摄影机
　　 ● Wireless Access Points —无线桥接器
　　 ● Industrial Automation —工业自动化设备
　　 ● Home Automation —家庭自动化设备
　　 ● Security Access Control and Monitoring Systems —安全存取与监测系
　　 ● Point of Sate Terminals —收银机
　　 ● Lighting Control —灯光控制
　　 ● Gaming and Entertainment Equipment —娱乐设备
　　 ● Building Management —大楼管理系统

这个标准最大的市场是IP电话机（IP Telephony）；因为它定义了一般电源的传送技术。如图2，IEEE 802.3af网络环境使低电源产品的数据和电源合在一条UTP内。目前采取两种建议方式供应电源的传送。第一种是将电源透过UTP的讯号对铜缆（Signal Pairs）传送；而且这是预留给未来网路设备供应商使用。

第二种方式是将电源透过UTP内的其他非讯号对铜缆（Mid-span power insertion over the spare pairs）；这对于10BASE-T和100BASE-TX网络内的现有设备特别有利。这种Mid-span的方法是一种最低成本的解决方案，因为它不需要更换现有的网络设备。Mid-span方法的电源是被安装在通讯间内（Telecommunications Room），再经由Cross-connect介面（110端子板或Patch Panel面板）插入电源。

IEEE 802.3af标准

标准制定之初，需要电源的设备称为（插电设备：Powered Device; PD），通常是10Mbit/s(10BASE-T)或10Mbit/s (100BASE-TX)的网络产品.这些产品在TIA/EIA布线标准内使用UTP4对中的2对铜缆。 802.3af的两种建议方式中，第一种就是把电源透过UTP内的第2和第3对铜缆传送，第二种Mid-span方法则是把电源传到UTP的第1和第4对铜缆，如图3所示。但是，对于未来新的讯号传送方式（例如1000BASE-T），对并行传送机制（Parallel Transmission Schemes）是把UTP内的所有4对铜缆都用来传送讯号，将只能支援前面所讲的第一种方式。虽然插电设备支援两种方式，但在使用时只能二选一。标准也提到供应电源的设备称为（供电设备：Power Sourcing Equipment; PSE），它不可以改变UTP讯号铜缆的传输特性。电源被设计在两对铜缆之间（任何一种电源插入方式），以Common Mode的模式传送。这种电源传送模式和以上不同传送模式的讯号对铜缆产生隔离作用。在使用Cross-over UTP时，插电设备会自动交换铜缆上面的极性。

Mid-span电源插入法

UTP内非讯号对铜缆插入电源可能导致一个Cross-connect面板被供电设备面板所取代。Cross-connect等于布线标准定义的（连接）（参考ANSI/TIA/EIA-568-B）；而且这个连接过程的讯号对铜缆必须也同等于一个单点连接（Single Connection）。另外一个做法，则是把含有供电设备的一个Cross-connects中的跳接线（Jumper Cord）换掉，这就形成了一个T形跳接，可以变成撕开的分离铜缆线对来传送电源，或者变成插入一个额外的Intra-connection来传送电源。这条替换的跳接线，在单一对铜缆内必须符合端到端的要求（参考ANSI/TIA/EIA-568-B）。这个标准并没有排除其他选择，只有叙述它的不改变UTP内的讯号传送与接收对特性。

IEEE 802.3af委员会没有指出一个因为Cross-connects设计不良而导致的潜在性电流负载能力的极限问题。因为在一个Cross-connects内，一个电路板被用来作为铜绞线对的绕线用，一般可以在这些电路板上看到细铜线的绕径路线，而这些铜线可能无法支援最大电流量，这就导致电路板上的铜绕线讯号衰弱，而且在插电设备端发生中断的情形。

供电设备在正常操作的电压范围是定在44到57VDC之间，最大350ma;在UTP布线的100公尺末端，插电设备将有至少37VDC，最少12.95watts。这是很重要的，供电设备没有伤害任何可能潜在性连上此网路的设备。为了确保设备插入供电设备时不会受到伤害，就要使用一种给供电设备（侦测）插电设备的技术。除此之外，过压保护和负载分离侦测的功能也被使用于此，用来保证设备的缺点或侦测有问题时自动停机。可选项的低电源范围也包含在内，用以在不同链接时的电源管理，也因此降低电源供应的最大需求。

以布线系统作为电源传送时，一个很重要的考量是潜在的电磁辐射问题。一般的Ethernet标准里并不会直接谈到EMC干扰，其他标准也只提到（设备必须符合当地标准）。以Common Mode提供电源流入UTP是一个关键点，因为它限制从供电设备流入UTP的杂讯量。预测IEEE 802.3af标准将比照CISPR22的辐射规范，规定这种杂讯的界限为何。