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以太網(wǎng)供電技術(shù)發(fā)展及其運(yùn)用芻議論文
摘 要：所謂以太網(wǎng)(Ethernet)，指的是由Xerox公司創(chuàng)建，并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范，是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。隨著IP電話和WLAN廣泛應(yīng)用到生活中，通過(guò)以太網(wǎng)本身提供電力支持已經(jīng)成為供電技術(shù)發(fā)展的大勢(shì)所趨。
關(guān)鍵詞：以太網(wǎng)；供電技術(shù)；運(yùn)用
近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種先進(jìn)技術(shù)在電網(wǎng)中獲得了廣泛的應(yīng)用，智能化已經(jīng)成為電網(wǎng)發(fā)展的大勢(shì)所趨，發(fā)展智能電網(wǎng)已在全世界范圍內(nèi)達(dá)成了共識(shí)。國(guó)家電網(wǎng)公司表示，２０１１年我國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)進(jìn)入全面建設(shè)階段，將在示范工程、電動(dòng)汽車充換電設(shè)施、新能源接納、居民智能用電以及三網(wǎng)合一等方面大力推進(jìn)。20世紀(jì)八十年代左右，隨著互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)的開(kāi)展，人們對(duì)于計(jì)算機(jī)的考慮從網(wǎng)絡(luò)的使用有沒(méi)有必要，轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾胃玫膽?yīng)用網(wǎng)絡(luò)為生活提供必要的幫助。
隨著互聯(lián)網(wǎng)世界的不斷進(jìn)步，現(xiàn)階段人類對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用問(wèn)題，從以往的考慮要不要使用轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾胃玫氖褂脕?lái)保證從網(wǎng)絡(luò)中獲得更為龐大的利益。而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的接入設(shè)備的選擇上，也隨著互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了更多的要求，現(xiàn)有的技術(shù)已經(jīng)不能夠滿足網(wǎng)絡(luò)用戶的實(shí)際需求，就現(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)接入條件來(lái)說(shuō)，雖然在技術(shù)層面也有所增長(zhǎng)，但是可以說(shuō)，這種增長(zhǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體的性能的提升，并沒(méi)有多少明顯的作用。
80年代初，國(guó)外誕生了以太網(wǎng)，隨之傳入我國(guó)，它的出現(xiàn)使我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用呈突飛猛進(jìn)之勢(shì)。后來(lái)，以太網(wǎng)被不斷應(yīng)用于不同的工作領(lǐng)域和生活領(lǐng)域，而以太網(wǎng)供電技術(shù)就是其中一項(xiàng)重要發(fā)明。本文主要以太網(wǎng)供電技術(shù)發(fā)展及其運(yùn)用為主題展開(kāi)探討，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和指導(dǎo)意義。
1.以太網(wǎng)的內(nèi)涵及其發(fā)展
所謂以太網(wǎng)(Ethernet)，指的是由Xerox公司創(chuàng)建，并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范，它是一類滿足一套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)；這里所說(shuō)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，主要是指IEEE 802.3u、IEEE 802.3u、IEEE 802.3ae、802.3af 、IEEE 802.3ak 、IEEE 802.3an 10GBASE-T 、IEEE 802.3ap、IEEE 802.3ba、802.3az等一系列標(biāo)準(zhǔn)；而本文所說(shuō)的多計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)，主要內(nèi)容是指通過(guò)這一協(xié)議進(jìn)行連接的局域網(wǎng)內(nèi)的所有計(jì)算機(jī)共同工作形成的網(wǎng)絡(luò)。在以太網(wǎng)技術(shù)中選擇了英文單詞"Ethter"來(lái)描述這種網(wǎng)絡(luò)采用的信息傳輸介質(zhì)。這里使用"Ethter"英文單詞，還可以理解有另一層意義，所謂"以太（Ether）"，歐洲中世紀(jì)的時(shí)候，科學(xué)家提出一種新的假說(shuō)，認(rèn)為任何空間中都存在一種他們稱之為 "Ether"的物質(zhì)，由于這種物質(zhì)自身具備廣泛的存在性，在假設(shè)中，任何空間中，都是充滿了以太這種物質(zhì)的，所以應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)中，就是為了說(shuō)明其能夠?qū)νㄐ蓬I(lǐng)域中的任何空間進(jìn)行最大覆蓋。
20世紀(jì)70年代Xerox公司最早發(fā)明了早期以太網(wǎng)。在1973年，Xerox Palo Alto研究中心的研究者主要是Robert Metcalfe和David Boggs開(kāi)發(fā)了早期以太網(wǎng)作為Xerox Alto實(shí)驗(yàn)室互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其以太網(wǎng)時(shí)鐘由Altos系統(tǒng)提供，導(dǎo)致初期以太網(wǎng)不足2.94Mbit/s的傳輸速度。于此之后，其信號(hào)以10 Mbit/s速率在同軸電纜上運(yùn)行。以太網(wǎng)從來(lái)沒(méi)有放棄過(guò)對(duì)傳輸速度的追求，從最初的2.94Mbit/s逐步發(fā)展到萬(wàn)兆，以致目前廣受關(guān)注的100G，也正是在速度快速前進(jìn)的道路中，以太網(wǎng)已經(jīng)承載起越來(lái)越多的應(yīng)用。到1980年，在原來(lái)以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了IEEE 802.3新的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，與此同時(shí)開(kāi)發(fā)了與IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)兼容的以太網(wǎng)2.0方案，從此實(shí)現(xiàn)了同軸電纜，雙絞線等各種電纜的實(shí)際應(yīng)用。而隨著實(shí)際范圍內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟，以太技術(shù)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，包括在供電領(lǐng)域，以太網(wǎng)技術(shù)也無(wú)處不在地存在著，成為現(xiàn)代生活中不可或缺的重要組成部分。
2.以太網(wǎng)供電技術(shù)的內(nèi)涵
以太網(wǎng)供電(PoE，Power over Ethernet)技術(shù)是目前新興的一項(xiàng)具有廣闊實(shí)用前景的`技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)允許供電設(shè)備(power sourcing equipment)通過(guò)同一根以太網(wǎng)電纜在傳送數(shù)據(jù)的同時(shí)向具有電源接口(power interface)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備直接供電。
二十世紀(jì)末期，通過(guò)以太電纜對(duì)電力進(jìn)行傳輸就已經(jīng)是一種較為成熟的理論研究方向，在當(dāng)時(shí)就有很多具體的實(shí)施方案是關(guān)于通過(guò)以太電纜進(jìn)行電能的高效率傳送的。其中，3Com、PowerDsine和Cisco等都是較為優(yōu)秀的方案。但是值得我們注意的是，其中一部分科學(xué)家提出的通過(guò)構(gòu)建具有同一標(biāo)準(zhǔn)的傳輸設(shè)備，對(duì)當(dāng)時(shí)該項(xiàng)目的發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，利用制定相同的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)不同生產(chǎn)商提供的方案進(jìn)行處理，可以有效的避免不同方案之間進(jìn)行必要連接的時(shí)候出現(xiàn)的問(wèn)題。與此同時(shí)，自身存在互操作性能的以太網(wǎng)電源建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則，還能夠?qū)σ蕴娎|作為傳輸電力的主要方式提供必要的市場(chǎng)支持。
為了遵循IEEE 802.3af規(guī)范，受電設(shè)備(PD)上的PoE功耗被限制為12.95W，這對(duì)于傳統(tǒng)的IP電話以及網(wǎng)絡(luò)攝像頭而言足以滿足需求，但隨著雙波段接入、視頻電話、PTZ視頻監(jiān)控系統(tǒng)等高功率應(yīng)用的出現(xiàn)，13W的供電功率顯然不能滿足需求，這就限制了以太網(wǎng)電纜供電的應(yīng)用范圍。為了克服PoE對(duì)功率預(yù)算的限制，并將其推向新的應(yīng)用，IEEE成立了一個(gè)新的任務(wù)組，旨在探求提高該國(guó)際電源標(biāo)準(zhǔn)的功率限值的方法。IEEE802.3工作組為了在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上對(duì)IEEE802.3at實(shí)現(xiàn)的可能性進(jìn)行評(píng)估，于2004年11月創(chuàng)立了PoEPlus的研究小組。之后又于2005年7月批準(zhǔn)了建立IEEE 802.3at調(diào)查委員會(huì)的計(jì)劃。新標(biāo)準(zhǔn)稱為 Power-over-Ethernet Plus (PoEP) IEEE 802.3at，它將功率要求高于12.95W的設(shè)備定義為Class 4（該級(jí)別在IEEE 802.3af中有描述，但留作將來(lái)使用），可將功率水平擴(kuò)展到25W或更高。
3.以太網(wǎng)供電技術(shù)的應(yīng)用及其優(yōu)勢(shì)
支持IEEE 802．3af的以太網(wǎng)自身對(duì)市場(chǎng)的強(qiáng)大的適應(yīng)性，在未來(lái)的一段時(shí)間里，將會(huì)幫助這種電力傳輸方式獲得更為寬廣的市場(chǎng)。
首先，這種輸電方式能夠大大地節(jié)約成本。采用以太網(wǎng)電纜作為供電手段，能夠解決傳統(tǒng)的供電方式中必須保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備單獨(dú)占有一根網(wǎng)絡(luò)連線和電源連線的問(wèn)題，有效地通過(guò)一根以太線就提供了網(wǎng)絡(luò)信號(hào)和電力能源，大大的節(jié)約了建設(shè)網(wǎng)絡(luò)框架的成本。很多網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商都深刻的認(rèn)識(shí)到，隨著互聯(lián)網(wǎng)世界的整體發(fā)展，這種能夠保證架設(shè)范圍大幅度擴(kuò)展的方式在不遠(yuǎn)的將來(lái)勢(shì)必會(huì)成為主要的電能傳輸方式，創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益。
其次，當(dāng)我們采用以太網(wǎng)供電技術(shù)，能夠更好地方便用戶對(duì)其進(jìn)行的維護(hù)工作，網(wǎng)絡(luò)管理者通過(guò)對(duì)應(yīng)端口的維護(hù)，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)以太網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不同特征的任務(wù)的有效管理，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠根據(jù)自身的數(shù)據(jù)支持，提供必要的警告信息，從而能夠保證用戶更好地了解這一網(wǎng)絡(luò)的使用情況，避免因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題而導(dǎo)致的損失。
最后，它有著廣泛的應(yīng)用前景。該供電技術(shù)能夠更好的使用在各種地形、各種環(huán)境中，自身具有非�？煽康暮�(jiǎn)易性能，不僅管理方便，同時(shí)安全性更是能夠得到完全的保證。無(wú)論是在三大產(chǎn)業(yè)中的哪一個(gè)產(chǎn)業(yè)中，這種供電技術(shù)都具有非常寬廣的發(fā)展空間。與之相關(guān)的各種技術(shù)的出現(xiàn)，能夠形成更大規(guī)模的市場(chǎng)，同樣也是無(wú)線商機(jī)。
就總體情況來(lái)說(shuō)，以太供電技術(shù)的應(yīng)用，自身的特點(diǎn)決定了其具有其他方式不可比擬的優(yōu)越性，無(wú)論何種方案的使用，都無(wú)法實(shí)現(xiàn)以太供電技術(shù)帶來(lái)的便利性和節(jié)約性。因此，無(wú)論是從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，還是從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)說(shuō)，以太供電技術(shù)都是一種非常具有市場(chǎng)前景和科技含量的重要選擇。
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