随着联网设备数量爆发式增长，网络设计人员需要不断重新规划边缘节点的数据采集种类、数据传输去向以及最优传输方案，同时，为边缘设备供电也逐渐成为网络设计工作中的重要一环。
以太网供电技术（PoE）可同时实现数据传输与设备供电。本文将讲解 PoE 技术原理，分析该技术在人工智能与机器学习领域的应用前景，同时介绍工程师选型 PoE 相关器件需要重点考量的设计要点。
以太网具备高可靠、低时延的联网特性，本身自带良好的降噪能力。主流五类、六类网线内部包含八根线材，组成四组双绞线，网络数据依靠双绞线以差分电压信号的形式完成传输。 传输时，双绞线其中一根导线输出正向电压，另一根输出同等幅值的反向电压，依靠差分电压的正负状态完成数据编码。
差分信号天然能够抵御共模干扰等各类电磁干扰，外界干扰会让双绞线两根线路电压同步升降，不会改变最终差分电压差值，这也是以太网得以大范围普及、同时实现以太网供电的核心原理。
在 PoE 组网场景中，技术人员可向网线不同双绞线加载直流偏置电压，全程不会影响差分数据信号正常传输。电路内部通过滤波电路分离出交流数据信号并送入主控芯片，再由取电电路提取直流电压完成设备供电。
以太网线缆、RJ45 接口及相关网络协议均遵循 IEEE 802.3 标准，该标准划分出多种 PoE 供电功率等级，同时预留出更高功率升级空间（见表1）。
PoE 不同供电等级参数对照表，包含标准协议、供电类型、功率档位、额定功率、供电线对数量，表格来源贝尔电子。
遵循 802.3af 标准的低功率 PoE 设备最高输出 15.4W，适用于各类传感器、物联网终端、简易单板计算机； 802.3at 标准中功率 PoE + 设备额定功率可达 30W，可满足网络路由器、显示屏、具备边缘算力的物联网设备使用需求； 802.3bt 标准定义的高功率 PoE++ 分为两档，最高可输出 90W 电能，能够适配瘦客户机、工业自动化设备、智能照明、高清安防摄像头等高功耗终端。
采用 PoE 供电方案，无需单独布设供电线路、电源插座与交直流电源适配器，简化施工流程同时降低接线出错概率。单网线一体化设计减少线路故障点位，便于后期故障排查与能耗优化管控。
PoE 标准的不断完善，也为人工智能与机器学习场景落地打下坚实基础。 采用低功率一级 PoE 组网，可大规模布设传感终端，无需大范围铺设供电线缆，即可搭建全域数据采集网络，将环境实时数据汇总至 AI 算力终端完成分析处理。 依托中功率二级 PoE 方案，可将 AI 算力下沉至边缘节点，在数据采集端就地完成智能运算，既实现环境状态实时响应，也能节约中心平台核心算力资源。 三级、四级高功率 PoE 方案可支撑高性能算力设备稳定运行，充足供电能力能够满足机器视觉、各类机器学习算法运行需求，助力工业自动化领域实现智能化升级。
随着 PoE 网络传输功率与数据流量持续提升，电磁干扰、射频干扰带来的信号隐患愈发突出，一旦数据完整性无法保障，网络扩容也就失去实际意义。因此设计人员除匹配对应功率等级的 PoE 方案外，还需搭配专用磁性元件与滤波器件，过滤各类电磁噪声，保障信号传输质量。
贝尔电子推出的 MagJack 系列（图1）集成连接器模块（ICM），将网络磁性元件集成在 RJ45 以太网接口同一 PCB 布局区域内，大幅精简电路板布局空间，提升布线效率。
图1：
