EP44 乙太網供電(PoE)安全嗎？

乙太網供電(PoE)已經出現好幾年了。2003年首次推出的Type 1 PoE（IEEE 802.3af）可提供最高15.4 W的功率，其中13W可用於設備。然後是Type 2 PoE，有時也被稱為PoE Plus，可提供最高30 W的功率，可為設備提供25.5 W的功率。

在上述直流功率等級下，沒有人真正對PoE的安全性提出過質疑。但是，2018年四對線Type 3和Type 4 PoE推出後，Type3和Type4 PoE分別提供60 W和90 W功率，許多人開始懷疑PoE是否安全。我們認為有必要仔細探討一下這個問題。

交流(AC) vs. 直流(DC)

雖然以70分貝的音量播放AC/DC澳洲搖滾樂團的代表作“Back in Black”(回到黑暗)對您的耳朵接收來說絕對是不安全的，但長期以來人們一直認為，直流電源是安全的，而交流電源則不然。他們這樣認為的事實是因為交流電被認為比直流電危險大約3至5倍，因此在相同電壓下需要比交流電大得多的直流電才會對人產生致命威脅。為了瞭解其中的原因，我們需要知道這兩者之間的區別。

參考上圖，交流電源的電流方向週期性變化，而直流電源的電流方向始終不變。這就是為什麼交流電源有頻率而直流電源沒有頻率的原因。表示這種差異的一種簡單方法是將其圖形化——交流電產生波形(正弦)圖案，而直流電只是一條直線。

當您不慎被具有危險電流的交流電電擊時，交流電的這種方向週期性變化的特性會導致心臟發生顫動。直流電源的持續流動對心臟沒有那麼危險，但是會引起心臟痙攣性收縮，甚至如果電壓夠高的話，足以致人於死地。除了電流等級以外，人體電阻也是一個重要的因素，它會受濕度、皮膚厚度、體重、年齡甚至性別的影響。乾燥皮膚比潮濕皮膚的電阻更大，當電阻下降時，流經人體的電流就會上升。由於女性的整體電阻較小，因此比男性更容易受到電流的傷害。 

此外，不同的路徑也會造成不同的結果。只有當人體存在一條完整的路徑，並且具有可供電流進入和流出的兩個接觸點時，才會發生電擊，並且電流會始終採用最快速的接地路徑。電流所經過的路徑與電擊的危害程度密切相關——從一隻手流向另一隻手的電流會流經心臟，因此比從手指流向手肘的電流要危險得多。

這對PoE來說意味著什麼？

根據IEEE標準，PoE導入纜線時的電壓為44至57V DC(典型數值為48V DC)。正常情況下，任何低於35V AC或60V DC的電壓都被視為安全特低電壓(SELV)，因此根據定義，支援PoE的埠為SELV。這並不是說48V DC就不會使你遭受電擊，如果你小時候用舌頭碰過9伏電池，就會知道這種感覺。並且也不會有人建議你將雙絞線的絕緣層剝掉，然後徒手去戳它，特別是當手潮濕時。

但是使用PoE時，由於IEEE協議本身的原因，你很少有機會遭受到斷開的電纜電擊。這是因為供電設備（PSE）必須先與受電設備（PD）交握，才能提供功率。即是沒有交握，就沒有功率。這與標準的交流電源插座完全不同，不管你是否將設備插入交流電源插座，它都將持續供電。

簡而言之，本學堂開頭問題的答案是肯定的——PoE是安全的。

凡事總有例外

那麼，如果PoE是安全的，為什麼要針對60 W以上的功率進行修訂呢？PoE纜線內產生的熱量仍然存在潛在危險，隨著時間的推移，可能導致插入損耗和纜線性能下降，進而阻礙正常的資料傳輸。對於從電話和安防設備，再連接到網路並透過網路供電的生命安全系統來說，信號遺失無疑會成為生命安全問題。所以針對60W或更高功率PoE規定了纜線中的纜線數量（基於導體尺寸和額定溫度），或者要求使用限定功率(LP)纜線。

圍繞PoE相關消防安全性的討論也正在進行之中。雖然從理論上存在這種可能，但這絕對是最壞的情況——在天花板空間內的高溫(高於40°C)環境下，緊密捆紮在一起的大把纜線中的全部纜線從某點向另一點提供60W或更高功率的PoE，而不分散到較小的纜線/單獨佈線中。在靠近可燃材料的地方也很有可能使用低品質的非遮罩纜線結構，例如：銅包鋁。上述場域可以透過遵守纜線捆紮規則和進行認證（CCA佈線無法通過認證）來避免。

重要的是，即使沒有危險，但如果纜線的平衡性不好，PoE仍然會對傳輸造成嚴重破壞。在四對線Type 3和Type 4 PoE中，透過共模電壓在所有四對線上傳輸功率，共模電壓對線對內的每芯導線之間平均分配電流。要做到這一點，直流電阻必須平衡。過大的不平衡會造成高頻信號變壓器飽和，進而導致乙太網資料信號失真。因此，我們建議你使用DSX CableAnalyzer™系列數位式纜線認證測試儀，測試直流電阻不平衡。