整個動力傳動鏈(Power Chain)都會對乙太網路供電(Power over Ethernet, PoE)的系統效率產生影響，從PoE供電端設備(Power Sourcing Equipment, PSE)輸出端上的功率轉換，經過功率輸送達受電端裝置(Powered Device, PD)，並透過轉換回到各種所需要的電壓。為改善PoE的系統效率，必須將整個動力傳動鏈的功率損耗減到最小，包括電源、供電端設備和供電端設備(包括它們基本的PoE積體電路)、以及通道(包括電纜、接線板和連接器)。
針對上述問題，相關廠商提出各種相應的對策，例如美高森美(Microsemi)的EEPoE技術，採用多管齊下(Multi-pronged)的方法來降低遍及這些動力傳動鏈各個環節的功率損耗。該技術能夠更有效地使用電源，在供電端設備和供電端設備內，以及它們之中的IC內，建立起有效率的功率，同時採用四對電纜供電來降低電纜的功率損耗。
EEPoE技術提升電源效率
EEPoE技術使供電端設備能夠提供高度的回應性和靈活的電源管理，尤其是在大功率(High Power)的應用中。對於採用動態功率分配的分散式電源架構而言，這些性能非常重要，因為這讓它們能夠採用較小和相對便宜的電源來大幅地改善效率。
大多數的大功率IEEE802.3at應用在任何單埠上是不需要全功率(Full Power)。但許多IEEE802.3at供電端設備因為必須同時為較高和較低功率供電端設備供電，從而使得電源管理和分配圖變得更複雜。該解決方案就是要以較小、更經濟的內部預設供電源來替換大的電源。當有需要時，內部預設供電源可透過外部電源來增加。更小的電源還能夠降低散熱和相關的冷卻成本。
對於智慧、分散式電源管理，最有效的平台之一就是中跨(Midspan)。EEPoE中跨安裝在現有的交換器(Switch)和供電端設備間，可以讓網路在無須改變任何基礎設施的情況下升級至PoE。與PoE交換器不同的是，中跨還可以監控實際的每埠功耗，包括Class 0供電端設備(否則會接收全功率)的功耗。由於它毋須知道供電端設備功率分類或按埠或網路來確定如何分配功率，因而能夠顯著地改善整體的系統功率效率。
試想像一個典型的1U 24埠中跨，要管理的總功率為24×15.4瓦(W)(370瓦)，在某一時刻裡，網路供電端設備可能僅需要上述一半的功率，因此中跨僅需要一個200瓦的內部供電來支援即時需求。而外部電源在有需要時才使用。
中跨能夠動態地分配功率，無需網路系統管理員依據最差狀況來進行功率分配，它們會占每個供電端設備功率損耗的全部25.5瓦。另外，中跨還能支援實際而不是最差狀況的功率分配，也可消除電纜功率損耗。
EEPoE中跨進一步降低了用電需求，因為它安裝在交換器櫃外，所以其所聚集的熱能比PoE交換器少。最後，EEPoE中跨還可實現遠端系統管理能力，進一步改善系統的效率。IT管理員可以監控每台供電端設備的功耗，並根據需要，主動地縮短其執行時間，這可減少70%的用電量。
IC的進步也改善了用於IP電話和照相機、無線區域網路(WLAN)接入點和其他供電端設備的能源效率。美高森美的EEPoE系列供電端設備前端(Front-end) IC可縮小尺寸、降低成本和簡化下一代節能供電端設備的複雜度；並且可斷開一個25KΩ的輸入署名電阻(Signature Resistor)來消除多達0.13瓦的恆定功耗，且具有0.6Ω最差狀況的隔離開關，相較於替代解決方案，它可減少多達40%的功耗。此外，它們還具有低功率模式，可減少80%的待機功耗。
EEPoE PSE管理器和供電端設備前端IC的最重要特性之一，就是它們支援四對供電(Four-pair Powering)，能夠使電纜損耗降到最低。這是改善整體網路系統功率效率的第三個關鍵因素。
四對電纜供電減少電纜損耗
透過四對而不是兩對電纜供電，可以減少電纜損耗。在最新的大功率PoE標準中已將此一重要的功能納入。它使600毫安培(mA)(而非1.2安培)電流等級得以維持，同時還提供大功率。相較於兩對電纜的解決方案，這使功率損耗減少50%以上，同時還降低約15%的成本。
四對電纜供電使供電端設備能夠具有兩個電源介面，並在所有四對乙太網路電纜上(圖1)可以接收高達51瓦的功率。除了增加功率輸送和減少電纜功率損耗外，四對供電還可減少電纜電阻，此一特性讓它可轉換成更長的距離。
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| 圖1 四對電纜供電 |
透過採用先前提到的中跨能力來動態分配功率，能夠進一步減少電纜損耗。毋需網路系統管理員依據最差狀況來進行功率分配，EEPoE中跨可消除4.5瓦的電纜損耗。
相較EEE EEPoE應用面更廣
EEPoE不應與在IEEE802.3az-2010中規定的節能乙太網路(Energy Efficient Ethernet, EEE)互相混淆。通常在伺服器/用戶端內的乙太網路連結只有偶然的通訊量突發傳送，在大多數時間內都是空閒的。
IEEE802.3az規範的目的在於透過利用上述的實際情況來大幅降低乙太網路埠功耗。該規範定義了用於雙方物理鏈路的低功耗閒置(Low Power Idle, LPI)訊號協定(Signaling Protocol)，包括在較低或不使用期間的掉電發送與接收功能，都能夠快速調整已連接設備的節電模式，並在當它們需要傳輸資料時再次使它們上電。
乙太網路聯盟(Ethernet Alliance)預估，採用最先進的乙太網路實體(PHY)技術實現的LPI可使每個乙太網路連結節省多達1瓦功率。然而，EEE無法處理已配置PoE的情況。在這些應用中，大多數功率損耗發生在PoE供電子系統內，而不是在網路的資料部分中。
例如，典型的48埠乙太網路交換器具有為傳統乙太網路交換器和收發器IC分配的50?80瓦電源，以及為PoE單獨分配的370～740瓦電源。這個比例大約為8比1，這意味著即使PoE效率有著較小的改進也可能會大幅地提高乙太網路交換器的總效率。乙太網路聯盟也估計，在EEE和EEPoE相結合後，每一連結的總節電將會接近3.13瓦。
EEPoE在供電端設備方面不須要改變，可以透過升級交換器或中跨來簡單實現。該技術可因傳送PoE而降低功耗，PoE不僅可傳送到新的供電端設備，而且也可以傳送到早已在全球安裝超過一億受電端裝置的巨大安裝基礎。另外，由於更多的供電端設備加入到網路中，增加了EEPoE的節能優勢，而EEE節能僅發生在待機工作期間。要達到更大的節能，網路系統管理員可以配置EEPoE中跨。因為中跨是Layer 1資料傳遞設備，它們在本質上支援系統，而在此系統內的交換器則可支援EEE。這些功能加上每埠功率管理和能夠使用較小的電源，使得EEPoE中跨成為現今的網路中最有效的供電選項。
EEPoE中跨優勢顯著
PoE中跨提高企業和資料中心的能源效率，同時在越來越多的市場應用中改善無線網路配置的經濟性。EEPoE技術提供最節能的方法來配置PoE，並透過在電纜和管理功率輸出上提升電源效率、降低損耗來智慧地管理網路功耗。
(本文作者為美高森美PoE系統供電產品行銷經理)