PoE（Power over Ethernet）即“以太网供电”，其在以太网电缆中加入直流电源，使得网络设备可以通过网线直接供电。
常用标准
PoE属于Ethernet 802.3标准的一部分：
802.3 af、802.3 at参考802.3第33章“Power over Ethernet over 2 Pairs”，
802.3 bt则参考802.3第145章“Power over Ethernet”。
版本差异
PoE各版本的差异见如下表，分别按Class、和Type进行区分，后面发布的版本完全兼容前面的版本，如Type 4完全兼容Type 1~3，Class 7和Class8是只有Type 4才支持的新Class 。
备注：
- Pclass: The steady-state continuous or average power required by the PD translated to the PSE interface
- Ppeak: The sporadic and transient (< 50msec) peak power required by a PD also translated to the PSE interface
- Ilim_min: The maximum current a PSE should tolerate over a short transient (< 10msec) interval
- Pclass_pd: The steady-state continuous or average power required by the PD
- Ppeak_pd: The sporadic and transient (< 50msec) peak power required by a PD
对于802.3bt dual-signature单独列表如下：
按Type进行对比，列表如下：
系统架构
包括供电设备PSE（Power Source Equipment）、受电设备PD（Powered Device）和传输线（网线）。
PSE有两种，端跨（“End-Point” switches/routers）和中跨（“Mid-Span” power “adder” devices），如下图左边为端跨，交换机网口输出支持PoE；右图则为中跨，交换机不支持PoE，交换机和PD之间加了一个设备（PoE Injector）以提供电源1)。
对于Type 1和Type 2，只用了2对线，其有两种接法，Alternative A和Alternative B，具体见下图。PSE可以选择只支持其中一种，或者支持两种，但同时只能选择一种用。对于PD来说，则这两种接法都需要支持。
对于Type 3和Type 4，其有2对线和4对线两种用法，2对线的接法和上述Type 1和Type 2的相同。4对线的接法如下图：
RJ45网口连接器pin脚和电源正负极的对应关系见下图：
工作流程
PoE的工作流程完全由PSE侧管理，依次为检测、分类、上电、供电监控和管理、下电。
802.3 af 或802.3 at 典型的启动流程见下图2)：
检测(Detection)
通过加电测量电阻等来确定连接至PSE的远端设备是否是PD设备，避免给非PD设备上电而导致损坏。
检测电阻公式如下，其通过两组测量值来计算：
Rdetect =（Vdetect1 − Vdetect2）/(Idetect1 − Idetect2)
Vdetect的电压范围为2.7~10.1V，Vdetect1和Vdetect2之间的电压差>=1V。
满足如下条件的即为PD设备。
- PD侧：23.7kΩ < Rdetect <26.3kΩ（典型值24.9kΩ）。
- PSE侧：19kΩ < Rdetect <26.5kΩ。输入电容在50nF和120nF之间（典型值100nF）。输入串联电感小于100uH。
检测流程见下图：
对于Type1（802.3 af）和Type2(802.3 at)，因只支持2线（ALT A或ALT B）工作，则只需在检测一次即可。对于Type3和Type4（802.3bt），因支持4线，则需要分两组（（ALT A或ALT B））单独检测。
对于Type3和Type4（802.3bt）还需要一个步骤“Connection Check”用于确认PD是“Single-signature（单特征）”还是 “Dual-signature（双特征）”。
Single-signature（单特征）和Dual-signature（双特征） PD设备如下图，从图中可知，Single-signature PD内部有一个受电设备，而Dual-signature（双特征）则有两个单独的受电设备。
判断PD设备为Single-signature（单特征）有两个条件：
- 当没有电压或电流施加到另一模式时，在给定模式下呈现有效的检测特征
- 当任何3.7V至57V范围内的电压应用于另一个模式或任何大于124 µA 的电流应用于另一个模式时，不应在给定模式下呈现有效的检测特征。
判断PD设备为Dual-signature（双特征）只需一个条件：
- 无论施加任何一个0V至57V之间的电压到另一个模式的，给定模式下呈现有效的检测特征，
分类(Classification)
检测完成，给PD上电之前，PSE和PD之间协商确定能给PD分配多大的功率，按不同的类别分配对应的功率，即分类（对应PoE版本差异列表中的class x）。
分类有两种，物理层分类（Physical Layer classification）、数据连接层分类（Data Link Layer classification）。
特别提下，对于不支持分类的伪PD设备，其会被分类为class 0，对应class3的最大功率13W。
分类完成后，可以根据class，pse的Duration first class event来获知PD和PSE对应的Type，详见下面两张表。
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物理层分类（Physical Layer classification）
物理层分类，包含一系列分类事件（class event），PSE给PD加电压（15.5~20.5V），PD以预先设定的电流来回应。
下图为Type 2和Type 3/4物理层分类时序图，不同的Type其class event数不同：
PSE Type 、PD class 与 class event、pd电流关系见下表：
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自动分类（Autoclass）
对于Type 3和Type 4, 物理层分类还有个附加的可选分类“自动分类（Autoclass）”，PSE通过测量PD的实际功率，来对PD进行更精确的供电，避免预留的功率偏大。PSE和PD均需要支持Autoclass才能进行此分类。
Autoclass分类的申请是通过在第1分类事件期间的大约81ms之后将其给定（非零）类签名转换为零的类签名来实现的。PSE和PD的电压、电流波形如下图所示。
在上电完成后，PD在特定时间内（开机后1.35S~3.65S）会将负载电流拉到最大并持续一段时间（即对于超过3.65s才进入最大功耗的PD不适合），PSE同步测量这个负载电流，按照测量到的电流，PSE给PD供电。自动分类的拉载过程如下图所示。
数据链路层分类（Data Link Layer classification）
PD上电之后，PSE和PD之间还可以通过连接网络的数据链路层分类，协商供电的功率。
Class 4~8的PD设备要求支持此功能，对于PSE来说则都是可选的。
具体的一个协商示例见下图：
上电
分类完成，PSE输出给PD开始上电到稳态，这个过程有inrush（输入浪涌）的要求。
对于PSE，输出电压大于30V的情况下，Iinrush电流要求见下图。
对于PD，要求如下图，Iinrush_PD (single-signature 400 mA for class1~6 or 800 mA for class 7~8)。
供电
PD的要求见下图，如果不满足要求，则PSE停止供电。
- 1s内的平均功率不超过PClass_PD or PDMaxPowerValue or PAutoclass_PD。
- 1s内超过PClass_PD的持续时间不大于50ms
对于PSE，电流模版如下，既要能提供lower bound template的电流，也不能超过upper bound template电流。
Type 1/2:
Type 3:
Type 4:
下电
当PD设备断开后，PSE需要立即停止供电，并回到检测的状态。时序图如下：
Maintain Power Signature (MPS)是判断PD是否断开的一个机制，其PD设备未断开的要求如下，详见下图：
- 对于Type 1/2，每隔250ms至少有75ms时间DC电流不小于10mA，且AC电流不小于2.16mA。
- 对于Type 3，每隔310ms至少有7ms时间DC电流不小于16mA，对AC电流无要求。
- 对于Type 4，每隔310ms至少有7ms时间DC电流不小于16mA，对AC电流无要求。
标准PSE、单片机PSE和非标准PSE的差异
标准PSE包括了完整的检测、分类、上下电控制等，单片机PSE有检测的步骤，按标准检测到PD设备后直接供电，而非标准PSE，则无任何步骤，直接就是固定电压的输出，非标准PSE（通常也叫非标PoE）其固定电压一般为24V、48V。标准PSE、单片机PSE和非标准PSE的区分可以通过万用表或示波器测量输出电压区分。
详见链接：知乎：标准PoE是如何供电的？怎样识别单片机和非标PoE交换机？
伪PD
伪PD为非标准的PD，无相应的PD芯片，也无和PSE之间的交互，只是改造硬件，让PSE误认为其是标准的PD设备，从而为其供电。因PSE无法对伪PD进行具体分类，伪PD会被分类为TYPE 1 class 0设备，最大功率13W。
参考链接：TI：为具有PSE和“伪”PD的非标准电压PoE系统供电
参考文献
1、Sifos Technologies: IEEE 802.3 PoE Technology Overview
2、Allied Telesis: Power Over Ethernet (PoE, PoE+, and PoE++) Feature Overview and Configuration Guide
3、ethernet alliance: Overview of 802.3bt – Power over Ethernet standard