網路攝影機/電話煽風　PoE市場升溫

想像一下，包括筆記型電腦、網路攝影機、網路語音通訊協定(VoIP)在內所有的網路設備，只需要一條網路線纜就能提供所需的電力，不但省去牽線的困擾，也扣除了線纜維護的費用，大幅省去投資與營運成本，也拓展了網路設備的應用環境，而這種技術，就是乙太網路供電(Power over Ethernet, PoE)。  

資料來源：http://shop.hgait.net.au/catalog/ 圖1　乙太網路供電之纜線

乙太網路供電是一種將電源整合到區域網路(LAN)架構中的技術，透過使用網路纜線(圖1)，該技術可將電源提供給網路電話(IP Phone)或網路攝影機相關的網路裝置上。而隨著供應的電力攀升，更大電力需求的應用如筆記型電腦、網路印表機等也都是可行方向。  

乙太網路供電之所以特別適合應用在網路電話與網路攝影機的原因，是因為其毋須安裝電源插座，只要一條網路線即可滿足所需，也因此，乙太網路供電在不易安裝電源插座、維護成本及配線成本較高之處特別受歡迎。對用戶來說，由於乙太網路供電毋需獨立電源、額外的電纜線和交流電源插座，因此在安裝過程與成本上均較低廉，再加上也不必請專業電工人員來施工，因此頗受企業歡迎。  

事實上，正因為乙太網路供電具有上述特性，也就延伸出其另一項優勢，即不斷電(UPS)系統功能。簡單來說，由於許多公司的網路交換機可以連接到不斷電系統上，而乙太網路供電集線器卻可連接到交換機，所以即使一旦中斷供電，網路攝影機和影像伺服器還是可以正常運作，不受外在環境變化干擾。  

應用環境不斷拓展 PoE市場規模日益擴增  

根據市場調查公司Dell'Oro與iSuppli的分析，繼2007年PoE出貨量達六千三百萬埠以後，預計到2009年，全球出貨量將達一億一千四百萬埠；至2011年時更將超過兩億埠。其中包括供電端設備(PSE)和受電端設備(PD)。  

另外也有報告指出，PoE將自2005年僅約四千五百萬埠的出貨量，快速成長至2008年的一億五千兩百萬埠，短短四年成長近400%。而VoIP也占據該市場的最大比例，其數量將從2005年的六百萬埠成長至2008年的兩千一百萬埠。  

PoE應用聚焦網路攝影機  

資料顯示，乙太網路供電的應用，有超過75%的應用是在大型企業端，而中小企業與家用則不多見。由於大型企業對網路監控、網路電話等應用之需求均較龐大，也延伸出對管理、成本上之縝密考慮，遂對乙太網路供電多所留意。  

至於應用方面，目前常見的PD設備包括VoIP、無線區域網路(WiFi)接取設備、藍牙(Bluetooth)接取設備及網路安全攝影機等。供電端則包括交換機和家庭閘道器(Home Gateway)等。尤其在網路安全攝影機方面，更是刺激PoE成長的一大因素。據估計，至2011年前全球網路攝影機數量將達六千六百萬部，而超過一半以上將採用PoE供電。

資料來源：德州儀器 圖2　德州儀器亞太區電源產品技術總監嚴宗福表示，儘管網路電話成長態勢驚人，網路攝影機才是今日刺激PoE發展的最大原因。

德州儀器(TI)亞太區電源產品技術總監嚴宗福(圖2)也表示看好網路攝影機的發展。他指出，與過去相比，近年整個乙太網路供電市場成長頗巨，雖網路電話仍是需求最大的受電端應用，但成長最快的領域則非乙太網路攝影機莫屬。  

此外，他也指出，在供電裝置部分，整合式交換器/供電裝置的市場比例占幅最大，中跨(Midspan)產品則逐漸下降，且相關成長態勢仍將持續。嚴宗福同時補充，10/100連接埠是PoE市場銷售量最大的產品，但成長最快的則是10/100/1000高速乙太網路連接埠產品，顯見PoE的市場熱度仍將持續延燒至進階產品。  

零售市場商機浮現  

市場研究機構VDC的統計報告指出，到2008年，全球乙太網供電接受端設備的市場規模將突破52億美元，年複合成長率(CAGR)達38%。VDC分析，具體來看，網路電話和無線區域網路接取點應用將合計占據總體銷售額的87%以上。  

另一項數據也顯示，整體PoE設備市場產值將在2008年突破89億美元，年複合成長率達36%。  

資料來源：新力 圖3　網路攝影機一向是乙太網路供電的大宗應用市場之一。

值得一提的是，雖然目前的市占比例集中在企業應用，不過，有研究指出，其實PoE也非常適合零售市場。VDC表示，如在大量零售點(Point-of-sales, POS)應用領域，若在採用數位簽名和條碼掃描器的同時，皆能使用PoE技術，將帶來更多商機。  

當然，如果所有的POS設備都採用同一條線，也就需要更大功率的PoE標準。儘管業界最初認為，PoE標準提升後，PTZ攝影機(Pan-Tilt-Zoom Camera)(圖3)、公共資訊站(Electronic Kiosk)和筆記型電腦會是最大的受益者，不過零售端由於可減少繁亂的電纜，因此也同樣受到重視。  

VDC指出，在PoE問世以後，不斷電系統、交換機、網路電話、攝影機、接取點等數個原先無關的市場，卻被整合到PoE這個單一獨立的應用當中，這也難怪PoE市場不斷升溫。  

資料來源：凌力爾特 圖4　凌力爾特產品行銷經理Alison Steer認為，未來PoE不限於特定應用，包括RFID、POS等都將是需求所在。

凌力爾特(Linear Technology)產品行銷經理Alison Steer(圖4)則表示，以該公司為例，凌力爾特並不特別注重單一應用市場，但認同除了網路攝影機與網路電話之外，零售市場也有其商機。Steer說，該公司目前已投入不少資源在網路POS、工業自動化工具、無線射頻辨識系統(RFID)讀取器與遠端監控等產品。  

乙太網路供電受矚目 業界大廠紛折腰  

也因為乙太網路供電的市場發展如此受到重視，不少國際大廠紛紛摩拳擦掌，趕搭這班商機列車。事實上，在國際電子電機學會(IEEE)於2003年批准PoE標準，也就是熟知的IEEE 802.3af以後，即獲得業界的廣泛支援，包括思科(Cisco)、3Com、Aruba、Extreme、惠普(HP)和北電(Nortel)等各網路設備供應商，都隨之推出相關應用產品。  

簡單來說，VoIP、無線區域網路接取點(Wireless LAN AP)之所以會以PoE方式供電，是基於這些產品需要大量的資料傳輸，而且用電功率都不大，若一條網路線即可同時滿足供電與資料傳輸，自然廣受歡迎。  

除了網通設備廠商之外，半導體業者也不會在這波商機中缺席。致力投入乙太網路供電的業者，包括德州儀器、美國國家半導體(NS)、凌力爾特與芯科實驗室(Silicon Labs)等，還有日前才完成購併PowerDsine的Microsemi與新進入業者博通(Broadcom)，都讓PoE晶片市場戰火一觸即發。  

大廠購併事件效應未展現  

2007年6月時，網路晶片大廠博通正式宣布推出首款乙太網路供電系列產品，除了證實PoE市場商機吸引大廠加入之外，相關產品的競逐也勢必更趨激烈。  

事實上，在博通尚未證實跨足PoE市場以前，業界人士有人預估，以博通在乙太網路交換器晶片市場近七成占有率的優勢，一旦跨足PoE晶片開發，可與其交換器晶片共同搭售，並祭出價格戰術，屆時將對PoE晶片市場帶來不小的衝擊。  

而在2006年Microsemi購併PowerDsine以後，獲得既有客戶後，也一度被視為拉開差距的好機會。不過，就目前的發展來看，兩者的效應似乎都尚未發酵。  

嚴宗福不諱言，整體市場確實在成長，但他並未看到任何相關的報告或數據指出這兩件業界大事對市場的刺激作用，換句話說，市場規模與廠商占有率並沒有因此而產生劇烈變動。  

據悉，由於PoE隸屬於電源晶片，其技術特別需要類比/線性設計技術與經驗，而要將高密度CMOS製程的邏輯晶片與高電壓的類比製程技術整合在一起，並達到降低成本的效益，就需要完整的技術支持與長期的客戶協助。而博通進軍該市場的時間仍短，如何將網路晶片的品牌知名度延伸到電源端，同時說服客戶自己的技術發展能力，還需要更多時間。  

至於Microsemi收購原本在PoE市場如日中天的PowerDsine以後，由於可與既有的電源管理晶片產品互補，同時增加在混合訊號領域的設計技術能力，因此頗受業界重視。然卻同樣未在市場上帶來衝擊性的效應。  

至於芯科實驗室方面，也在2007年初開始正式進入乙太網路供電市場。該公司副總裁兼有線產品部總經理David Bresemann指出，芯科實驗室認為2007年開始才是PoE市場真正起飛之年，並將在往後數年持續快速成長，因此選在2007年初時進入此市場。  

Bresemann解釋，從2003年標準制定以後，經過數年的發展，PoE標準已經非常成熟，且各廠商間在供電與受電端的互通都極為順暢，因此可望在未來帶來更多市場商機。  

PoE+領軍刺激市場向前衝  

目前PoE技術採用的IEEE 802.3af標準，其設計既不會降低網路數據的通訊性能，也不會減損網路的傳輸距離，因此討論一直極為熱烈。  

隨著PoE廣獲採用，越來越多的終端設備開始從乙太網路纜線和RJ-45接頭汲取電力。在IEEE 802.3af標準中，允許網路交換機或分配器端提供15.4瓦的電源，在各式設備或攝影機端的最大電源消耗，可轉換成12.9瓦，所以適合室內型網路攝影機使用。  

然而IEEE 802.3af標準卻限制供電設備最多只能供應15.4瓦的電力，也就是說，用電裝置最多只能使用低於13瓦。如果應用的電力需求超過IEEE 802.3af標準的允許範圍，如PTZ和球型攝影機等，其使用電源都超過上述標準值，因此PoE功能無法適用，設計人員就必須自行發展非標準化解決方案。事實上，儘管市場已有不少元件支援非標準應用，但因無統一標準，不同品牌之間即無法互通，也就不能混合使用。  

也因為追求更大的功率，近期開始有人談論新一代的PoE標準，也就是PoE+或是IEEE 802.3at。根據了解，這項尚未完全底定的標準，著重討論的議題包括基於CAT5e的線路品質，兩對線所能流過的最大可靠電流為何、希望受電端的輸入端至少能獲得29.52瓦的功率、供電端的輸出電壓從原先的44～57伏特修正為50～57伏特、必須往前兼容IEEE 802.3af的標準以及最大連續工作電流能否在650～720毫安培之間。而這樣的最終目標，當然是希望用戶都能透過PoE+來開啟筆記型電腦，而不再需要電源充電器。  

一旦PoE+標準通過，各種大功率的產品也將能一舉含括在乙太網路供電設備之中，也將進一步拓展新興應用。美國國家半導體資深行銷經理Kevin Kayser表示，如前文提及的PTZ網路攝影機、可攜式個人電腦(Portable Computers)、精簡型電腦(Thin Client)、RFID讀取器、全球微波存取互通介面(WiMAX)、無線區域網路與ZigBee等都是可供發展的方向。Kayser說，立基於PoE的先天特性，所有已經與乙太網路有所介接，又需要電力供給的裝置都適用於PoE技術。  

不過，從以上規格可知，IEEE 802.3at較IEEE 802.3af在系統設計上面臨更多的挑戰。Kayser舉例，隨著功率提升，包括溫度與穩定度的追求也更加提升，再加上電源管理與系統整合的要求也都是必須關注的議題。簡言之，高壓電力同時帶來散熱、電源管理、電路板設計與成本等諸多考驗，業者若無法突破此關卡，就無法在PoE+帶來的商機中獲利。 此外，Kayser也說，在802.3at現身以後，既有的設備能否與新標準共通，將是供應商無可避免的問題。目前部分業者推出的802.3af產品雖運作良善，但並未完全遵循IEEE標準，一旦802.3at躋身主流，無法兼容802.3af與802.3at的產品勢必被淘汰。  

技術挑戰依舊存在  

不過，儘管新興標準問世在即，許多技術瓶頸依舊存在。如嚴宗福就說，散熱將是最大的技術挑戰。他指出，受電端大都採用散熱不佳的封閉式塑膠機殼，而且這類產品的耗電量還不斷增加，使得受電端的工作環境漸趨惡劣；而因為電源控制迴路產生的熱量是電流平方的函數，因此電流只要增加一倍，產生的熱量就會增加四倍，負責提供所有電力的供電端裝置勢必會有更多熱源，日益高升的溫度，就不是追求高效能的業者所樂見。此外，由於客戶多半要求更高的整合度，因此顏宗福強調，這表示熱源會更密集，也勢必影響長期可靠性。  

芯科實驗室則指出，除了現階段802.3af標準所能提供的電力有限，讓業界殷切期盼下一代標準的問世之外，緩慢、昂貴且複雜的產品設計流程，也是阻礙市場發展的另一因素。因此該公司致力於提高晶片整合度，透過內建二極體橋式電路(Diode Bridge)、瞬時突波抑制電路(Transient Surge Suppressor)，以及交換式穩壓器場效應電晶體(FET)減少外部元件，同時改善整體產品可靠性、簡化客戶供應鏈流程，並節省整體材料成本。  

美國國家半導體則重視電力的無謂消耗。Kayser指出，隨著應用愈趨多元，在追求高功率的同時也不應忽略功耗在流動間的消耗。他強調，唯有將產品效能發揮到極致，才能滿足用戶的需求。  

至於凌力爾特，同樣也在乎溫度與可靠性的難題。Steer認為，不論是供電或是受電端裝置，若是無法維持長期的可靠性，不斷出現故障，很快就會被客戶汰換、甚而打入冷宮，並難有翻身之日。  

PoE商機持續看俏  

儘管業界對PoE+萬分期待，不過業者們也都承認，要看到PoE+的大幅普及，除了標準必須盡速制定之外，還有很多門檻須要跨越。如Steer就說，要讓筆記型電腦倚賴PoE+運作，也同時需要個人電腦製造商開發出低電壓的系統，才能早日盼到這一天。不過，值得慶幸的是，近期隨著綠色環保議題意識高漲，眾人對低電壓、省能源的追求也同樣攀升，因此將加速乙太網路供電的普及。  

事實上，在PoE+正式問世以前，既有的PoE市場依舊仍有發揮空間。舉例來說，IEEE 802.3af標準中即針對電源分類提供支援。換句話說，智慧型交換機能夠將電源進行區分，將不需要的電源轉供其他設備使用，讓交換機可以支援更多的PoE設備輸出。業者認為，藉由此方式，PoE可拓展至更多應用上。