無線網路應用從家庭擴展至公共空間，帶動WAP需求大增。約九成商用WAP以PoE供電，簡化安裝並提高效率。隨Wi-Fi 6、6E與7推進，傳輸速率與用戶容量持續提升，亦帶來更高供電需求。中間供電設備（PoE Injector）成為補足PoE不足的關鍵，選型須考量功率、埠數、環境與速率。能源效率標準由DoE Level IV進展至Level VII，未來PoE設備須兼顧高效供電與全球法規合規。
無線網路的應用範圍不再僅限於家庭、辦公室與公共熱點，並延伸至交通場站與咖啡廳，以及公車與城市的公共空間，使無線網路的普及程度日益提高，且可預期無線網路的普及亦將快速擴張。
隨著無線網路迅速普及，使用者需求也與日俱增。過去人們多以手機連網為主，如今則同時連接手機、筆電與平板等多種連網裝置。同時，物聯網裝置數量激增，也進一步擴大了對無線網路連接的需求。
儘管無法提供更為精確的統計，目前約有90%以上的商用無線接取點(Wireless Access Points, WAP)都是透過乙太網路供電(Power over Ethernet, PoE)技術供電。PoE是一項由PowerDsine於1998年率先推出、之後為Microchip Technology所收購的創新技術，此技術可使電力與資料同時透過單一乙太網路線傳輸。因此，WAP只需一條纜線即可同時獲得電力與資料傳輸功能。
無線網路技術的演進，也推升了對供電交換器等設備的要求。理解這些挑戰前，必須先掌握市場的主要趨勢。
無線接取點的發展趨勢
目前許多網路仍採用2013年問世的Wi-Fi 5(802.11ac)標準，其相較於前一代Wi-Fi 4(802.11n)，在傳輸速率、容量與整體效能上均有所提升，最大傳輸速率為3.5Gbps。
2019年推出的Wi-Fi 6(802.11ax)則進一步提升了速度、容量與整體效能。與主要運作在5GHz頻段的Wi-Fi 5不同，Wi-Fi 6可同時支援2.4GHz與5GHz頻段。2020年問世的Wi-Fi 6E(extended)更將操作頻段擴展至6GHz，大幅減少頻段壅塞，改善整體網路效能，且Wi-Fi 6與Wi-Fi 6E皆可支援高達9.6Gbps的傳輸速率。
每一代Wi-Fi標準的演進皆帶來更高的速度與更大的用戶承載量。Wi-Fi 7(802.11be)的設計目標是因應高速網路與大量連網裝置的需求，因此可支援高達30Gbps的傳輸速率。
此外，能源效率也在這段期間大幅提升。2014年美國能源部(United States Department of Energy, DoE)在Wi-Fi 5推出後不久，制定了Level IV效率標準。如今，DoE已推進至Level VI，並對尚未正式實施的Level VII標準進行定義。全球多數國家也陸續推行各自的能源效率計畫。
能源效率的另一面向則是「電力傳輸」。為了讓供電分配更有效率，許多WAP製造商開始在設計中導入電源轉供(Power Forwarding)功能，讓接收端WAP可將剩餘電力轉供下一個WAP，進一步提升整體供電效率。
總體而言，WAP的發展趨勢逐漸聚焦於功率、效率、用戶容量、資料處理能力與速度等層面。
無線接取點的供電架構
無線網路的普及需要大量不同類型的WAP設備，而這些設備必須能夠高效地連網並供電。PoE因其簡潔與高效率的優勢，已成為最受青睞的供電方式。PoE只需一條纜線即可同時完成資料與電力傳輸，大幅簡化安裝流程。根據《美國國家電氣規範》(National Electrical Code, NEC)，PoE屬於Class 2電力範疇，是安全的供電方式，不需特別聘請具資格的電工進行安裝，也無需鋪設導管或屏障。根據乙太網路標準，纜線長度可達100公尺，因此不必靠近插座，安裝位置更具彈性。
然而，目前僅約20%的網路具備PoE供電功能。因此，在現有網路基礎上新增WAP時，通常需要額外整合電力來源。早在1999年，PowerDsine就預見設計與製造新一代具備PoE功能的電源設備(Power Sourcing Equipment, PSE)IC需耗費數年時間，因此推出名為中間供電設備(midspan)的裝置，又稱為PoE注入器(injector)。
中間供電設備會連接到尚未具備PoE供電功能的交換器輸出的乙太網路纜線，並產出另一條同時傳輸電力與資料的乙太網路線。對於現有網路而言，在WAP前端安裝中間供電設備，是最快速且最具成本效益的供電方式。如果場域需部署多台WAP，可選擇多埠中間供電設備，安裝於既有交換器機櫃上，為整體網路新增PoE功能。
即使是全新安裝的交換器，也無法保證其具備足夠的PoE供電能力。目前市售的交換器雖已支援PoE，但供電預算有限，無法為所有埠口提供滿功率。因此，無論是未支援PoE的全新交換器，或是PoE交換器功率不足，中間供電設備仍是建構PoE無線網路時不可或缺的關鍵元件。
中間供電設備選型要點
選擇設備前，必須先確認WAP是否將接入既有網路或建構於全新網路上。若是連接既有網路，須檢查是否已具備PoE功能。若無，中間供電設備是最具成本效益的擴充方案。若是建構新網路，需考量是否採用PoE交換器。有些使用者傾向將交換器與電源模組分離，因為交換器汰換速度通常快於PoE中間供電設備(Midspan)，這類考量會讓他們選擇非PoE交換器搭配中間供電設備供電。
當需選用中間供電設備時，應根據以下幾項關鍵因素選擇合適的裝置：
大多數WAP製造商在設計PoE中間供電設備時會依循IEEE標準，並於產品上註明所需功率及支援的IEEE標準。這些標準定義了數個預設功率等級(Class)：
- IEEE 802.3af：三個Class，分別為4W、7W與15.4W
- IEEE 802.3at：四個Class，新增30W
- IEEE 802.3bt：共八個Class，新增45W、60W、75W與90W
埠口數量取決於需要支援的裝置數。許多WAP廠商會提供單埠中間供電設備作為設備選購配件，甚至會將其與WAP捆綁販售。
系統整合商若需在同一場域安裝多台WAP，通常會選擇多埠中間供電設備，以簡化安裝流程，並直接安裝於交換器上方的機架中。部分多埠中間供電設備也支援進階功能，例如排程管理。
此外，也必須考慮WAP與中間供電設備的安裝環境。若部署於戶外，必須選擇適用於戶外的設備。若將室內或工業等級設備置於NEMA防護等級外殼中，可能會導致故障率提高。戶外型中間供電設備與交換器應具備足夠的防水防塵能力，建議選用IP66以上等級，最好為IP67，以因應嚴苛環境與氣候條件，並具備突波保護功能以抵禦雷擊。
在資料傳輸速率方面，中間供電設備必須支援當前最高10Gbps速率。雖然目前多數中間供電設備僅支援1Gbps，但市面上已可選擇2.5Gbps、5Gbps乃至10Gbps等版本，這些高頻寬選項對Wi-Fi 6及後續世代非常重要。
此外，越來越多製造商與使用者關注永續發展。消費者也期待廠商能夠重視環保與能源效率。為符合當前與未來的國際標準，中間供電設備產品必須具備高度能源效率與法規相容性。
新一代Wi-Fi標準將帶來更高的用戶容量、更強的資料處理能力與更快的速度。目前最新的Wi-Fi 7標準已支援高達30Gbps的傳輸速率。隨著新裝置導入此標準，預期未來PoE中間供電設備也將支援這類高速需求。雖然Wi-Fi 8的規範尚未定案，但已有初步討論指向其可能支援高達46Gbps的速度。
能源效率標準也將持續演進。目前焦點為自2016年起實施的DoE Level VI與最新定義但尚未實施的Level VII標準，後者特別強調「無負載狀態」下的耗電量，亦即設備在不供電時的待機能耗。這對PoE中間供電設備特別重要，因為當WAP無需供電時，中間供電設備會處於待命狀態，必須能隨時提供電力。
因此，為確保長期合規與環保效能，所有供電裝置必須設計符合或超越現行與即將上路的國際規範，不僅限於DoE，也涵蓋全球市場標準。
(本文作者為Microchip Technology網路與連網解決方案資深行銷經理)