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使用 4 端口 PoE 交换机释放强大的连接能力

2025 年 4 月 25 日

在现代科技环境中,效率至关重要,找到简单的设备连接和供电解决方案至关重要。4 端口 PoE(以太网供电)交换机正是为此而生——它是一款精简的设备,能够从战略上简化网络基础设施,同时确保为连接的设备提供可靠的电源。无论您是管理小型办公室、搭建安全监控系统,还是管理物联网设备,这款适应性强的交换机都能轻松提升网络功能。在本文中,我们将探讨 4 端口 PoE 交换机的重要特性和优势,它如何优化您的设置,以及为什么它对于致力于增强连接性的公司而言是一项宝贵的资源。继续阅读,探索这款先进网络系统的潜力。

什么是 4 端口 PoE 交换机以及它如何工作?

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什么是 4 端口 PoE 交换机以及它如何工作?

4 端口 PoE(以太网供电)交换机是一款卓越的网络设备,它通过一根以太网线缆即可为四台连接设备提供数据传输和供电。该设备无需额外电源,是 IP 摄像头、VoIP 电话和无线接入点的理想选择。它有助于简化网络设置。该交换机通过其符合 PoE 标准的以太网端口提供数据包和电力,从而确保受电设备的兼容性。此外,该设备的功能强大,加上其紧凑的设计,使其能够适应中型网络环境。

了解以太网供电的基础知识

以太网供电 (PoE) 可通过单根以太网线缆传输电力和数据,方便 IP 摄像头、VoIP 电话和无线接入点使用。该技术遵循 IEEE 802.3af/at/bt 等众多协议,确保各种设备的可靠性和兼容性。通过 PoE 交换机或供电器实现的简化网络架构,极大地帮助企业管理其基础设施。通过 PoE 连接的设备无需额外的电源插座。这不仅显著降低了成本,还简化了安装流程。

4端口千兆交换机的功能

高速数据连接

4 端口千兆交换机能够提供 1 Gbps 的以太网速度,每个端口均可独立运行,从而实现流畅的数据传输,并将延迟降至最低,满足高带宽应用和流程的需求。每个端口均配置为支持自动协商,从而确定外围设备的最佳运行速度和效率。

以太网供电 (PoE) 功能

许多 4 端口千兆交换机都具备 PoE 功能,可通过单个以太网连接实现供电和数据传输。此功能无需额外的电源适配器,并显著提升了 IP 设备(例如摄像头、接入点和 VoIP 电话)的部署便利性。支持 PoE+ (IEEE 802.3at) 的型号每端口可提供高达 30W 的功率,非常适合需要更大功率的设备。

可配置的即插即用选项

这些设备的设计无需复杂的配置,使部署更加轻松快捷。它们能够识别兼容的设备、端口速度和线缆类型,使其成为家庭网络或小型企业的理想选择。

VLAN 和 QoS 功能

最尖端的 4 端口千兆交换机可提供虚拟局域网 (VLAN) 功能,从而更好地管理流量并隔离区域,从而提高安全性。此外,服务质量 (QoS) 可增强对延迟敏感的应用程序(例如视频通话或流媒体视频内容)的流量。

节能功能

802.3az 节能技术集成到多种设备中。这些技术会根据网络活动自动调整能量输出。这有助于降低功耗和运营成本,同时最大限度地减少对环境的影响。

耐用性和适应性

该设备拥有强大的硬件,支持4端口千兆交换机全天候运行。它们能够适配众多基于以太网的外设,并接受标准化连接,从而轻松扩展现有网络。

增强的功能  

某些型号保证超过 8 Gbps 的组合交换容量。这确保了所有端口同时进行全双工通信所需的充足带宽。此功能对于避免高数据量网络环境中的流量拥堵至关重要。

由于这些特点,4 端口千兆交换机可提供高效、可靠和模块化的网络连接,非常适合专业和休闲用途。

PoE 交换机如何简化网络设置

以太网供电 (PoE) 交换机通过单根以太网线缆即可实现数据传输和电力传输,从而简化了网络基础设施。PoE 的双重功能无需为 IP 摄像头、VoIP、无线接入点等设备单独配备电源或线缆,从而降低了成本和安装复杂性。

另一个主要优势是设备放置灵活。由于无需电源插座,设备可以安装在墙壁、天花板或难以触及的地方,从而实现最佳性能。PoE 交换机对于大型复杂的物联网系统以及可扩展的设备生态系统(例如智能办公室和医院)至关重要。

支持 IEEE 标准 802.3af、802.3at (PoE+) 和 802.3bt (PoE++) 的现代交换机每端口可提供高达 90 瓦的功率,从而增强了高耗电设备的容量。PoE 供电的 LED 照明系统和先进的 PoE 监控摄像头将受益于这些增强的容量。此外,许多交换机配备了高级电源管理功能,可根据连接需求进行优先级排序和分配。

统计数据表明,PoE 技术在商业网络中的接受度日益提高。行业报告指出,预计 12 年至 2023 年间,全球 PoE 市场将以超过 2030% 的复合年增长率增长,这表明对统一且经济的网络系统的需求日益增长。数据和电​​力传输的集成使 PoE 交换机成为简化复杂网络架构和设置并使其现代化的关键。

为什么为您的网络选择 4 端口 PoE 交换机?

为什么为您的网络选择 4 端口 PoE 交换机?

使用千兆以太网的优势

更快的数据传输

随着千兆以太网的普及,数据传输速度上限达到了 1,000 Mbps(1 Gbps),与早期 100 Mbps 的快速以太网数据传输速率相比,这是一个显著的提升。这一改进将确保视频会议、云计算和大文件传输等高带宽应用的流畅运行。

网络范围  

千兆以太网满足了现代企业系统在不断发展的网络中对性能指标不断提升的需求。它能够容纳更多设备和增加的数据负载,同时保持网络的效率和速度不变。

更高的稳定性  

千兆以太网集成了先进的错误检测和纠错功能,最大限度地减少了错误数据传输,并实现了最佳稳定性。这种可靠性对于关键系统和应用至关重要,并且对正常运行时间有严格的要求。

盈利能力视角  

网络硬件的投资降低了生产成本,这意味着以太网设备的价格在不影响质量的情况下也得以降低。这样的发展使得企业能够更轻松地升级其技术框架,而无需承担巨额成本,因此成为首选方案。

增强多媒体功能的数据流量  

为了获得最佳输出效果,视频流和 IP 语音 (VoIP) 应用需要强大的网络性能,这种性能不易受延迟影响,从而确保数据流不间断。千兆以太网凭借其高带宽和低延迟,在这些方面真正发挥了优势。

与当前框架的集成

与所有以太网标准一样,千兆以太网向下兼容,可与现有网络设备无缝集成。这确保企业无需彻底改造其基础设施即可采用千兆速度。

支持其他网络功能

上层以太网通常支持 VLAN(虚拟局域网)、千兆以太网服务质量、链路聚合和其他高级功能。这些功能可以更好地控制网络,提高重要流量的优先级,并提升整体网络效率。

凭借这些特性,千兆以太网可以成为一种高质量、灵活的解决方案,满足大多数现代或未来企业的需求。

托管交换机与非托管交换机的比较

对于您的网络基础设施,选择网络交换机需要知道您是否需要托管交换机或非托管交换机。

管理型交换机

任何形式的设备定制或控制都被视为托管型。它包含高级设置,例如 VLAN 配置、QoS、网络性能监控和远程故障排除。增强型控制功能为托管交换机提供命令行界面 (CLI) 或基于 Web 的图形用户界面 (GUI)。这些交换机还支持精确监控相关性能参数,帮助网络管理员调整和提升网络的整体性能。托管型交换机虽然价格更高,但适用于中大型网络和关键系统,因为这些系统对准确性和可靠性至关重要。

  • 性能: 由于流量优先级和负载平衡功能而得到改进。
  • 安全功能: 端口安全、访问控制列表 (ACL) 和管理加密协议是一些可用的强大选项。
  • 成本:起价 200 美元,每台设备最高可达 1,000 美元,具体取决于可用的功能和端口。

非管理型交换机

另一方面,非管理型交换机是简单的设备,无需设置或配置,插上电源即可使用。它们适用于小型网络或不需要复杂控制的环境。它们自动运行,无需用户主动控制,因此非常适合家庭网络、小型办公室或临时部署。

  • 性能: 提供具有限制带宽管理的基本连接。
  • 安全功能: 非常有限,通常仅限于简单的 MAC 地址过滤。
  • 收费标准: 通常较低,每台设备价格在 20 美元到 100 美元之间。

主要差异一览

专栏

管理型交换机

非管理型交换机

配置选项

广泛(VLAN、QoS 等)

没有

安全性

高级(ACL、加密管理)

基础版

可扩展性

高,适合大型网络

有限,最适合小型设置

成本

更高

降低

具有复杂网络需求的组织通常会受益于托管交换机,因为它们具有更高的灵活性、可扩展性和安全控制。对于不需要这些高级功能的简单网络,非托管交换机是一种经济高效的解决方案。了解您的特定网络需求将有助于您选择最佳的交换机,以实现最佳性能和价值。

4端口解决方案的成本效益

非管理型 4 端口网络交换机是家庭办公室或小型企业的理想之选,因为它们能够满足较低的设备连接需求。该选项独特地提供了控制和引导网络流量所需的最低配置,且不会造成过度的财务压力。根据行业预测,这些非管理型 4 端口交换机的价格通常在 20 至 50 美元之间,对于简单的环境来说,这个价格相当低廉。

另一方面,托管型 4 端口交换机起价约为 100 美元,并且可能会随着 VLAN 配置、QoS 和增强的安全措施等更高级选项而上涨。这些交换机专为网络管理要求(例如远程访问或分段网络)更为严格的情况而设计。

就环保而言,4 端口交换机属于无源设备,可以轻松节省电费。大多数交换机在日常工作中的功耗低于 10 瓦,而远程控制节能措施在前瞻性设计中也越来越常见。

总而言之,4 端口交换机的一大优势在于其易于操作,即使系统要求不高。这类交换机的最大优势在于其在成本、功能、节能以及可靠性能与价值之间的平衡。

如何设置 4 端口 PoE 交换机?

如何设置 4 端口 PoE 交换机?

分步安装指南

开箱检查设备

小心地从包装中取出 4 端口 PoE 交换机。检查是否有任何物理损坏,并确认所有组件(包括电源适配器和用户手册)均齐全。确认型号规格符合您的网络要求。

电源连接  

将电源适配器连接到合适的插座,另一端连接到 PoE 交换机的电源端口。供应商文档中打印的规格详细信息必须与电源的电压输出相匹配。

定位 PoE 和非 PoE 端口

4 端口 PoE 交换机的各个端口都有指定的 PoE 端口,有时也称为具有 IP 功能的 PoE 端口。这些端口可以为 IP 摄像头或 VoIP 电话等设备供电。用户可以查看交换机的标签或用户指南,它们包含在设备外围设备的安装文档中。

连接受电设备 (PD)  

使用优质以太网线(Cat 5e 或更高等级)将受电设备(例如接入点、IP 摄像头和支持 VoIP 的电话)连接到 PoE 端口。确保插入的设备不超过交换机的功率分配,这在交换机的规格中通常以总功率上限的形式显示。

连接到上游网络

识别交换机上的上行链路端口,该端口的标签通常与 PoE 端口不同。使用以太网电缆将此端口连接到路由器或主网络交换机,同时确保网络数据流畅通无阻。

打开交换机并进行初步评估

打开设备电源,确认电源 LED 灯亮起,并检查交换机指示灯是否也亮起,表明已与其他设备连接。如果交换机包含 PoE 专用端口,请检查插入设备的 PoE 状态是否正常。

调整开关设置(如果需要)

某些 4 端口 PoE 交换机可通过浏览器访问额外的配置选项。如果您的型号适用此设置,请访问手册中提供的 IP 地址以及手册中提供的登录信息,并根据需求进行必要的更改,例如 VLAN、QoS 以及每个端口的供电优先级。

电缆应妥善管理

为了确保安装美观,所有线缆都需要整齐排列,并使用理线器进行整理。确保交换机周围空气流通,避免过热。

跟踪能源使用情况并评估网络效率

定期评估交换机的资源利用率,尤其是在多设备配置的情况下,以确保符合功耗预算。大多数管理型交换机都提供跟踪使用情况的指标,这有助于发现诸如功耗浪费或丢包等问题。

最终验证

验证所有端点的功能,包括开机、登录网络以及以预期带宽传输数据。验证指定设置是否满足操作要求,并在发现差异时进行调整。

遵循本综合指南将有助于自信地配置 4 端口 PoE 交换机,同时提供简化的网络拓扑、有组织的环境和高可靠性,以实现敏捷的网络访问。

配置端口设置以获得最佳性能

为了获得最佳的端口设置性能,请首先登录交换机的管理界面,这通常可以通过Web浏览器或网络管理应用程序完成。确定设备标识及其各自的带宽和功率需求。相应地修改以下主要设置:

端口速度和双工  

将每个端口设置为相应设备的速度和双工模式(例如,100 Mbps 全双工)。为避免混淆,最佳做法是开启自动协商。

电源分配 (PoE)  

根据所连接设备特定的以太网供电 (PoE) 设置,确定每个 PoE 端口所需的最大功率上限,同时控制总功率预算,实现平衡分配。

服务质量(QoS)的  

安排 QoS 策略和关键设备优先级,为每个设备或应用程序提供最佳级别的定义服务,保证性能一致性,特别是对于延迟、VoIP 和视频会议等敏感操作。

VLAN配置  

根据需要将端口分配给虚拟局域网 (VLAN),以增强网络结构设计的性能和安全性。

这些关键端口优化将提高可靠性、运营效率和网络可扩展性。

常见 PoE 问题故障排除

在解决 PoE(以太网供电)的具体问题时,我会密切关注电源和交换机的配置,确保提供正确的功率。我会验证受电设备是否兼容当前使用的 PoE 标准(可能是 802.3af 或 802.3at),因为不匹配可能会导致电源问题。之后,我会检查 HE 线缆是否合规或有损坏。为了获得最佳性能,线缆应为 Cat5e 或更高等级。如果没有缺陷,我会检查交换机的功率预算是否已充分利用;如果没有,我会查找可解决已知问题的固件更新。遵循这种启发式方法,我能够有效地处理和修复与 PoE 相关的问题。

4 端口 PoE 交换机可以为哪些设备供电?

4 端口 PoE 交换机可以为哪些设备供电?

使用 PoE 为 IP 摄像机和接入点供电

以太网供电 (PoE) 技术在网络安装中尤其有用,包括 IP 摄像头和接入点 (AP),因为它简化了相关流程。通过菊花链连接设备并通过以太网电缆传输电力,PoE 减少了所需的额外电源插座数量。

IP摄像机

PoE 技术的优势在其用于 IP 摄像机安装方面显而易见,它允许用户将摄像机放置在任何位置,无需担心电源问题。现代 PoE 交换机型号(例如 4 端口型号)可以根据其总功率为多台摄像机供电。例如,半球型或子弹型 IP 摄像机的平均功率在 4 瓦到 10 瓦之间,而具有 PTZ(平移、倾斜、变焦)功能或夜视红外 LED 的更高级型号的功率可超过 20 瓦。采用 4 IEEE 183at 标准的 802.3 端口 PoE 交换机每个端口最高可提供 30 瓦功率,足以满足大多数 IP 摄像机部署的需求,尤其是中小型办公室或家庭安装。

无线接入点 

以太网供电 (PoE) 为无线接入点 (WAP) 的放置提供了更大的灵活性,因为它们可以安装在没有电源插座的天花板或墙壁上。现代接入点的功率要求在 6 到 XNUMX 瓦之间,而企业级设备(例如支持 Wi-Fi XNUMX 的设备或多千兆设备)可能需要 XNUMX 瓦或更高的功率。使用每个端口具有足够功率输出的 PoE 交换机,可以最大限度地减少因电源供应不足而导致的停机时间。

功率预算考虑因素  

在管理 4 端口 PoE 交换机的总功率预算时,事先考虑 WAP 的独特功率需求至关重要。一个合理的例子是,一台功率预算为 80 瓦的交换机声称可以同时为 4 个功率各为 20 瓦的设备供电。这种情况确实可能发生,但尝试这样做可能会导致系统因过载而出现故障。满足这些条件,可以确保在峰值负载需求场景下,凭借端口优先级和合理的功率分配等诸多功能,实现可靠的性能。

总之,部署 IP 摄像机和接入点的合并规定使得 PoE 技术成为现代先进网络范式的必需技术。

为 VoIP 电话和其他网络设备供电

以太网供电 (PoE) 的引入简化了 VoIP 电话和其他网络设备的供电实用性和可扩展性。二手 VoIP 电话的功耗通常约为 3-7 瓦,具体功耗取决于触摸屏、有源扬声器或多线路支持等功能。使用 PoE 后,无需单独布线,从而简化了部署,并最大限度地降低了总体安装成本。

其他网络设备(例如无线接入点)的功率需求相当广泛,具体取决于具体设备及其用例。例如,在高流量、用户负载较重的环境中,Wi-Fi 6 接入点可能需要 30 瓦或更高的功率,而其他支持增强型多用户多输入多输出 (MU-MIMO) 的持续高级协议则进一步增加了功率需求。此外,某些设备(例如具有云台变焦 (PTZ) 功能的 IP 摄像机或高级传感器)的运行也可能需要更高的功率。

IEEE 802.3 分类系统管理设备功率分配。例如,为了支持耗电设备,IEEE 802.3af 标准为每个端口分配最大 15.4 瓦功率,而 PoE+ 标准则为每个端口分配 30 瓦功率。最新标准 IEEE 802.3bt 提供 60 瓦或 100 瓦功率,适用于数字标牌显示器或多无线电接入点等复杂设备。

对于网络管理员来说,诸如长距离以太网电缆传输过程中电压下降等因素都会影响供电。对于 PoE 供电,其效率通常会在超过 100 米的距离后下降,可能需要添加 PoE 扩展器或中跨供电器来提供稳定的电力。使用具有主动监控功能的托管 PoE 交换机可以帮助保持最佳的电力利用率,并确保快速解决任何潜在的过载和欠流问题。

如果企业了解计划连接设备的功率需求,并采用正确的 PoE 标准,他们将能够设计灵活、精简、节能的网络,以容纳越来越多的新网络设备。为了提高 POE 效率,集成经济高效的 IT 系统将改善整体维护策略,因此使其成为现代 IT 框架中不可或缺的一部分。

如何选择适合您需求的 4 端口 PoE 交换机?

如何选择适合您需求的 4 端口 PoE 交换机?

评估 PoE 预算和电源

在评估 PoE 预算和功率 评估 4 端口 PoE 交换机的供电需求,评估所有连接设备的总功率需求。确定所有设备的功率要求,以确保交换机的总 PoE 预算能够满足所有需求。确保每个端口的最大功率输出与更高功率的外围设备(例如 IP 摄像头或接入点)兼容。此外,还要确保交换机自带的电源 (PSU) 能够满足这些需求,从而高效可靠地运行。对于功率需求更高的设备,请确保交换机的设计能够支持更高的 PoE 标准,例如 PoE+ 或 PoE++。

SFP 端口和上行链路需求的注意事项

在分析网络的 SFP 端口和上行链路需求时,务必注意避免带宽限制。SFP 端口可灵活连接光纤或铜缆链路,适用于长距离连接、高速上行链路和长距离连接。建议选择与交换机型号匹配的收发器,并确保上行链路速度不超过流量上限,否则可能会导致网络拥塞。对于数据传输需求较高的网络,尤其是在企业和数据中心环境中,建议使用高负载上行链路(10 Gbps 甚至 25 Gbps)。如果添加多个上行链路以在保持可靠性的同时提升性能,则应确保链路聚合的正确配置。

了解 IEEE 标准和兼容性

IEEE 标准通过为特定网络区域制定设备和协议规则来维护网络的互操作性和可靠性。例如,以太网标准 IEEE 802.3 规定了有线连接的物理层和数据链路层。无线局域网 (WLAN) 受 IEEE 802.11 管辖。在采购网络设备时,遵守这些标准至关重要,以确保网络的集成度和性能。请确认网络中的所有设备均遵循类似的适用 IEEE 标准运行,以减少不兼容问题。

常见问题解答 (FAQs)

常见问题解答 (FAQs)

问:什么是 4 端口千兆 PoE 交换机?

4 端口千兆 PoE 交换机是一种特殊类型的网络交换机,最多可为四台设备提供以太网供电 (PoE) 功能。它提供千兆级吞吐量,这意味着每个端口每秒可传输数千兆比特的数据。

问:4 端口千兆 PoE 交换机对我的网络设置有何益处?

答:4 端口千兆 PoE 交换机通过一根以太网线集成 IP 闭路电视系统、互联网协议语音 (VoIP) 电话和接入点的供电和数据通信,使网络配置变得非常简单。这种简化的方法减少了物理布线和 PoE 兼容电源杂波 设备。

问:千兆 PoE 交换机的主要功能是什么?

答:千兆 PoE 交换机的主要特性包括符合 IEEE 802.3at 和 802.3af PoE 标准的要求、以千兆速度传输数据的能力、为 PoE 设备定义的功率预算、为其他网络提供的上行链路端口,有时还有额外的端口,例如用于光纤连接端口的 2 个 SFP 端口。

问:非 PoE 设备可以连接到 4 端口千兆 PoE 交换机吗?

答:4 端口千兆 PoE 交换机可以连接非 PoE 设备。对于不使用以太网供电 (PoE) 的设备,交换机仅提供数据传输,不提供电源。在这种情况下,它将作为标准千兆网络交换机运行。

问:托管型和非托管型 PoE 交换机之间有什么区别?

答:托管型 PoE 交换机的典型功能包括流量控制、VLAN 配置和 QoS 优先级,赋予用户更大的网络控制权限。而非托管型 PoE 交换机则更简单,无需任何配置,开箱即可使用。

问:4 端口千兆 PoE 交换机由什么供电?

答:4 端口千兆 PoE 交换机使用外部电源适配器供电。每个电源适配器都配有一个特定的电源输出,用于交换机本身以及所有连接的 PoE 设备。某些交换机还可以通过连接到其他 PoE 交换机的上行链路端口进行 PoE 供电。

问:可以使用 4 端口千兆 PoE 交换机扩展网络吗?

答:是的。使用 4 端口千兆 PoE 交换机,通过上行链路端口连接其他交换机或网络设备,可以进一步覆盖网络,从而简化与全面扩展的网络基础设施的集成。

问:选择千兆 PoE 交换机时应该考虑什么?

答:购买千兆 PoE 交换机时,应考虑端口数量、PoE 功率预算和对设定标准(802.3at 或 802.3af)的支持等要求,以及它是否是托管型或非托管型交换机,以及用于光纤连接的任何其他端口(如 SFP)。

问:4 端口千兆 PoE 交换机能否同时在所有端口上支持 1000 Mbps?

答:精心设计的 4 端口千兆 PoE 交换机应该能够同时在所有端口上保持 1000Mbps,前提是交换机有足够的功率和带宽来简化数据流量要求。

问:为什么金属外壳对于 PoE 交换机很重要?

答:PoE 交换机的金属外壳有助于克服过热问题、保持最佳性能并在最苛刻的工业环境中延长交换机的使用寿命,同时还提供一定程度的抗冲击性。

参考资料

1. 4端口交换机冗余网络的最小规模   

  • 作者:王碧如、高鹏
  • 参见:电气工程讲稿
  • 发布日期:2020-12-17
  • 引用:(王 & 高,2020)

见解:   

  • 在最小规模限制范围内,分析了4端口交换机的冗余设计问题。
  • 这强调了在网络设计中越来越关注冗余以保持运营连续性并避免服务中断的理由。

采用的方法:  

  • 对4端口交换机的最小冗余规模进行了理论分析和建模,并通过仿真验证了结论。

2. 可扩展的双模3端口和4端口模式不灵敏硅光子开关

亮点:

  • 开发了 3 端口和 4 端口架构的模式不敏感硅光子开关,这对于模分复用网络至关重要。
  • 该4端口开关具有低插入损耗和串扰,证明了其适用于高性能光通信系统。

如何完成:

  • 作者对开发的开关设计进行了实验,测量了各种模式的插入损耗和串扰。

3. 具有 12–4 dB IL 和三端口可重构级间匹配网络的 DC 至 8GHz 1.4×2.5 开关矩阵  

主要发现:  

  • 这项研究展示了一个4×8开关矩阵,它平衡了低插入损耗和高隔离度。这些特性非常适合射频应用。
  • 该设计还包括一个可重构的级间匹配网络,以提高更宽频率范围内的性能。

方法:  

  • 通过实验评估插入损耗和隔离度,将性能与设计理论值进行比较。开关矩阵采用GaN HEMT工艺制造。

4. 以太网供电

5. 网络交换机

6. 千兆以太网