PoE - predstavenie
PoE (Power over Ethernet) je názov množstva metód, ktoré vám umožňujú napájať sieťové zariadenia cez krútenú dvojlinku a súčasne prenášať dáta. Je možné napájať zariadenia, ako sú kamery, telefóny, prepínače, prístupové body atď. V roku 2003 IEEE zaviedla štandard napájania PoE 802.3af, ktorý sa neustále vyvíja, čo vedie k vytvoreniu nových verzií, ktoré poskytujú možnosť prenášať vyšší výkon.
Výhody technológie PoE:
- zjednodušenie inštalácie a zníženie nákladov na kabeláž (prenos energie a dát cez jeden kábel)
- garantovaný minimálny dosah 100 m pri použití vhodnej kabeláže
- vysoká bezpečnosť vďaka nízkonapäťovému prenosu a postupom testovania spojenia a zariadenia
- ochrana pred pripojením napätia k zariadeniam, ktoré nevyhovujú norme
- jednoduchosť inštalácie
- spätná kompatibilita so staršími verziami
V tabuľke nižšie je uvedené porovnanie najdôležitejších parametrov pre rôzne verzie noriem.
Cecha/standard | 802.3af (802.3at Typ 1), PoE | 802.3at Typ 2, POE+ | 802.3bt Typ 3, PoE++, 4PPoE | 802.3bt Typ 4, PoE++, 4PPoE |
Moc wyjściowa zasilacza (W) | 15,4 | 30 | 60 | 90 |
Minimalna moc dostępna dla urządzenia końcowego (W) | 12.95 | 25.5 | 51 | 71,3 |
Napięcie wyjściowe zasilacza (V) | 44-57 | 50-57 | 50-57 | 52-57 |
Napięcie dostępne dla urządzenia końcowego (V) | 37-57 | 42.5-57 | 42.5-57 | 41,1-57 |
Maksymalny prąd (mA) | 350 | 600 | 600 na parę | 960 na parę |
Kompatybilne standardy sieci | 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, 2.5GBASE-T, 5GBASE-T, 10GBASE-T | |||
Zasięg (m) | 100 | |||
Obsługiwane tryby | A, B | A, B | A, B, 4-parowy | A, B, 4-parowy |
Okablowanie | Skrętka min. kat. 3 | Skrętka min. kat. 5 | Skrętka min. kat. 5 | Skrętka min. kat. 5 |
Aby sme to zhrnuli, máme tieto typy:
- 1 - 802.3af - s výkonom 15,4 W, schopný pracovať v režimoch: A, B
- 2 - 802.3at - s výkonom 30 W, schopný pracovať v nasledujúcich režimoch: A, B
- 3 - 802,3bt - s výkonom 60 W, schopný pracovať v nasledujúcich režimoch: A, B a 4-párový
- 4 - 802,3bt - s výkonom 90 W, schopný pracovať v nasledujúcich režimoch: A, B a 4-párový
Topológia
Režimy prenosu energie:
- A – výkon odosielaný spolu s údajmi na pároch 1/2 a 3/6
- B – sila sa posiela cez voľné páry 4/5 a 7/8
- 4-párové - napájanie sa posiela cez všetky páry
Pre PoE 802.3af a 802.3at môže napájacie zariadenie poskytovať obe alebo len jednu z metód napájania, pričom zostáva v súlade so štandardom. Napájané zariadenie teda musí podporovať oba režimy.
Schéma zapojenia napájania v spínacom napájacom zariadení s PoE a zariadení napájanom štandardom 802.3af (802.3at typ 1). Fialová farba - režim A, žltá - režim B
Schéma zapojenia napájania v spínacom napájacom zariadení s PoE a zariadení napájanom v štandarde 802.3at, 802.3bt. Fialová farba - režim A, žltá - režim B
Skúšobné postupy a triedy napájaných zariadení
Štandard PoE bol optimalizovaný pre bezpečné používanie. Okrem bezpečného rozsahu napätia musia zariadenia komunikovať podľa zavedených postupov. Napájací zdroj nebude aplikovať nebezpečné napätie na nekompatibilné zariadenie. Pred napájaním napájacie zariadenie skúma, čo bolo pripojené pomocou nízkeho prúdu (do 5 mA), aby zistil charakteristický odpor - asi 25 kΩ. Ďalšou fázou je klasifikácia zariadení, ktorá nastáva po privedení napätia 15,5-20,5 V. Informácie o potrebe energie sú odosielané do procesora spravujúceho napájanie celého systému pre optimalizáciu zdrojov. Až po detekcii a klasifikácii sa na linku privedie príslušné napájacie napätie 44-57 V a elektronika v konečnom zariadení začne pracovať.
Napájacie zariadenie neustále monitoruje pripojenie, aby sa uistil, že je stále pripojené a vyžaduje napájanie. Myšlienkou nie je aplikovať vysoké napätie na neštandardné zariadenie, ktoré by sa mohlo náhodne pripojiť.
Napájacie zariadenie neustále monitoruje pripojenie, aby sa uistil, že je stále pripojené a vyžaduje napájanie. Myšlienkou nie je aplikovať vysoké napätie na neštandardné zariadenie, ktoré by sa mohlo náhodne pripojiť.
Klasifikácia zariadenia poskytuje užitočné informácie o požiadavkách na napájanie zariadenia. Rozdelenie do tried je založené na meraní prúdu pretekajúceho pri testovaní pripojenia. Zariadenia môžu byť napájané v jednej z 8 tried opísaných nižšie.
Trieda | Výkon koncového zariadenia (W) |
---|---|
0 | 0,44 - 12,95 |
1 | 0,44 - 3,84 |
2 | 3,84 - 6,49 |
3 | 6,49 - 12,95 |
4 | 12,95 - 25,5 |
5 | 25,5 - 40 |
6 | 40 - 60 |
7 | 60 - 75 |
8 | 75 - 100 |
Zariadenia môžu komunikovať aj v druhej vrstve modelu OSI (dátové spojenie) pomocou protokolu LLDP-MED (rozšírená verzia protokolu automatického zisťovania zariadení). Vďaka takejto komunikácii je možné určiť skutočnú spotrebu energie s presnosťou 1,11 W. Napájacie zariadenie z času na čas posiela informáciu o potrebe energie, čo zlepšuje energetickú účinnosť.
PoE zdroj na 250 m - funkcia "Extend".
Niektoré PoE prepínače majú funkciu "Extend mode" (aktivovaná v menu alebo pomocou prepínača na kryte), ktorá umožňuje napájanie PoE zariadení pripojených maximálne 250 metrovým krúteným párom kábla. Po aktivácii tejto funkcie prepínač na PoE portoch deaktivuje automatické vyjednávanie rýchlosti pripojenia a natrvalo nastaví rýchlosť na 10 Mb/s (uplink porty naďalej fungujú rýchlosťou 10/100 Mb/s).
Ukážka aplikácie prepínača PoE ULTIPOWER 0064afat 6xFE (4xPoE), 802.3af/at pri 65 W N29978.
Ako predĺžiť alebo rozvetviť napájanie PoE?
Existujú zariadenia, ktoré sú miniatúrnymi PoE prepínačmi, ktoré fungujú ako extender (repeater) siete LAN a napájania PoE. Regenerujú sieťový signál a prenášajú PoE napájanie na vybrané výstupy. Umožňujú „spevniť“ a predĺžiť sieť na úsekoch dlhších ako 100 metrov. Okrem toho sú ideálne ako „aktívny rozbočovač“ v situáciách, keď potrebujeme na jednom kábli spustiť niekoľko PoE prijímačov (napr. niekoľko IP kamier) alebo keď potrebujeme vytvoriť ďalšiu sieťovú vetvu.
Pri používaní týchto zariadení je potrebné mať na pamäti, že celkový výkon spotrebovaný kamerami (PoE prijímačmi) pripojenými k extenderu nemôže prekročiť energetický rozpočet ponúkaný prepínačom napájajúcim celú linku.
Pri používaní týchto zariadení je potrebné mať na pamäti, že celkový výkon spotrebovaný kamerami (PoE prijímačmi) pripojenými k extenderu nemôže prekročiť energetický rozpočet ponúkaný prepínačom napájajúcim celú linku.
Príklady zariadení kompatibilných s PoE
Neštandardné riešenie - pasívne PoE
Schéma zapojenia pasívneho PoE napájača a napájaného zariadenia
Pasívne PoE zahŕňa posielanie napájacieho napätia cez vybrané vodiče sieťového kábla. Napätie je možné pripojiť priamo k zariadeniu alebo "vytiahnuť" cez špeciálne adaptéry. Neexistuje žiadna komunikácia medzi napájaným zariadením a napájaným zariadením. Napätie sa dodáva nepretržite.
Schéma napájania zvyčajne zodpovedá schéme IEEE 802.3af možnosť B. To znamená, že napätie odosielané na voľných pároch sa posiela na vodiče 4/5 (+) a 7/8 (-). Prenosová rýchlosť je obmedzená na 100 Mbit/s.
Existujú napájacie zariadenia, ktoré dokážu pracovať v sieti 1000 Mbit/s. Majú transformátory, ktoré umožňujú odosielanie napätia spolu s údajmi (ako v 802.3af možnosť A).
Je potrebné poznamenať, že pasívne PoE nie je v súlade so štandardom a neodporúča sa na implementáciu profesionálnych sietí.
Schéma napájania zvyčajne zodpovedá schéme IEEE 802.3af možnosť B. To znamená, že napätie odosielané na voľných pároch sa posiela na vodiče 4/5 (+) a 7/8 (-). Prenosová rýchlosť je obmedzená na 100 Mbit/s.
Existujú napájacie zariadenia, ktoré dokážu pracovať v sieti 1000 Mbit/s. Majú transformátory, ktoré umožňujú odosielanie napätia spolu s údajmi (ako v 802.3af možnosť A).
Je potrebné poznamenať, že pasívne PoE nie je v súlade so štandardom a neodporúča sa na implementáciu profesionálnych sietí.
Pasívne PoE zariadenia
Príklad pasívne PoE riešenia v sieti CCTV
Adaptér N9205 PoE umožňuje prenos dát a napájania jedným krúteným párom (údaje na vodičoch 1, 2, 3 a 6 a napájanie pomocou vodičov 4, 5, 7 a 8).