Электропитание по сетевому кабелю - Power over Ethernet предлагает множество преимуществ и возможных применений. Из этой статьи вы можете узнать, как работает технология, какие требования должны быть выполнены и как можно использовать эту технологию.
Что такое PoE?
При использовании Power-over-Ethernet оконечное устройство получает питание по существующему кабелю витой пары и штекерным соединениям RJ45 через интерфейс Ethernet на стороне сети. Другими словами, данные и мощность для подачи энергии передаются вместе по кабелю на конечное устройство.
Преимущество этой технологии очевидно: можно сэкономить на кабеле питания. Это, в свою очередь, позволяет избежать путаницы кабелей, экономит место в ограниченном пространстве и, как правило, также снижает затраты на установку.
Важные требования для Power over Ethernet
Для того чтобы устройство могло получать питание через сеть передачи данных, питание должно подаваться в линию передачи данных в дополнение к данным. Этот метод особенно подходит для IP-телефонов, коммутаторов, точек доступа WLAN или камер наблюдения. Электропитание конечных устройств в сетевых технологиях обычно находится в сфере влияния производителя конечных устройств.
Еще один момент, который необходимо учитывать перед монтажом – это дополнительный подогрев кабеля. Чем больше ток протекает по витой паре, тем больше тепла выделяется из-за сопротивления. Однако это влияет на передачу данных. Поэтому следует заранее уточнить, какую нагрузку должен выдерживать кабель и как может отводиться тепло.
Кроме того, кабель не может быть любой длины, так как более длинные линии приводят к падению напряжения. Поэтому при покупке необходимо учитывать сечение провода, которое не должно превышать значение 24 AWG.
Подробнее о технологии
Существует несколько способов передачи питания по кабелям Ethernet:
- В типичном кабеле CAT5 используются только две из четырех сигнальных пар. Режим B занимает две неиспользуемые пары с передачей данных.
- В режиме А данные передаются по тем же парам проводов, что и Ethernet 10/100 Мбит/с, аналогично фантомному питанию транзисторных микрофонов через развязанные беспотенциальные линии передачи данных постоянного тока.
При использовании Gigabit Ethernet и выше для передачи данных требуются все четыре пары. В этом случае оба варианта проводят электричество по парам проводов, которые также необходимы для передачи данных.
Стандарты POE
Кроме того, доступны следующие стандарты:
- Стандарт IEEE 802.3af-2003 обеспечивает устройства мощностью до 15,4 Вт (мин. 44 В и 350 мА) на каждый порт. Однако гарантируется только 12,95 Вт, поскольку определенная часть теряется при передаче.
- Более новый стандарт IEEE 802.3at-2009 (также известный как PoE+) предлагает мощность до 25,5 Вт. Этот стандарт запрещает передачу энергии по всем четырем парам сигналов.
- Другим стандартом, который особенно важен в промышленной среде, например, в транспортных средствах или производственных машинах, является IEEE 802.3bu (PoDL) для однопарных линий. Имеется десять уровней мощности от 5 до 50 Вт.
- Новая разработка стандарта IEEE 802.3bt (4PPoE или PoE++) предназначена для обеспечения еще большей мощности блока питания: до 55 Вт (уровень 3) и 100 Вт (уровень 4). Каждая пара линий должна была бы выдерживать напряжение до 600 или 960 мА. Таким образом, все рабочее место с компьютером, экраном и телефоном может питаться по кабелю LAN.
Классы производительности
В зависимости от области применения и поставляемого устройства могут быть выбраны разные классы мощности:
Что касается совместимости, то устройства PoE поддерживают обратную совместимость, более новые устройства подходят для питания более старых потребителей.
Обнаружение PoE
Перед подачей питания источник питания должен сначала классифицировать конечное устройство. Это позволяет избежать повреждения конечных устройств, не поддерживающих PoE. Для этого источник питания использует классификационный ток и низкое напряжение, чтобы определить, поддерживает ли конечное устройство эту технологию и к какому классу оно принадлежит.
В зависимости от конечного устройства может осуществляться обмен информацией (процедура квитирования) между источником питания и конечным устройством, при этом конечное устройство передает класс PD.Чтобы на первом этапе отличить конечные устройства с поддержкой PoE от неподходящих конечных устройств, в источнике питания используется процесс под названием Resistive Power Directory. Для этой цели конечное устройство с поддержкой PoE имеет входную цепь с пассивными компонентами. Источник питания использует измерительную схему для проверки внутреннего сопротивления потребителя. Если оно находится в пределах от 19 до 26,5 кОм и имеет максимальную емкость 10 мкФ, блок питания активируется.
На втором этапе обнаружения определяется класс производительности. В любом случае конечные устройства Power-over-Ethernet должны поддерживать оба метода энергопотребления. Источник энергии может свободно выбирать, какой метод он поддерживает. Однако одновременное использование обоих методов запрещено.
Варианты энергоснабжения
Стандарт IEEE 802.3af описывает потребителя, питаемое устройство (PD) и источник питания, оборудование источника питания (PSE).
- Метод Endspan: Энергия подается непосредственно от центрального источника питания. Например, через коммутатор с поддержкой PoE.
- Метод Midspan: питание подается через промежуточный или замкнутый блок питания. Например, через инжектор PoE или разветвитель PoE.
Метод Endspan: источник питания с коммутатором с поддержкой PoE
В методе endpan источник питания (оборудование источника питания, PSE) обычно представляет собой коммутатор с поддержкой PoE, который питает себя и подключенные конечные устройства PoE от своего блока питания.
Примечание. Обычно общая мощность PoE в источнике питания ограничена. Это означает, что полный ток не может быть получен одновременно со всех портов. Таким образом, вы всегда должны учитывать энергопотребление отдельных конечных устройств PoE и при необходимости измерять их. Кроме того, фактическую потребляемую мощность необходимо сравнить с возможной номинальной мощностью источника питания.
Метод Midspan: источник питания с инжектором PoE
Если вы хотите снабжать питанием отдельные конечные устройства PoE, вам не нужен коммутатор с поддержкой PoE. В таком случае достаточно простого силового инжектора. Он подключается к сетевому кабелю от коммутатора и отходящему сетевому кабелю к конечному устройству.
Если поставляемое конечное устройство не поддерживает Power-over-Ethernet, питание можно отделить от сетевого кабеля с помощью разветвителя PoE, чтобы снабжать конечное устройство питанием обычным способом.
Энергоснабжение с инжектором и сплиттером действует как решение «сделай сам», поэтому оно имеет смысл только в небольших сетях с отдельными устройствами. Например, для проверки Power-over-Ethernet. Если у вас есть несколько таких конечных устройств, но нет коммутатора с поддержкой PoE, имеет смысл установить концентратор питания, который следует установить вместе с коммутатором.
Области применения
Области применения стандарта разнообразны и варьируются от товаров для частного сектора до оргтехники и промышленного использования. Наиболее известными, вероятно, являются VoIP-телефоны или IP-камеры. Технология PoE особенно подходит для точек доступа WLAN, сетевых маршрутизаторов, телефонов VoIP, сетевых коммутаторов или IP-камер.
В будущем эта технология будет особенно интересна для умного дома или умного офиса, например, для интеллектуального управления освещением или светодиодных выключателей.
В промышленной среде эту технологию можно использовать, например, для датчиков, счетчиков или контроллеров.
Если стоит выбор, где купить сетевое оборудование выбирайте надёжного поставщика. Компания «АнЛан» занимает лидирующие позиции на рынке РФ с 2007 года. Разумная цена и европейское качество — то, что отличает продукцию компании от других организаций.