Какие два устройства обычно питаются от Ethernet PoE, выберите два варианта

Обновлено: 01.07.2024

С добавлением большего количества устройств с поддержкой Ethernet, увеличивающихся в геометрической прогрессии, потребность в питании этих устройств от стандартных розеток переменного тока часто становится ограничивающим фактором. IP-телефоны, точки беспроводного доступа, IP-камеры и серверы устройств являются примерами устройств, которые должны иметь поблизости розетку переменного тока для подключения адаптера питания постоянного тока. В лучшем случае установка блока питания и проводка увеличивают трудозатраты и приводят к путанице с дополнительной проводкой; В худшем случае отсутствие поблизости источника переменного тока означает, что устройства не могут быть легко установлены там, где они необходимы.

В ответ на эту потребность IEEE разработала стандарт IEEE 802.3af (и более поздний стандарт IEEE 802.3at), чтобы стандартизировать систему подачи питания низкого напряжения на сетевые устройства по линии связи. Выпущенный в середине 2003 года первоначальный стандарт назывался «Питание оконечного оборудования данных (DTE) через медиа-зависимый интерфейс (MDI)». Его чаще называют «Power over Ethernet» (POE). PoE подает питание на сетевые устройства по тому же стандартному кабелю категории 5e (CAT-5), по которому передаются данные. Устройства можно устанавливать везде, где есть структурированная проводка Ethernet, без необходимости наличия поблизости розеток переменного тока.

Преимущества PoE включают повышенную мобильность конечных устройств, дополнительную безопасность (отсутствие подключения к сети переменного тока), простоту установки, надежность, безопасность и экономию средств. Эти преимущества привели к разработке множества новых продуктов с поддержкой PoE (включая коммутаторы, маршрутизаторы и медиаконвертеры B+B SmartWorx).

Как работает PoE

В схеме PoE задействованы два разных типа устройств: оборудование источника питания (PSE) и устройства с питанием (PD).

PD – это конечные сетевые устройства с поддержкой PoE, способные принимать низковольтную мощность, передаваемую по структурированному кабелю Ethernet CAT-5. PSE обеспечивают питание постоянного тока для PD.

PSE обеспечивают до 12 Вт при напряжении 48 В на каждый PD. PSE может быть концевым или промежуточным устройством. Терминальное устройство обычно представляет собой сетевой коммутатор, способный обеспечивать питание PoE на каждом порту. Промежуточное устройство подключается в линию к каждому конечному устройству и добавляет питание в линию.

Электропитание передается по кабелю двумя способами: вариант A и вариант B.

Альтернативный вариант A использует симплексный метод или метод «фантомного питания» для подачи питания на конечное устройство. Питание передается по тем же проводникам, что и данные. Кабели CAT-5 для стандартных 10BaseT и 100Base-TX Ethernet используют две пары данных/сигналов, подключенных к контактам 1 и 2 и контактам 3 и 6 на разъемах RJ-45. Оборудование источника питания (PSE) подает питание на эти контакты через центральный отвод внутренних трансформаторов связи сигналов. В устройстве с питанием (PD) питание по этим линиям поступает обратным способом.

< бр />

Рис. 1. Power-over-Ethernet — вариант A

Вариант B передает питание по запасным парам проводов в кабеле. Оборудование источника питания (PSE) подает положительное напряжение на контакты 4 и 5. Получает напряжение питания, реализованное на контактах 7 и 8.

< бр />

Рис. 2. Power-over-Ethernet — вариант B

Подробнее об устройствах с питанием

PD предназначены для приема PoE в любом формате (вариант A или вариант B), чтобы они могли получать питание независимо от того, какой вариант реализован в PSE. При работе в режиме «Альтернатива А» PD автоматически подстраивается под полярность напряжения питания. Это гарантирует, что устройство будет работать даже при использовании перекрестного кабеля. Иногда это происходит, если интерфейс, зависящий от носителя (MDI), например сетевая карта ПК, подключен к PD, который также подключен как MDI.

< бр />

Рис. 3. Устройство с питанием

Подробнее об оборудовании для источников питания

Два типа устройств PSE (концевой и промежуточный) в разных ситуациях. PSE Endspan также подключаются в новых установках, где требуется новый коммутатор или маршрутизатор. Устройства Midspan чаще добавляются в существующую сеть для добавления возможностей PoE. Устройства Midspan подключаются в линию между существующим коммутатором и PD. Их можно получить в виде одной или нескольких строк.

Иногда на начальном этапе оборудование для источника питания предназначено для обнаружения и подачи питания на сетевое устройство только в том случае, если оно идентифицировано как устройство с поддержкой PoE. При первом подключении PSE инициирует процесс обнаружения, который включает в себя низкие напряжения зондирования для определения типа подключенного PD, избегая при этом повреждения сетевых устройств, не поддерживающих PoE.

Некоторое оборудование для источников питания также может определять класс мощности PD. PD относятся к одному из следующих пяти классов (в зависимости от требуемой мощности):

Если PD не поддерживает классификацию, ему присваивается классификация по умолчанию 0, что указывает на то, что PSE должен обеспечивать максимальную необходимую мощность. Классификация подключенных PD позволяет PSE оптимизировать распределение мощности.

PSE могут обнаруживать несколько нежелательных условий нагрузки, включая короткие кабели связи, отсоединенные PD и подключение устройств без PoE. При обнаружении неисправности PSE отключит питание от линии связи до того, как произойдет повреждение.

Глоссарий по питанию через Ethernet

PoE — Power Over Ethernet, IEEE 8.0.3af: технология, позволяющая сетевым устройствам Ethernet с поддержкой PoE (VoIP, WiFI и т. д.) получать питание (до 15,4 Вт) и данные по существующим CAT. -5 Кабель Ethernet без необходимости вносить в него изменения.

PoE+ — Power Over Ethernet, IEEE 8.0.3at: более поздний стандарт PoE, который обеспечивает мощность до 25,5 Вт для каждого устройства (камеры P/T/Z, видеотелефоны IP, системы сигнализации и т. д.).

PD — устройство с питанием: Ethernet-устройство, получающее питание по сети Ethernet. Примеры устройств: IP-телефон с поддержкой PoE, беспроводная точка доступа, сервер последовательных устройств, любое IP-устройство, требующее питания.

PSE – оборудование для источника питания. Сетевой элемент PoE, который подает питание на кабель Ethernet. Это может быть конечное устройство, например коммутатор с поддержкой PoE, или промежуточное устройство, расположенное между коммутатором и PD.

Midspan — устройство Midspan — это PSE, которое подает питание на кабель Ethernet. Он расположен между коммутатором LAN и PD. Как правило, промежуточные устройства добавляются к существующим сетям, чтобы можно было использовать PD с поддержкой PoE.

Endspan. Конечным устройством обычно является коммутатор с поддержкой PoE. Устройства Endspan часто внедряются при создании новой сети, чтобы избежать добавления промежуточных устройств, а также коммутатора.

IEEE 802.3af — стандарт IEEE (ратифицирован в июне 2003 г.), определяющий передачу мощности (до 15,4 Вт) по инфраструктуре Ethernet. Также называется питанием оконечного оборудования данных (DTE) через интерфейс, зависящий от среды.

IEEE 802.3at — пересмотренный стандарт IEEE (сентябрь 2009 г.), обеспечивающий мощность до 25,5 Вт для устройств типа 2 и запрещающий питаемому устройству использовать для питания все четыре пары.

Ethernet. Ethernet, стандарт IEEE 802.3, является наиболее часто используемой технологией компьютерных локальных сетей. Ethernet использует топологию шины или звезды и полагается на форму доступа, известную как множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/DC), для регулирования трафика линии связи.

CAT-5 — кабель категории 5 — это стандартный тип кабеля UTP, используемый для горизонтальной проводки Ethernet. Кабель CAT-5 содержит восемь проводников, четыре из которых используются для передачи данных в сетях 10BaseT и 100BaseTX Ethernet.

Точка доступа — устройство беспроводной локальной сети, которое взаимодействует с проводной локальной сетью Ethernet.

RJ-45 — стандарт зарегистрированного разъема 45. RJ-45 — это однолинейный разъем для цифровой передачи по обычному телефонному проводу, скрученному или нескрученному. Это интерфейс стандартов Ethernet 10BaseT и 100BaseT. Разъем имеет восемь точек подключения и может вмещать до восьми проводов.

UTP – неэкранированная витая пара. Кабель, используемый для большинства телефонных проводов, а также для некоторых видов связи между компьютерами. Он содержит пары неэкранированных проводов, скрученных вместе, и представляет собой недорогой способ передачи сигналов с относительно низким уровнем шума. Кабель CAT-5 — UTP.

STP – экранированная витая пара. Тип кабеля, который иногда используется в сети. Каждая пара имеет металлическую оболочку для защиты от помех.

БСНН — безопасное сверхнизкое напряжение: Цепь, спроектированная и защищенная таким образом, что в нормальных условиях и при единичных неисправностях ее напряжения не превышают безопасного значения (60 В постоянного тока).

MDI / MDI-X — интерфейс, зависящий от носителя: в кабельной разводке Ethernet концепции передачи и приема рассматриваются с точки зрения конечного устройства (сетевая карта ПК, IP-телефон, сервер устройств, беспроводная точка доступа и т. д.). Конечное устройство подключено как MDI — данные передаются по контактам 1 и 2; полученный на контактах 3 и 6. Концентратор, коммутатор или маршрутизатор, используемые в сети, подключены как MDI-X, в котором перспектива обратная, контакты 1 и 2 — это контакты приема, контакты 3 и 6 — контакты передачи. Для соединения двух конечных устройств (например, двух компьютеров с сетевыми интерфейсами) требуется перекрестный кабель.

DTE — терминальное оборудование данных. Элемент связи, являющийся источником данных, в отличие от оборудования передачи данных (DCE), которое принимает данные от DTE и передает их другому DCE. ПК обычно являются DTE.

Гальваническая развязка. Электрическая изоляция двух частей цепи, исключающая протекание тока между ними.Это достигается с помощью трансформатора или оптопары и часто делается для обеспечения безопасности оборудования, а также персонала, использующего его.

Преобразователь постоянного тока в постоянный — электронное устройство, которое преобразует мощность постоянного тока при одном напряжении в мощность постоянного тока при другом напряжении (может быть выше или ниже). Входная и выходная стороны преобразователя обычно гальванически изолированы друг от друга.

Коммутатор — сетевое устройство, которое соединяет несколько компьютеров в локальной сети, чтобы они могли взаимодействовать друг с другом, с остальной частью сети и с Интернетом. В отличие от концентратора, пользователи, подключенные к коммутатору, не используют доступную полосу пропускания. Каждый порт коммутатора работает с полной пропускной способностью порта коммутатора. Коммутатор отслеживает MAC-адреса, прикрепленные к каждому из его портов, и передает данные предполагаемому получателю.

Концентратор — соединительное устройство для сетей, которое позволяет нескольким сегментам или компьютерам подключаться и обмениваться пакетами информации. Концентраторы просто воспроизводят и повторно отправляют импульсы данных и не переключают данные на основе их адреса или содержания.

LAN – локальная сеть. Коммуникационная сеть, соединяющая группу компьютеров, принтеров и других устройств на относительно ограниченной территории (дом, офис или небольшое здание). Локальная сеть позволяет любому подключенному устройству взаимодействовать с любым другим в сети. Локальная сеть, в свою очередь, часто подключается к другим локальным сетям, к Интернету или другой глобальной сети.

Фантомное питание — метод подачи питания в цепь, в котором постоянное напряжение подается в равной степени на два сигнальных проводника, обычно путем симплексирования постоянного тока с использованием центрального отвода сигнальных трансформаторов связи. Мощность постоянного тока снимается с сигнала на приеме с помощью другого комплекта трансформаторов связи.

Power over Ethernet подает электроэнергию на устройства с поддержкой PoE по сетевым кабелям CATx. Поскольку вам не нужно прокладывать электропроводку, PoE экономит деньги на материалах и времени на установку. Это также гибко, особенно для удаленных приложений, поскольку не требует наличия поблизости электрической розетки. Эти и другие преимущества привели к резкому росту популярности PoE в последние годы. Однако ограничивающим фактором всегда была мощность.

Как работает PoE?

Это работает просто. Кабель Ethernet, соответствующий стандартам CATx, состоит из четырех витых пар, и PoE передает питание по этим парам на устройства с поддержкой PoE. Первые стандарты PoE используют две витые пары для передачи данных, а остальные две пары используются для передачи электроэнергии. Благодаря новым стандартам PoE питание и данные передаются по всем четырем витым парам.

Когда для питания и данных используются одни и те же пары, передача питания и данных не мешает друг другу. Это потому, что электричество и данные передаются на противоположных концах частотного спектра. Электричество имеет низкую частоту 60 Гц или меньше, а частота передачи данных может варьироваться от 10 млн до 100 млн Гц.

Что такое стандарт PoE 802.3at?

Исходный стандарт PoE IEEE 802.3af-2003 обеспечивает мощность постоянного тока до 15,4 Вт на каждом порту. Обновленный стандарт PoE IEEE 802.3at-2009, также известный как PoE+ или PoE plus, позволяет подавать до 30 Вт мощности на устройства типа 2. Этой мощности достаточно для таких устройств, как VoIP-телефоны, точки беспроводного доступа и камеры видеонаблюдения. Но этого недостаточно для таких технологий, как дисплеи с плоским экраном, светодиодное освещение или торговые POS-терминалы.

Представляем стандарт PoE 802.3bt

Чтобы удовлетворить спрос на более высокую мощность, в конце 2018 года IEEE выпустила новый стандарт PoE, который значительно увеличил пропускную способность. IEEE 802.3bt допускает мощность от 60 Вт до 100 Вт на источнике, обеспечивая питание по четырем парам проводов (по сравнению с возможностью предыдущей технологии подавать питание только по двум парам). Это увеличение мощности позволяет использовать PoE для большего количества устройств и приложений. Дополнительным преимуществом нового стандарта является повышение энергоэффективности за счет минимизации потерь мощности в кабеле, что может сократить потери мощности вдвое.

Новый стандарт будет включать поддержку 2,5GBASE-T, 5GBASE-T и 10GBASE-T, тогда как в существующих стандартах максимальная скорость составляет 1 Гбит/с. Эта новая поддержка создаст промежуточные скорости передачи данных между существующими стандартами.

Типы PoE и уровни мощности

Предыдущие технологии PoE включали PoE типа 1, также называемого IEEE 802.3af, и PoE типа 2, более известного как 802.3at или PoE+. Оба используют 2-парное питание через Ethernet, тип 1 с максимальной мощностью 15,4 Вт на порт и тип 2 с максимальной мощностью 30 Вт на порт.

С новым стандартом 802.3bt появились два новых варианта: тип 3 и тип 4. Тип 3 также называется 4-парным PoE, 4PPoE, PoE++ или UPoE.Он обеспечивает мощность 60 Вт на порт и идеально подходит для оборудования для видеоконференций, точек беспроводного доступа с несколькими радиоканалами, поворотных камер и устройств управления зданием.

Тип 4 (еще одно обозначение — PoE высокой мощности) обеспечивает максимальную мощность, потенциально до 100 Вт постоянного тока (71,3 Вт на каждое устройство), и может поддерживать плоские экраны и ноутбуки. Более подробные характеристики PoE типа 4 и других типов можно найти в следующей таблице.

< tr> td>

Имя	Стандарт IEEE	Мощность к питаемому устройству (PD)	Макс. Мощность на порт	Пары под напряжением	Поддерживаемые устройства
PoE	IEEE 802.3af	12,95 Вт	15,4 Вт	2-парные	Статические камеры наблюдения, VoIP-телефоны, точки беспроводного доступа
PoE+	IEEE 802.3at	25,5 Вт	30 Вт	2-пара	Поворотные камеры, видеотелефоны, системы сигнализации
PoE++	IEEE 802.3bt (Type 3)	51 Вт	60 Вт	4 пары	Оборудование для видеоконференций, многоканальные беспроводные точки доступа
PoE++< /th>	IEEE 802.3bt (Type 4)	71,3 Вт	100 Вт	4 пары	Ноутбуки, плоские экраны

Применения и преимущества PoE

Используйте один набор витых пар для передачи данных и маломощных устройств.
Помимо приложений, упомянутых выше, PoE также хорошо подходит для видеонаблюдения, управления зданием, розничных видеокиосков, умных вывесок, торговых автоматов и розничных информационных систем.
Экономьте деньги, избавляясь от необходимости прокладки электропроводки.
Легко перемещайте устройство с минимальными помехами.
Если ваша локальная сеть защищена от сбоя питания с помощью ИБП, устройства PoE, подключенные к вашей локальной сети, также защищены от сбоя питания.

Black Box предлагает широкий спектр продуктов PoE, которые позволяют вам использовать более мощные возможности PoE, такие как следующие:

Коммутаторы PoE Ethernet

Коммутаторы PoE Ethernet могут выступать в качестве оборудования источника питания помимо своих обычных функций. Они подают питание в кабель Ethernet для питания подключенных устройств с поддержкой PoE, таких как точки беспроводного доступа и камеры видеонаблюдения. Узнайте больше о Ethernet-коммутаторах PoE.

Разветвители PoE

Разветвители PoE получают сигнал PoE с данными и питанием. Они разделяют данные и питание на две разные линии для поддержки устройств без PoE. Узнайте больше о разветвителях PoE.

Повторители/удлинители PoE

Включите расширение соединений PoE за пределы 100 метров, чтобы получить доступ к удаленным устройствам PoE, таким как точки доступа, камеры и телефоны VoIP. Узнайте больше о повторителях/удлинителях PoE.

Медиаконвертеры PoE

Медиаконвертеры PoE — это идеальный способ расширить вашу сеть по оптоволоконному или медному кабелю, а также обеспечить питание удаленных устройств PoE для передачи данных на большие расстояния. Они действуют как преобразователь меди в оптоволокно и оборудование источника питания в одном устройстве. Узнайте больше о медиаконвертерах PoE.

Инжекторы PoE

Инжекторы PoE одновременно передают данные и питание по одному кабелю Ethernet. Инжекторы этого типа питают различные VoIP-телефоны, камеры системы безопасности, точки доступа к беспроводной сети, точки доступа Bluetooth® и другое оборудование, совместимое со стандартом 802.3af. С его помощью вы избегаете затрат и хлопот, связанных с подключением источника переменного тока к удаленным камерам, точкам доступа или тонким клиентам. Перемещайте оборудование из комнаты в комнату без дорогостоящей и трудоемкой замены проводки. Узнайте больше о инжекторах PoE.

Power over Ethernet (PoE) – это технология, которая передает электроэнергию по кабелю Ethernet с витой парой на питаемые устройства (PD), такие как точки беспроводного доступа, IP-камеры и телефоны VoIP, в дополнение к данным, которые обычно передаются по кабелю. Это позволяет использовать один кабель RJ45 для передачи данных и электропитания для PD вместо того, чтобы иметь отдельный кабель для каждого.

Терминология

Вот некоторые из наиболее распространенных терминов, связанных с технологией PoE.

PoE, PoE+ и Ultra PoE

По мере развития технологии Power over Ethernet количество энергии, которую можно передать по кабелю Ethernet, увеличилось. Коммутаторы и инжекторы PoE, совместимые с IEEE, могут выдавать мощность от 12 Вт до более 70 Вт на порт. Вот названия и выходные мощности, которые предлагает PoE.

Стандарт PoE	Общее имя PoE	Выходная мощность	Год	CommentComment
IEEE 802.3af	PoE	15,40 Вт	2003	12,95 Вт для подключенного устройства (PD)
IEEE 802.3at	PoE+	30 Вт	2009	25,50 Вт для подключенного устройства ( PD)
IEEE 802.3bt Type 3	4PPoE, Ultra PoE , UPoE	60 Вт	2018	Мощность 51 Вт для подключенного устройства (PD)
IEEE 802.3bt Type 4	Ultra PoE, UPoE	100 Вт	2018	Мощность 71 Вт для подключенного устройства (PD)

Устройство с питанием (PD)

Любое сетевое устройство с питанием от Power over Ethernet называется устройством с питанием или PD. Типичными примерами являются точки беспроводного доступа, IP-камеры безопасности и IP-телефоны. Распространение более мощного стандарта IEEE 802.3bt проложило путь для более энергоемких приложений, таких как светодиодное освещение PoE и высокоскоростные наружные сетевые камеры высокой четкости PoE с климат-контролем.

Оборудование для источников питания (PSE)

Устройства PSE передают питание и данные по кабелю Ethernet на подключенный PD. Устройства PSE классифицируются как «промежуточные» или «конечные».

ENDSPAN

Также называемая конечной точкой, типичным конечным узлом является сетевой коммутатор PoE или инжектор Power over Ethernet. Поскольку сам коммутатор может питать подключенные устройства, нет необходимости в дополнительном источнике питания между коммутатором PoE (PSE) и подключенным периферийным устройством PoE (PD).

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ДИАПАЗОН

Если сетевой коммутатор, не поддерживающий PoE, будет использоваться с устройством Power over Ethernet, потребуется источник питания, добавляющий питание к соединению. Это устройство размещается между («посередине») сетевым коммутатором без PoE и устройством PoE. Очень распространенным типом инжектора PoE является инжектор PoE.

Каковы преимущества?

Технология PoE предлагает несколько преимуществ. Во-первых, передача данных и питания по стандартному кабелю Ethernet устраняет необходимость в источниках питания переменного/постоянного тока и розетках для питания оборудования PD. Это снижает затраты на добавление или установку совместимого оборудования PD, поскольку вам не нужен электрик для установки розетки, если ее нет там, где вы хотите разместить новые PD. Кроме того, обычный Ethernet-кабель стоит недорого и часто уже проложен на месте. Во-вторых, с технологией PoE в целом меньше точек отказа. Подключите управляемый или неуправляемый коммутатор PoE или инжектор Power over Ethernet к источнику бесперебойного питания (ИБП), и ваши устройства с питанием от PoE будут гарантированно получать постоянную подачу питания, что важно для критически важных периферийных устройств PoE. В-третьих, установки Power over Ethernet, в которых используются управляемые коммутаторы PoE, предлагают возможность удаленного перезапуска подключенных устройств PoE. Это можно сделать вручную, автоматически или по расписанию. Современные коммутаторы PoE оснащены функцией сторожевого таймера (например, Powered Device Manager [PDM]), которая отключает питание автономных устройств, а затем снова подает его для перезагрузки. Эта функция помогает значительно сократить время простоя подключенных устройств.

Безопасна ли технология Power over Ethernet? Может ли это повредить мое оборудование?

Технология PoE, совместимая со стандартом IEEE 802.3af/at/bt, безопасна. Инжекторы и коммутаторы PoE не повредят какое-либо оборудование, даже если оно не предназначено для приложений PoE. Перед тем, как PSE отправит питание на подключенный PD, PSE инициирует процедуру квитирования, которая устанавливает, сколько энергии требуется подключенному устройству. Эта процедура использует низкое напряжение и безвредна для любого подключенного устройства, PoE или не PoE. Если рукопожатие завершено, инжектор или коммутатор PoE начинает подавать питание, что запускает PD. Если это рукопожатие не завершено по какой-либо причине, PSE никогда не посылает никакой мощности. Именно эта встроенная функция всех устройств, совместимых со стандартом IEEE 802.3af/at/bt, делает технологию PoE по своей сути безопасной.

Какой сетевой кабель можно использовать?

Можно ли использовать кабель CCA (Cu/Al)?

Существует много (неверной) информации о недостатках этого типа кабеля. Алюминиевый кабель с медным покрытием (CCA) использует алюминиевую (алюминиевую) жилу и покрыт медью. Он отличается от обычного сетевого кабеля со 100% медным сердечником.

Проще говоря, алюминий не является таким хорошим проводником электричества. Он имеет более высокое значение сопротивления постоянному току, чем медь, поэтому больше энергии теряется и рассеивается в виде тепла (и чем длиннее кабельное соединение, тем хуже становится). Повышенный нагрев и большие потери мощности в кабеле являются основными проблемами в приложениях PoE, поэтому мы не рекомендуем использовать их с инжекторами PoE или коммутаторами.

Для стандартных сетевых приложений кабели CCA обычно отлично справляются со своей задачей и стоят меньше, чем полностью медные кабели.

Вывод. Для приложений PoE требуйте от поставщика полностью медный сетевой кабель.

Каковы электрические характеристики стандартов PoE?

Для большинства пользователей значение "Минимальная мощность для PD" является наиболее важным, так как это значение определяет, какой стандарт PoE обеспечивает достаточную мощность для требуемого приложения.

< td data-cell-id="D3" >25,5 Вт

Стандарт PoE	Напряжение @ PD	Напряжение на PSE	Минимальная мощность для PD*	Минимальная мощность @ PSE	Поддерживаемые режимы	Максимальная длина кабеля
IEEE 802.3af	37–57 В	44–57 В	12,95 Вт	15,40 Вт	Режим A + B	100 м
IEEE 802.3at	42,5–57 В	50–57 В	30 Вт	Режим A + B	100 м
IEEE 802.3bt Type 3	42,5-57 В	50-57 В	51 Вт	60 Вт	Режим A + B, 4-парный режим	100 м
IEEE 802.3 bt Тип 4	41,1-57 В	52-57 В	71 Вт	100 Вт	Режим A + B, 4-парный режим	100 м

* Короткие расстояния по высококачественному кабелю приводят к значениям мощности, которые ближе к выходной мощности на PSE.

Как подключить граничные устройства PoE, которые находятся на расстоянии более 100 метров?

Расстояние подключения можно увеличить с помощью так называемого удлинителя PoE или повторителя PoE. Удлинитель Power over Ethernet устанавливается между PSE и PD. С каждой стороны расстояние соединения может составлять 100 метров (328 футов). Некоторые удлинители PoE позволяют последовательно подключать несколько устройств, увеличивая общее расстояние соединения до 500 метров (1640 футов).

Как это работает?

Расширитель Power over Ethernet получает питание и данные от PSE, к которому он подключен. Он использует часть этой мощности для своей работы, а оставшуюся мощность передает следующему устройству PoE. Расширитель Gigabit PoE обычно потребляет от 4 до 5 Вт. Если вы подключите его к IEEE 802.3at PSE, который может подавать примерно 25 Вт мощности на расширитель, у вас будет примерно 20–21 Вт, доступный для подключенного устройства PoE. Если вы каскадируете удлинители PoE, вы потеряете от 4 до 5 ватт для каждого удлинителя, поэтому у вас будет около 15 ватт для следующего PD, 10 ватт для PD после этого и так далее. В таблице ниже показана взаимосвязь между доступностью питания и количеством используемых удлинителей PoE.

< td data-cell-id="A2" >1

Количество расширителей	Расстояние	Максимальная мощность, доступная от PSE (вход)	Максимальная мощность для PD (выход)
200 м	25 Вт	20 Вт
2	300 м	20 Вт	15 Вт
3	400 м	15 Вт	10 Вт
4	500 м	10 Вт	5 Вт

На приведенных выше рисунках предполагается, что расширитель PoE потребляет 5 Вт для себя. Хотя это, конечно, слишком много — вы можете потерять только 4 Вт на каждый удлинитель — в таких сценариях хорошо быть осторожным в отношении доступной мощности.

Power over Ethernet (POE) – это технология, позволяющая передавать электроэнергию по сетевым кабелям.

Например, цифровая камера безопасности обычно требует двух подключений при установке:

Подключение к сети для связи с видеозаписывающим и отображающим оборудованием

Подключение к сети для подачи электроэнергии, необходимой для работы камеры

Однако, если камера поддерживает POE, необходимо выполнить только сетевое подключение, так как она также будет получать электропитание от этого кабеля.

Зачем использовать POE?

Указание Power over Ethernet дает много преимуществ при установке:

Экономия времени и средств — за счет сокращения времени и расходов на установку силовых кабелей. Для подключения сетевых кабелей не требуется квалифицированный электрик, и их можно проложить где угодно.

Гибкость – без привязки к электрической розетке такие устройства, как IP-камеры и точки беспроводного доступа, можно размещать там, где они больше всего нужны, и при необходимости легко перемещать их.

Безопасность – интеллектуальная доставка POE предназначена для защиты сетевого оборудования от перегрузки, недостаточного питания или неправильной установки.

Надежность. Питание POE поступает из центрального и универсально совместимого источника, а не из набора распределенных настенных адаптеров. Он может быть снабжен источником бесперебойного питания или управляться для простого отключения или сброса устройств.

Масштабируемость — доступное питание в сети означает простоту и эффективность установки и распределения сетевых подключений.

Устройства, использующие питание через Ethernet

VoIP-телефоны — оригинальное приложение POE. Использование POE означает, что телефоны имеют одно подключение к настенной розетке и могут отключаться удаленно, как и в старых аналоговых системах.

IP-камеры. Технология POE теперь повсеместно используется в сетевых камерах наблюдения, где она обеспечивает быстрое развертывание и простое изменение положения.

Беспроводная связь. Точки доступа Wi-Fi и Bluetooth, а также считыватели RFID, как правило, совместимы с PoE, что позволяет удаленно размещать их вдали от розеток переменного тока и перемещать после осмотра объекта.

Как перейти на POE

Добавить POE в вашу сеть несложно, и вы можете выбрать два маршрута:

Коммутатор POE — это сетевой коммутатор со встроенной технологией Power over Ethernet. Просто подключите другие сетевые устройства к коммутатору, как обычно, и коммутатор определит, совместимы ли они с POE, и автоматически включит питание. Коммутаторы POE доступны для всех приложений, от недорогих неуправляемых периферийных коммутаторов с несколькими портами до сложных многопортовых стоечных устройств со сложным управлением.

Midspan (или инжектор POE) используется для добавления возможности POE к обычным сетевым каналам без POE. Midspan можно использовать для обновления существующих установок LAN до POE и предоставления универсального решения, где требуется меньше портов POE. Модернизация каждого сетевого соединения до POE так же проста, как исправление его через промежуточный участок, и, как и в случае с коммутаторами POE, подача питания контролируется и выполняется автоматически. Инжекторы доступны в виде многопортовых устройств для монтажа в стойку или недорогих однопортовых инжекторов.

Также можно обновить питаемые устройства, такие как IP-камеры, до POE с помощью разветвителя POE. Разветвитель POE подключен к сетевому соединению камеры и отводит питание POE, которое преобразуется в более низкое напряжение, подходящее для камеры.

Хотите узнать больше?

Чтобы узнать о мифах и неправильных представлениях о технологии Power over Ethernet, возможностях мощного POE и немного больше о том, как работает эта технология, перейдите к разделу "Объяснение POE, часть 2".

В нашем информационном документе «Сила без борьбы» более подробно рассматриваются аргументы в пользу развертывания POE и объясняется, как можно эффективно использовать POE.

У нас также есть информационный документ с объяснением POE, в котором функциональность POE описана технически, но подробно.

Или просто свяжитесь с Veracity или одним из наших представителей, чтобы узнать, как мы можем помочь вам максимально эффективно использовать ваше приложение POE.

Power over Ethernet (PoE) изначально был разработан для подачи питания вместе с данными в места, где подключение к сети переменного тока было бы неудобным, дорогим или невозможным.

Однако даже в тех случаях, когда возможно питание от сети переменного тока, PoE предлагает некоторые дополнительные преимущества:

Передача данных и питание ограничены одним кабелем, что означает снижение требований к кабелям.
В большинстве случаев можно использовать существующую сетевую инфраструктуру.
PoE прост в настройке и не требует квалифицированного электрика для установки, поскольку он работает при низком напряжении.

В этой статье представлена основная информация о работе и спецификациях PoE.

Термины PoE и PoE+ частично совпадают по значению (как объяснено в разделе стандартов PoE и PoE+). По этой причине в этой статье оборудование PoE и PoE+ будет называться «оборудование PoE».

Определения PD и PSE

В системе с питанием от PoE всегда есть два типа устройств: одно подает питание, а другое потребляет. На языке стандарта PoE они называются Powered Device (PD) и Power Sourcing Equipment (PSE):

PD (Powered Device) – устройство, которое подключено к PSE и согласовывает с ним свои потребности в питании. Это считается силовой нагрузкой.

PSE (Power Sourcing Equipment) – устройство, которое согласовывает подачу питания с подключенным PD. Он считается источником энергии.

Типы PSE

Сегодня используются три основных типа PSE, и все они совместимы с кабелем категории 5e или выше. Тип PSE выбирается на основе существующей инфраструктуры и количества устройств PoE, которые в конечном итоге будут подключены.

Переключатель PoE (Конец промежутка)

Коммутатор PoE выглядит как обычный Ethernet-коммутатор, однако он представляет собой универсальное устройство для переключения данных и подачи питания. Как правило, это наиболее гибкое и экономичное решение, особенно если требуется новое сетевое оборудование и несколько PD нуждаются в PoE.

Однопортовый инжектор PoE (Midpan)

Однопортовый инжектор PoE (Midspan) предназначен для использования в линии с кабелем Ethernet для подачи питания на одно устройство. Он подходит для приложений, в которых недостаточно устройств PoE, чтобы оправдать стоимость коммутатора PoE, или если данные необходимо сначала передать на большое расстояние (например, по оптоволокну), а затем преобразовать обратно в медный кабель, а затем использовать PoE. применяется.

Недостатком использования однопортового инжектора PoE является необходимость наличия сетевой розетки для работы и тенденция к увеличению расходов, когда питание требуется нескольким устройствам.

Многопортовый инжектор PoE (Midspan)

Многопортовый инжектор PoE (Midspan) был разработан для подачи питания в существующую сеть Ethernet, где коммутатор Ethernet не поддерживает PoE. Блок Multi-Port PoE Injector располагается между существующим коммутатором Ethernet и устройствами PoE.

Стандарты PoE и PoE+

Электропитание предоставляется PD в зависимости от его класса. Классы PoE определяются двумя стандартами IEEE:

Стандарт IEEE 802.3af-2003 широко известен как "PoE". Он определяет классы PoE 0–3 с максимальной мощностью PD 12,95 Вт.

Стандарт IEEE 802.3at-2009, широко известный как "PoE+" или "PoE Plus", является более поздним обновлением стандарта IEEE 802.3af-2003 "PoE". Он определяет классы PoE 0-4, где классы 0-3 включены из более старого 802.3af Стандарт «PoE» для «Типа 1», а «Тип 2» включает только класс 4 с максимальной мощностью при PD, равной 25,5 Вт.

IEEE 802.3bt-2018 называется "4PPoE". Он включает классы 0–4 из более ранних стандартов и добавляет «Тип 3» (классы 5–6) и «Тип 4» (классы 7–8) с максимальной мощностью при частичном разряде, составляющей 71,3 Вт.

Стандарт IEEE 802.3af "PoE" не был отменен после введения стандарта IEEE 802.3at "PoE+", и оба стандарта все еще использовались. Это создало путаницу в отношении того, что именно означают термины «PoE» и «PoE+». Во многих публикациях неофициально используется «PoE» для обозначения класса 0-3 и «PoE+» для обозначения только класса 4. Но, как упоминалось выше, стандарт 802.3at «PoE+» включает классы 0–3 из более старого «PoE» 802.3af, поэтому «IEEE 802.3af PoE, класс 2» и «IEEE 802.3at PoE+, тип 1, класс 2» — это два разных, но правильные способы сказать то же самое — что устройству требуется 6,49 Вт Power over Ethernet. Возможно, еще больше сбивает с толку то, что термин «PoE» часто используется для общего обозначения общей концепции передачи мощности по кабелю Ethernet, независимо от того, сколько мощности передается или какой стандарт используется.

Мы рекомендуем провести дополнительные исследования, если в спецификации устройства указано только PoE, PoE+ или 4PPoE, но недостаточно информации о требованиях к питанию устройства. Также необходимо указать класс PoE+ или 4PPoE и/или точное значение потребляемой мощности. Семейства продуктов Biamp включают PoE-устройства классов 0-4. Используйте документацию, чтобы проверить требования к питанию для каждого устройства.

Также см. статью «Указание коммутаторов PoE для устройств Biamp Tesira», где приведены рекомендации по проектированию сети PoE для устройств Tesira PoE.

Согласование PoE

Если PD подключен к PSE, он проходит процедуру согласования PoE, прежде чем сможет получить необходимое питание для работы. Процедура согласования PoE определяется стандартами IEEE 802.3af/at. Кроме того, благодаря этой процедуре устройства без PoE не будут повреждены, если они подключены к PSE.

Согласование PoE состоит из трех этапов: обнаружение, классификация и работа.

Открытие

PSE оставляет порт Ethernet обесточенным и периодически проверяет, не было ли что-то подключено. Маловероятно, что низкое напряжение, используемое во время обнаружения, повредит устройство, не предназначенное для PoE. Когда PD подключается к порту PSE, PSE обнаруживает это и переходит к этапу классификации.

Классификация

Классификация — это процесс, с помощью которого PSE определяет, требуется ли PoE для подключенного устройства, и если да, то какой класс PoE ему требуется. Классификация может происходить в форме 1-события или 2-события, в зависимости от класса PoE PD.

1-событийная классификация — для PD 802.3af/at Class 0-3

PSE отправляет одиночный импульс напряжения на PD, считывает значение тока на проводе, проверяет, какому классу PoE соответствует это значение тока, и соответственно подает питание. Если PD возвращает значение класса 1, 2 или 3, то PSE обеспечивает мощность класса 1, 2 или 3 соответственно. Если PD возвращает значение класса 0, то обеспечивается питание класса 3.

2-событийная классификация — для PD 802.3at Class 4

Когда PD идентифицируется как устройство класса 4, PSE использует второе событие, чтобы убедиться, что PD действительно нуждается в более высоком уровне мощности. Это второе событие может быть одним из двух следующих методов:

Аппаратная двухсобытийная классификация

PSE сначала выполняет классификацию по одному событию, как описано выше. Если он считывает значение тока класса 4 с PD, он подает питание только класса 3 и повторяет импульс напряжения во второй раз. Если после этого 2-го события подтверждается, что PD относится к Классу 4, PSE обеспечивает питание Класса 4 для PD.

Классификация LLDP на основе программного обеспечения

PSE сначала выполняет классификацию по одному событию, как описано выше. Если он считывает текущее значение класса 4 с PD, он подает питание только класса 3 и запрашивает подтверждение от PD через протокол LLDP уровня 2 о том, действительно ли PD относится к классу 4. Если после этого 2-го события подтверждается, что PD является классом 4, PSE обеспечивает питание класса 4 для PD.

Поддержка классификации двух событий

Стандарт IEEE 802.3at определяет, что PD класса 4 должны поддерживать как аппаратную классификацию с двумя событиями, так и программную классификацию LLDP, в то время как PSE должен поддерживать только один из двух, но может поддерживать оба. Инжекторы PoE+ обычно поддерживают только аппаратную классификацию с двумя событиями. Многие коммутаторы PoE+ поддерживают оба метода.

Операция

После успешного завершения этапов обнаружения и классификации система переходит в рабочий режим, в котором PD получает достаточную мощность от PSE и полностью функционирует.

Расчет бюджета PoE

Бюджет PoE — это спецификация многопортовых устройств PSE (сетевые коммутаторы и инжекторы PoE). Этот бюджет мощности является общим ресурсом, доступным по мере необходимости для всех портов. Каждый PD согласовывает потребности в мощности с PSE на основе класса PD. Затем PD получает питание из бюджета PoE PSE соответственно.

Бюджет PoE может быть превышен во время работы системы, если PSE не указан должным образом. Это заставит PSE отключить PoE на одном и, возможно, на всех портах. Связь с конечными устройствами будет прервана, а производительность устройств PoE может быть временно или даже постоянно нарушена.

Для получения дополнительной информации о выборе подходящих коммутаторов PoE и расчете бюджета мощности PoE для устройств Tesira см. раздел Выбор коммутаторов PoE для устройств Biamp Tesira. Те же рекомендации применимы ко всем устройствам Biamp с питанием по PoE.

Энергоэффективный Ethernet (EEE)

EEE означает Energy-Efficient Ethernet (IEEE 802.3az). Этот стандарт предназначен для снижения энергопотребления PD. Однако многим устройствам Biamp PD требуется постоянное питание, особенно устройствам AVB и Dante. Эти устройства перестанут работать, если коммутатор с поддержкой EEE переведет свой порт PoE в режим сна с низким энергопотреблением. Рекомендуется отключить EEE для устройств Biamp PD, чтобы обеспечить гарантированное питание и производительность устройства.

Кабели

В современных сетях PSE подают питание на PD по тому же стандартному сетевому кабелю, по которому передаются данные.

Кабель категории 5e или выше подходит для устройств, совместимых как с IEEE 802.3af, так и с IEEE 802.3at.

Максимальная рекомендуемая длина любого кабеля Ethernet составляет 328 футов (100 м) от коммутатора до PD, даже если устройство Midspan расположено между коммутатором и PD. Инжектор Midspan PoE следует рассматривать как соединение с коммутационной панелью. Превышение расстояния в 100 м может отрицательно сказаться на подаче электроэнергии и передаче данных.

Обратите внимание, что тип кабеля, количество межсоединений, целостность заделки и даже температура окружающей среды будут влиять на электрическое сопротивление, представленное кабельным трактом. Эти факторы могут уменьшить максимально допустимую длину кабеля.

Распиновка данных и питания

В кабеле Ethernet четыре витые пары используются в качестве среды для питания и передачи данных.

Для Ethernet 10/100 Мбит/с стандарты IEEE 802.3af/at определяют два режима питания:

Режим A: напряжение подается между двумя парами данных, контактами 1–2 и 3–6. Обычно используется на PSE Endspan.

Режим B: напряжение подается между двумя запасными парами, контактами 4–5 и 7–8. Обычно используется на устройствах Midspan PSE.

Питание должно подаваться только в одном режиме за раз, и это решение принимается PSE. PSE может поддерживать режим A или B или оба. Как правило, выбранный режим не имеет значения для конечного пользователя, поскольку в соответствии со стандартами IEEE 802.3af/at все PD должны поддерживать оба режима.

В режиме B используется технология фантомного питания, позволяющая парам с питанием также передавать данные в сети Ethernet 10/100 Мбит/с.

Оба режима A и B поддерживаются в Gigabit Ethernet. Для обоих режимов используется метод фантомного питания, так как в Gigabit Ethernet для передачи данных используются все четыре пары.

IEEE 802.3bt "4PPoE" использует все пары для обеспечения питания в Gigabig Ethernet, отсюда и название стандарта - 4PPoE ("4-pair Power over Ethernet").

Читайте также: