Техническа бележка за захранване през Ethernet (PoE)

Подобно на начина, по който телефонната мрежа захранва домашния ви телефон, PoE (Power over Ethernet) предава постоянен ток по стандартен Ethernet кабел (CAT 3 или по-висок). От 2003 г. стандартите PoE (IEEE 802.3af) и PoE + (IEEE 802.3at) просто се използват за захранване и свързване на мрежови устройства, които изискват напрежение до 30В вата. С тези стандарти организациите често разполагат оборудване на места, където инсталирането на отделно захранване с променлив ток би било трудно или скъпо, като тавани, стени или павилиони.

За PoE мощност от над 30В вата обаче доставчиците са разработили свои собствени и несъвместими (UPoE, 4PPoE, PoE ++, UltraPoE, 4 Pair PoE и др.) Внедрения, което затруднява използването на продуктови решения от различни доставчици . Чрез ратифицирането на стандарта IEEE 802.3bt High Power PoE (Hi-PoE), който може да осигури до 100 вата на порт, вече има споразумение между доставчиците на HiPoE и вече няма проблеми със съвместимостта между техните продукти. Hi-PoE стандартът е обратно съвместим със съществуващите PoE и PoE + стандарти и ще доведе до разширено приемане на стандартни PoE продукти, както и до увеличаване на търсенето на PoE-захранвани продукти. Разлики между IEEE PoE стандартите:

IEEE PoE спецификации за Cat5e @ 100m Стандартен/Тип 802.3af/Тип 1 802.3at/Тип 2 802.3bt/Тип 3 802.3bt/Тип 4
Име/година PoE/2003 PoE +/2009 Hi-PoE/2018 Hi-PoE/2018
PSE входно напрежение (мин) 44V/50V 50V 52V
Поддържани PD класове 1 2 3 4-ти 5 6-то 7-ми 8-ми
PSE изходна мощност за PD с единичен подпис 4W 6.7W 14W 30W 45W 60W 75W 90W - 100W
Входна мощност на PD с единичен подпис (мин.) 3.84W 6.49W 13W 25,5W 40W 51W 62W 71.3W
PSE изходна мощност с двоен подпис PD (на чифт) 4W 6.7W 14W 30W 45W -- -- --
Двоен подпис PD Входна мощност (на комплект/общо) 3.84W/
7,68W		 6.49W/
12,98W		 13W/
26W		 25.5W/
51W		 35,6 W/
71,2W		 -- -- --
Ethernet двойки 2 чифта 2-чифт или
4 чифта		 4 чифта

За да подкрепи изискванията за производителност на непрекъснато нарастващия IoT пазар, PoE технологията вече може да поддържа до 100 W оборудване с източник на енергия (PSE) чрез въвеждането на стандарта IEEE 802.3bt. Някои приложения с висока мощност, които е вероятно да използват Hi-PoE стандарта, са:

  1. Интелигентна градска и сградна инфраструктура (т.е. LED осветление)
  2. Търговия на дребно с POS системи, VoIP телефони и цифрови табели
  3. Високоефективни мрежови устройства (т.е. безжични точки за достъп (WAP), които поддържат IEEE 802.11ac и 802.11ax, IP кули, телевизори и монитори)
  4. PTZ камери за наблюдение с висока разделителна способност с нагреватели за сурови условия
  5. Здравеопазване и индустриални мрежи
  6. Търговия на дребно (т.е. POS, автомати)

PoE, понякога наричан „вградена мощност“, значително намалява броя на кабелите, които трябва да бъдат изпълнени за мрежова инсталация. Други предимства включват по-голяма гъвкавост при избора къде да се постави оборудването, по-малко престой и по-ниски разходи за окабеляване и енергия.

PSE и PD - каква е разликата?

Има две основни категории устройства в PoE среда, а именно оборудване за източник на захранване (PSE) и устройство с захранване (PD). PSE осигуряват необходимата мощност от PD. PoE PSE може да осигури до 15,4 вата при 48 VDC. Hi-PoE PSE осигурява максимална мощност от 100 вата. Стандартите IEEE предвиждат кабели с четири двойки. CAT5 кабелът има четири усукани двойки кабела, но само две от двойките се използват за данни. Спецификацията позволява или резервните двойки, или двойките данни да се използват за предаване на мощност.

единичен подпис

Как работи PoE?

Токът се подава в кабела от страната на комутационната кутия. Това може да се направи с помощта на превключватели „Endspan“ LAN/WAN, които съдържат веригите за захранване, или (ако съществуващите LAN превключватели не трябва да се подменят или само някои секции трябва да се захранват), като се използват кръпките „Midspan“ или инжектори, които се поставят между превключвателя и Секция, която ще бъде свързана. Ако не искате да замените съществуващите LAN комутатори или искате да захранвате само някои сегменти с енергия, можете алтернативно да свържете панелите за кръпка на средния диапазон или инжекторите между превключвателя и захранваното устройство (PD). Крайните устройства (захранвани устройства - консуматори на енергия) трябва да поддържат PoE. Много от новите PoE-активирани превключватели също имат възможности за управление на захранването, така че захранването може да се подава към свързаните към тях PoE устройства. Това е идеално за приложения за дистанционно управление, където ИТ оборудването като сървъри и рутери трябва да бъде захранвано за възстановяване.

Когато захранващо устройство (PD) е включено, то информира Ethernet превключвателя за краен или среден обхват, като обменя информация, че може да получи захранване по Ethernet кабела. Устройство с захранване, съвместимо с IEEE PoE, може да се захранва чрез линии за данни или безплатни щифтове на Ethernet интерфейса. Тук мрежовите администратори трябва да бъдат внимателни, тъй като някои PD, които твърдят, че са съвместими с IEEE PoE, всъщност се захранват само от източници на захранване midspan през неизползвани двойки проводници. Midspan инжекторите не винаги проверяват дали предоставеното терминално устройство е PD и следователно може да причини повреда на устройства, които не са PD.

За да предпази PD от пикове на напрежение, когато е включен, той трябва да бъде оборудван с ограничител на пусковия ток. PD, оборудван с това защитно устройство, първо започва да тече ток с ниско напрежение, за да защити устройството за източник на енергия (PSE). След това се превключва на по-високо захранване, така че PD получава необходимата мощност до 100 вата.

PD с единичен подпис и двоен подпис

802.3bt представи две нови PD топологии - единичен подпис и двоен подпис. PD с единичен подпис имат един и същ идентификационен подпис и подпис за класификация и запазват силовия подпис между двата комплекта двойки. Това обикновено се използва в приложения с единично натоварване. Две подписи PD имат независими подписи за разпознаване, подписи за класификация и подписи за изпълнение за всеки набор от двойки. Това е идеално за приложения с много натоварване като Б. Отопляеми камери за наблюдение. Днешните двойно подписани PD позволяват да се осигурят 51 W на PD. Новите PD приложения обаче често използват PD с единичен подпис, за да намалят общите разходи на продукта и да се възползват от по-високата наличност от 71W. Важно е да се определи дали PSE поддържа PD с единичен подпис, PD с двоен подпис или и двете, когато планирате инсталация. PSE, който поддържа и двете, не трябва да се подменя при актуализиране на PD.

Отвъд 100 метра

За отдалечени устройства, които трябва да получават захранване и данни, но са извън обхвата от 100 метра медни кабели, мрежовите администратори имат няколко възможности.Могат да добавят отдалечен шкаф за данни, да използват LAN удължители, които преобразуват Ethernet в DSL, UTP използвайте за конвертор или внедрете Wi-Fi. Или използват предимствата на оптичните кабели, за да увеличат възможните разстояния в мрежата

Стъклените влакна/LWL разширяват мрежовите маршрути до 160 км на връзка без влошаване, често срещано при медни кабели на големи разстояния. LAN удължителите могат да удължат възможните мрежови разстояния до 10 км, но скоростите на данни са значително по-ниски след 100 м. Вместо 100 Mbit/s, в най-лошия случай, данните се предават само 2,3 Mbit/s. Използването на оптични кабели също има предимства в областта на сигурността. Не се генерират електромагнитни емисии и линиите са много трудни за подслушване. Тъй като нито електрическите смущения, нито температурата или атмосферните условия могат да доведат до загуба на данни или неизправности, оптичните кабели са изключително надеждни.

Оптичните кабели могат да се пренасочват от съществуващ шкаф за данни към зона с достъп до захранване.Поверителният преобразувател на PoE може да бъде снабден с AC или DC захранване. Медиа конверторът е свързан към захранващия блок и към оптичния кабел.Медният Ethernet (UTP или STP кабел) може да бъде удължен с още 100 метра до PD. PoE медийният конвертор преобразува данните от влакна в мед, добавя мощност и прехвърля и двете към PD.

Ако искате да използвате своите Ethernet услуги извън нормалното ограничение на IEEE 802.3 от 100 метра и новите оптични кабели са непосилни, попитайте Ethernet удължител идеалното решение. Ethernet Extender от Perle разширете 10/100/1000 Ethernet връзки прозрачно по медни кабели. Използвайте единична усукана двойка- (CAT5/6/7), Коаксиални или съществуващи медни линии, използвани преди това за алармени вериги, E1/T1 вериги, RS232, RS422, RS485, CCTV и CATV приложения. PoE Ethernet Extender може да се използва като PD или PSE.

Обобщение на предимствата на PoE технологията:

  • Ethernet устройството трябва да бъде свързано само с кабел - това опростява инсталацията и спестява място
  • Няма нужда да плащате на електротехник или да чакате, докато имат време за инсталиране - това спестява време и пари
  • Устройството може лесно да бъде настроено на други места, където може да се прокара LAN кабел - избягват се прекъсвания на работното място.
  • По-безопасно - без използване на мрежово напрежение
  • UPS гарантира захранването на устройствата дори по време на прекъсване на мрежовото захранване