Technická poznámka o napájaní cez Ethernet (PoE)

Podobne ako telefónna sieť dodáva vášmu domácemu telefónu energiu, PoE (Power over Ethernet) prenáša jednosmerný prúd cez štandardný ethernetový kábel (CAT 3 alebo vyšší). Od roku 2003 sa štandardy PoE (IEEE 802.3af) a PoE + (IEEE 802.3at) jednoducho používajú na napájanie a pripojenie sieťových zariadení, ktoré vyžadujú napätie až 30 W. Na základe týchto štandardov organizácie často umiestňujú vybavenie na miesta, kde by bola inštalácia samostatného napájania striedavým prúdom náročná alebo nákladná, ako napríklad stropy, steny alebo kiosky.

Pre PoE výkon viac ako 30 W však poskytovatelia vyvinuli svoje vlastné implementácie, ktoré nie sú interoperabilné (UPoE, 4PPoE, PoE ++, UltraPoE, 4 Pair PoE atď.), Čo sťažuje použitie produktových riešení od rôznych poskytovateľov. . Ratifikáciou štandardu IEEE 802.3bt High Power PoE (Hi-PoE), ktorý môže poskytnúť až 100 wattov na port, došlo teraz k dohode medzi poskytovateľmi HiPoE a už viac nedochádza k problémom s kompatibilitou medzi ich produktmi. Štandard Hi-PoE je spätne kompatibilný s existujúcimi štandardmi PoE a PoE + a povedie k rozšírenému prijatiu štandardných produktov PoE, ako aj k zvýšeniu dopytu po produktoch využívajúcich PoE. Rozdiely medzi štandardmi IEEE PoE:

IEEE PoE špecifikácie pre Cat5e @ 100m Štandard/Typ 802.3af/Typ 1 802.3at/Typ 2 802.3bt/Typ 3 802.3bt/Typ 4
Meno/rok PoE/2003 PoE +/2009 Hi-PoE/2018 Hi-PoE/2018
Vstupné napätie PSE (min.) 44V/50V 50 V 52V
Podporované triedy PD 1 2 3 4 5 6. 7. 8.
Výstupný výkon PSE pre PD s jedným podpisom 4 W. 6,7 W. 14 W. 30 W 45 W 60 W 75 W 90 W - 100 W
Vstupný výkon PD s jedným podpisom (min.) 3,84 W. 6,49 W 13W 25,5 W. 40 W 51 W. 62W 71,3 W.
Výstupný výkon PSE s dvojitým podpisom PD (na pár) 4 W. 6,7 W. 14 W. 30 W 45 W -- -- --
Vstupný výkon PD s duálnym podpisom (na sadu/celkom) 3,84 W/
7,68 W		 6,49 W/
12,98 W		 13W/
26W		 25,5 W/
51 W.		 35,6 W/
71,2 W.		 -- -- --
Ethernetové páry 2 páry 2-pár alebo
4 páry		 4 páry

Na podporu výkonových požiadaviek stále rastúceho trhu IoT môže technológia PoE teraz podporovať zavedenie štandardu IEEE 802.3bt až do 100 W napájacích zariadení (PSE). Niektoré vysoko výkonné aplikácie, ktoré pravdepodobne používajú štandard Hi-PoE, sú:

  1. Inteligentné mesto a infraštruktúra budov (t. J. LED osvetlenie)
  2. Maloobchodné POS systémy, telefóny VoIP a digitálne značenie
  3. Vysoko výkonné sieťové zariadenia (t. J. Bezdrôtové prístupové body (WAP), ktoré podporujú protokoly IEEE 802.11ac a 802.11ax, vežičky IP, televízory a monitory)
  4. Monitorovacie kamery PTZ s vysokým rozlíšením a ohrievačmi pre náročné prostredie
  5. Zdravotnícke a priemyselné siete
  6. Maloobchod (t. J. POS, predajné automaty)

PoE, niekedy označovaný ako „napájanie do elektrickej siete“, výrazne znižuje počet káblov, ktoré musia byť spustené pre inštaláciu v sieti. Medzi ďalšie výhody patrí väčšia flexibilita pri výbere umiestnenia zariadenia, menej prestojov a nižšie náklady na kabeláž a energiu.

PSE a PD - aký je rozdiel?

V prostredí PoE existujú dve hlavné kategórie zariadení, a to napájací zdroj (PSE) a napájané zariadenie (PD). PSE poskytujú energiu požadovanú PD. PoE PSE môže poskytnúť až 15,4 W pri 48 VDC. Hi-PoE PSE poskytuje maximálny výkon 100 wattov. Štandardy IEEE poskytujú štvorpárové káble. Kábel CAT5 má štyri krútené dvojlinky, ale iba dva z dvojíc sa používajú na dáta. Špecifikácia umožňuje použitie náhradných párov alebo dátových párov na prenos energie.

ethernet

Ako funguje PoE?

Prúd sa privádza do kábla na strane spínacej skrinky. To je možné vykonať pomocou spínačov LAN/WAN „Endspan“, ktoré obsahujú napájacie obvody, alebo (ak sa súčasné vypínače LAN nemajú vymieňať alebo majú byť napájané iba niektoré časti) pomocou „patch panelov“ alebo injektorov „Midspan“, ktoré sú umiestnené medzi spínačom a Sekcia, ktorá sa má spojiť. Ak nechcete nahradiť existujúce prepínače LAN alebo chcete iba napájať niektoré segmenty, môžete medzi prepínač a napájané zariadenie (PD) pripojiť patch panely alebo injektory Midspan. Koncové zariadenia (napájané zariadenia - spotrebitelia energie) musia podporovať PoE. Mnohé z nových prepínačov s podporou PoE majú tiež možnosti správy napájania, aby bolo možné napájať napájané zariadenia PoE, ktoré sú k nim pripojené. To je ideálne pre aplikácie vzdialenej správy, kde je potrebné na zotavenie napájať IT zariadenia, ako sú servery a smerovače.

Keď je napájané zariadenie (PD) zapnuté, informuje koncový alebo stredný ethernetový prepínač výmenou informácií o tom, že môže prijímať napájanie cez ethernetový kábel. Napájané zariadenie kompatibilné s IEEE PoE môže byť napájané cez dátové vedenia alebo voľné kolíky ethernetového rozhrania. Správcovia sietí tu musia postupovať opatrne, pretože niektoré PD, ktoré tvrdia, že sú kompatibilné s normou IEEE PoE, sú v skutočnosti napájané iba zo zdrojov napájania stredného rozpätia cez nepoužité páry drôtov. Injektory Midspan nie vždy kontrolujú, či je dodávané koncové zariadenie PD, a preto by mohlo spôsobiť poškodenie zariadení, ktoré nie sú PD.

Aby bol PD chránený pred špičkami napätia, keď je zapnutý, musí byť vybavený obmedzovačom zapínacieho prúdu. PD vybavené týmto ochranným zariadením najskôr začne odoberať prúd s nízkym napätím, aby chránil zariadenie napájajúce zdroj (PSE). Potom sa prepne na vyšší zdroj napájania, takže PD získa potrebný výkon až do 100 wattov.

PD s jedným podpisom a dvojitým podpisom

802.3bt predstavil dve nové topológie PD - jeden podpis a dvojitý podpis. PD s jedným podpisom majú rovnaký identifikačný podpis a podpis klasifikácie a zachovávajú silový podpis medzi dvoma sadami párov. Toto sa zvyčajne používa v aplikáciách s jedným načítaním. Dva podpisové PD majú nezávislé rozpoznávacie podpisy, klasifikačné podpisy a podpisy výkonu pre každú sadu párov. To je ideálne pre aplikácie s viacerými zaťaženiami, ako sú B. Vyhrievané sledovacie kamery. Dnešné PD s dvojitým podpisom umožňujú dodanie 51 W na PD. Novšie PD aplikácie však často používajú PD s jedným podpisom, aby znížili celkové náklady na produkt a využili vyššiu dostupnosť 71 W. Pri plánovaní inštalácie je dôležité určiť, či PSE podporuje PD s jedným podpisom, PD s duálnym podpisom alebo oboje. PSE, ktorý podporuje obidve, nie je potrebné pri aktualizácii PD vymeniť.

Ďalej ako 100 metrov

Pre vzdialené zariadenia, ktoré potrebujú prijímať energiu a dáta, ale sú mimo dosah 100 metrov medených káblov, majú správcovia siete niekoľko možností. Môžu pridať vzdialenú dátovú skriňu, použiť rozšírenia LAN, ktoré prevádzajú ethernet na DSL, UTP použiť na prevodník alebo implementovať Wi-Fi. Alebo využívajú výhody káblov z optických vlákien na zväčšenie možných vzdialeností v sieti

Sklenené vlákno/LWL predlžuje sieťové trasy až na 160 km na jedno pripojenie bez zhoršenia stavu obvyklého pri medených kábloch na veľké vzdialenosti. Rozširovače LAN môžu predĺžiť možné sieťové vzdialenosti až na 10 km, ale dátové rýchlosti sú po 100 metroch podstatne pomalšie. Namiesto 100 Mbit/s sa v horšom prípade dáta prenášajú iba 2,3 2,3 Mbit/s. Použitie káblov z optických vlákien má tiež výhody v oblasti bezpečnosti. Nevznikajú žiadne elektromagnetické emisie a na vedenia je veľmi ťažké poklepať. Pretože ani elektrické rušenie, ani teplota alebo poveternostné podmienky nemôžu viesť k strate alebo poruche údajov, káble z optických vlákien sú mimoriadne spoľahlivé.

Káble z optických vlákien môžu byť vedené z existujúcej dátovej skrinky do oblasti s prístupom k napájaniu. Prevodník médií PoE môže byť napájaný striedavým alebo jednosmerným prúdom. Prevodník médií je pripojený k napájaciemu zdroju a ku káblu z optických vlákien. Medený Ethernet (kábel UTP alebo STP) je možné predĺžiť o ďalších 100 metrov k PD. Prevodník médií PoE prevádza údaje z vlákna na meď, dodáva energiu a prenáša obe do PD.

Ak chcete používať svoje služby Ethernet nad rámec bežného obmedzenia IEEE 802.3 na 100 m a nové káble z optických vlákien sú cenovo nedostupné, opýtajte sa Ethernetový extender dokonalé riešenie Ethernet Extender od spoločnosti Perle rozšírite priehľadné ethernetové pripojenia 10/100/1000 na medené káble. Použite jeden krútený pár- (CAT5/6/7), Koaxiálne alebo existujúce medené vedenia, predtým používané pre poplachové obvody, obvody E1/T1, RS232, RS422, RS485, CCTV a CATV aplikácie. PoE Ethernet Extender je možné použiť ako PD alebo PSE.

Zhrnutie výhod technológie PoE:

  • Ethernetové zariadenie stačí pripojiť iba ku káblu - to zjednodušuje inštaláciu a šetrí miesto
  • Nie je potrebné platiť elektrikárovi ani čakať, kým nestihne inštaláciu - šetrí to čas a peniaze
  • Zariadenie je možné ľahko umiestniť na iných miestach, kde je možné položiť kábel LAN - zabráni sa rušeniu na pracovisku.
  • Bezpečnejšie - žiadne použitie sieťového napätia
  • UPS zaručuje napájanie zariadení aj pri výpadku sieťového napájania