Какие жилы задействованы в витой паре для poe: По каким парам идет питание PoE

принцип работы, преимущества использования устройств ПоЕ

С каждым годом всевозможных цифровых устройств становится больше, а способы подключения и передачи данных становятся более прогрессивными и безопасными. Примером такой системы подключения является PoE. В этой статье мы расскажем, что такое технология PoЕ: для чего она используется, какие у нее преимущества и недостатки.

PoE, или Power over Ethernet — это технология передачи электропитания и данных через витую пару, по сети Ethernet. Например, PoE используют для подключения IP-камер, сетевых накопителей, точек доступа, IP-телефонии. Таким образом, устройства, которые поддерживают технологию PoE могут быть обеспечены электрическим питанием через тот же кабель, по которому передаются данные, т.е. по витой паре. Использование PoE технологии значительно упрощает и облегчает построение систем видеонаблюдения и их монтаж.

Как работает PoE?

Один из способов подачи питания по технологии PoE — это использование незадействованных жил в витой паре. Например, в сетях Fast Ethernet (скорость передачи 10-100 Мбс), для передачи данных используются только 4 жилы (или две пары). Остальные 4 жилы (если мы говорим о восьмижильном кабеле UTP) не используются. Вот как раз эти 4 жилы и могут использоваться для подачи питания. Такой метод PoE определяется стандартом IEEE 802.3af и называется методом B (см рис ниже).

Другой способ PoE также определяется стандартом IEEE 802.3af и называется методом A. Этот способ предполагает подачу питания по тем же жилам витой пары, по которым происходит и передача данных (см рис. ниже). При этом передача данных (высокочастотный сигнал) не подвергается влиянию передачи постоянного напряжения питания по тем же проводам.

Что такое midspan и endspan

В технических спецификациях для устройств PoE можно часто встретить термины midspan и endspan. Что это такое? Отвечая на этот вопрос, давайте взглянем на рисунок ниже, на котором представлен схематично пример подключения камеры наблюдения по технологии PoE.

На этом рисунке коммутатор является устройством endspan, т.е. конечным источником питания, при котором не предполагается подключение дополнительных промежуточных устройств для обеспечения питания и передачи данных. К устройствам endspan относят, в основном, все коммутаторы с функцией PoE, в нашем каталоге вы можете посмотреть следующие endspan PoE коммутаторы :

PoE коммутатор ONV-h2064PL

PoE коммутатор Hikvision DS-3E1310P-E

А что же такое midspan? Предположим, что у нас уже используется IP камера, подключенная к обычному коммутатору и мы хотим теперь задействовать функцию PoE. Что для этого можно сделать? Менять коммутатор? Совсем необязательно. Можно использовать PoE инжектор, который относится к midspan устройствам, т.е. к промежуточным источникам питания. На рисунке ниже показано, как подключается midspan устройство для обеспечения PoE для IP камеры.

В нашем каталоге представлены PoE инжекторы от разных производителей, например,

PoE инжектор ONV PSE3101AC

PoE инжектор Tp-Link TL-PoE150S

Стандарты PoE

Технология PoE достаточно хорошо стандартизирована и в качестве эталонов сейчас используются несколько спецификаций протоколов PoE Института инженеров электротехники и электроники (IEEE):

1. IEEE 802.3af, в простонародье “обычный” PoE. По этому стандарту выходная мощность на порт должна быть в пределах 15 Вт;

2. IEEE 802.3at или PoE+ с выходной мощностью на порт до 30 Вт;
Есть также расширение стандарта IEEE 802.3at, предложенное компанией Cisco — UPoE 802.3bt с выходной мощностью на порт до 60 вт;

3. IEEE 802.3bt или PoE++ с выходной мощностью до 90 Вт.

Выбирать стандарт PoE необходимо в соответствие с техническими требованиями оборудования и возможностями вашей сети. Например, обычные камеры, с потреблением мощности 5-7 Вт, вполне могут работать с коммутаторами поддерживающими стандарт IEEE 802.3af. Некоторые камеры наблюдения, которые имеют улучшенные характеристики ИК подсветки или моторизованный объектив уже потребуют больше мощности и для таких камер подойдут только PoE+ или PoE++ коммутаторы или инжекторы. Некоторые PTZ камеры работают только с PoE++. Надо отметить, что многие коммутаторы поддерживают несколько стандартов одновременно, например, IEEE802.3af/at — обеспечивая разные выходные мощности на разных портах. Также многие производители позаботились о том, чтобы их устройства имели обратную совместимость, например, коммутатор с поддержкой IEEE 802.3bt может обеспечить и IEEE802.3af/at.

Стандарты PoE не только определяют требования к выходной мощности источников питания, но и другие функции и параметры. Например, коммутатор, соответствующий стандартам PoE не должен подавать питание на IP камеру, которая не поддерживает PoE. Для этого коммутатор, при подключении внешнего устройства производит проверку и классификацию необходимого питания. Поэтому, ничего страшного не произойдет, если вы подключили в PoE порт камеру без поддержки PoE, в этом случае будет происходить только передача данных.

Плюсы и минусы PoE

Если вы решаете, стоит ли внедрять систему PoE в вашей организации, то ознакомьтесь с ее преимуществами и потенциальными недостатками. Почему потенциальными? Потому, что они являются недостатками не для всех.

Плюсы

1. PoE прост в обслуживании. Не нужно покупать и чинить адаптеры и блоки питания или устанавливать дополнительные розетки. Один сетевой кабель будет передавать электропитание и данные к подключенным устройствам. И никаких лишних проводов!

2. PoE позволяет подключить к сети оборудование, которые находится в труднодоступных местах. Например, к камерам или точкам доступа, находящимся на высоте, к компьютерному оборудованию при ограниченном количестве розеток.

3. PoE-системы являются электрически безопасными из-за максимума в 57 Вольт. Для обслуживания PoE не обязательно привлекать штатного электрика, и не требуется специального класса доступа по электробезопасности.

Минусы

1. Стоимость. Пожалуй, это один из главных недостатков. PoE коммутаторы или инжекторы могут повысить стоимость системы видеонаблюдения, но с другой стороны, создание и обслуживания отдельной системы питания для камер может обойтись еще дороже — это дополнительные затраты на кабель питания, блоки питания и соответственно стоимость обслуживания.

2. Ограниченная дистанция передачи PoE — 100 метров, как ограничение, вообще для сетей Ethernet. Однако, сейчас многие коммутаторы PoE имеют возможность использовать расширенный режим — подача питания на расстояния до 250 м, но со скоростью до 10 Мбс.

В целом у технологии PoE скорее больше преимуществ, чем недостатков. Но делать выводы необходимо исходя из особенностей работы конкретной организации. Если вы задумались о подключении системы PoE, но пока не уверены в выборе, вы можете связаться с нашими специалистами и задать им интересующие вас вопросы.

Питание по витой паре: главное о технологии Power over Ethernet

Технология PoE помогает сэкономить на проводах, подводимых к сетевому устройству, и на количестве источников питания. Работает она просто — одна и та же витая пара используется как для передачи данных, так и для энергоснабжения подключенного устройства. Впрочем, это лишь верхушка айсберга, так что давайте копнем глубже.

Технология создавалась для IP-телефонии, систем видеонаблюдения и прочего оборудования, расположенного, к примеру, в труднодоступных местах или в зоне дефицита свободных розеток.

Что это такое и какое оборудование поддерживает технологию?

В развернутом виде аббревиатура PoE выглядит как Power over Ethernet, что в дословном переводе означает «питание по сети Ethernet». Технология создана с прицелом на передачу удаленному устройству электрической энергии вкупе с данными через обычную витую пару.

На роль источников питания в таких сетях могут быть назначены коммутаторы, роутеры и другое активное сетевое оборудование. Принимающая сторона питания PoE — точки доступа, камеры видеонаблюдения, IP-телефоны, всевозможные охранные и служебные датчики. Также существуют промежуточные звенья цепочки, позволяющие связать активное оборудование PoE с устройствами, не поддерживающими технологию. Об этом ниже.

В сетях с пропускной способностью до 100 Мбит/с данные передаются только по двум парам Ethernet-кабеля. Соответственно, две оставшиеся пары остаются свободными. По ним то и налажена подача удаленного питания в простейшей схеме PoE. На деле же это не единственный вариант распиновки провода — она зависит еще и от стандарта технологии питания по сети.

Роутеры с поддержкой PoE

Стандарты PoE

Всего существует три стандарта PoE:

• IEEE 802.3af — первое поколение стандарта выдает мощность до 15. 4 Вт для каждого потребителя;
• IEEE 802.3at (PoE+) — обеспечивает питание мощностью до 30 Вт каждому устройству;
• IEEE 802.3bt (PoE++) — организует подачу электропитания мощностью до 51 Вт на каждого. В работе при этом задействованы все восемь проводников витой пары.

Для первого стандарта IEEE 802.3af предусматривается распиновка типа А и типа В:

• Тип А — передача электричества и данных налажена по жилам 1, 2, 3, 6. Жилы с порядковыми номерами 4, 5, 7, 8 не используются.
• Тип В — для подачи электрического питания используются жилы 4, 5, 7, 8. Данные передаются по остальным.

Во втором стандарте IEEE 802.3at (PoE+) применяется только схема В. Наглядные отличия между стандартами PoE можно лицезреть в табличке:

Разница в поколениях стандартов технологии PoE

Характеристики	PoE	PoE+	PoE++
Напряжение постоянного тока на питаемом устройстве (В)	36-57	42. 5-57	41.1-57
Напряжение, выдаваемое источником (В)	44-57	50-57	52-57
Максимальная мощность PoE-источника (Вт)	15,4	30	90
Максимальная мощность, получаемая потребителем (Вт)	12.95	25.5	71.3
Максимальный ток (мА)	350	600	960
Максимальное сопротивление кабеля (Ом)	20 (для cat.3)	12.5 (для cat.5)	12.5 (для cat.5)
Классы питания	0-3	0-4	0-8

В довесок каждому питаемому устройству присваивается определенный класс от 0 до 4 в зависимости от уровня потребляемой мощности. Это необходимо для дальнейшего управления мощностью.

Сетевое устройство подает питание потребителям только в том случае, если подключенное оборудование поддерживает технологию PoE. На первом этапе производится проверка питаемого устройства, в ходе чего на него подается напряжение от 2.8 до 10 B и определяется входное сопротивление. Если параметры соответствуют требуемым, питающее оборудование переходит к определению вышеупомянутых классов. После прохождения этапов определения и классификации питающее устройство подает в кабель напряжение 48 В с фронтом нарастания не быстрее 400 мс.

Коммутаторы с поддержкой PoE

Промежуточное оборудование PoE

В случае необходимости включения в сетевую инфраструктуру оборудования без поддержки питания по витой паре применяется технология Passive PoE. Ее неотъемлемым звеном выступает PoE-сплиттер, который разделяет поступающий по проводу сигнал на данные и питание (12 В-24 В). Показатели мощности в такой схеме придется согласовывать самостоятельно, тщательно проверяя соответствие характеристик источника и потребителя.

Бывает и обратная ситуация, когда клиентское устройство с PoE требуется подключить к сетевому оборудованию без этой технологии. В такой схеме не обойтись без PoE-инжектора, который имеет на входе порт RJ45 и разъем для подключения к источнику питания. На выходе у него единственный разъем RJ45 уже с PoE.

Промежуточные звенья в схеме питания PoE именуются термином Mid-span. Ну а устройства, которые подают электропитание от начала кабельной линии, называются End-span.

Камеры видеонаблюдения с поддержкой PoE

Требования к кабелю

Отдельный пакет требований предъявляется к кабелю для развертывания схем PoE. В них необходимо использовать витую пару категории 5е и выше. При этом нужны именно медные проводники, а не просто омедненные. Их толщина должна составлять не менее 0.51 мм, а сопротивление должно быть не больше 9.38 Ом/100 м.

К витой паре для систем с PoE предъявляется особый пакет требований.

Максимальная дальность передачи PoE-питания по витой паре упирается в 100-метровый порог, что прописано в требованиях стандартов 802.3af и 802.3at. Однако на практике желательно использовать кабели длиной до 75 м в случае с оборудованием End-span и до 60 м в схемах Mid-span. Некоторые продвинутые свитчи питают потребителей по витой паре и на расстоянии до 250 м. Яркий тому пример — коммутатор ZyXel GS1350-18HP спецом для обеспечения работоспособности систем видеонаблюдения.

Преимущества технологии

Ключевые преимущества технологии PoE можно выделить отдельными пунктами:

• Подключение питаемых устройств в труднодоступных местах.
• Управление по питанию (актуально «на удаленке», когда требуется перезапустить зависшее оборудование или устройства после «прилета» пакета свежих обновлений).
• Электробезопасность (для PoE максимум напряжения составляет 57 В).
• Упрощения обслуживания (техникам придется меньше ковыряться в схеме в случае неполадок).
• Эстетическая сторона вопроса (отсутствие лишних проводов оценят перфекционисты).
  

Есть у технологии и минусы: более высокая стоимость сетевого оборудования, пресловутое падение мощности на дальних дистанциях передачи энергопитания, требования к необходимой квалификации обслуживающего персонала.

Привлекательность технологии Power over Ethernet состоит в том, что она использует один комплект проводов для передачи данных и подачи питания. По итогу существенно упрощается инсталляция систем с питанием по витой паре и удается достичь экономии средств на стоимости силовых кабелей и других компонентов развертываемой сети.

Объяснение POE. Понимание и использование технологии Power over Ethernet

Часть 2. Демистификация POE

Мифы и заблуждения

множество противоречивой или устаревшей информации, доступной по этому вопросу. Вот наиболее распространенные заблуждения:

POE имеет проблемы совместимости. Не так. Это правда, что на заре POE для подачи питания по сетевым кабелям использовалось множество самодельных и проприетарных схем. Однако по мере роста популярности POE стандарт IEEE 802.3af получил всеобщее признание, а это означает, что гарантируется совместимость между всем современным оборудованием POE.

POE требует знаний в области электротехники. Опять же, ранние реализации ad-hoc, возможно, требовали тщательного проектирования, но IEEE 802.3af POE предназначен для обеспечения надежной работы в любой конфигурации, которая была бы возможна с обычным Ethernet. Все, что нужно сделать пользователю, это подключить сеть как обычно, а оборудование позаботится о подаче электроэнергии.

POE требует специальной проводки. Вовсе нет, одни и те же кабели — Cat 5e, Cat 6 и т. д. — и разъемы типа «RJ45» используются как для обычных локальных сетей, так и для локальных сетей с поддержкой PoE.

Питание принудительно подается на устройства. Это заблуждение на удивление распространено, однако важно помнить, что номинальная мощность, указанная производителями, является верхним пределом и не является фиксированной. Подключение 5-ваттной камеры к 15-ваттному инжектору не приводит к потере где-то 10-ваттной мощности; камера просто потребляет столько электроэнергии, сколько ей нужно.

Высокомощное POE

Стандарт 802.3af POE подходит для сетевых устройств, которым требуется до 13 Вт электроэнергии, но многим устройствам на рынках, использующим POE, требуется чуть больше. Конечно, сетевой кабель и разъемы могут выдерживать большую мощность, но мощные системы POE были проприетарными и не всегда обратно совместимыми с обычным 802.3af POE.

По этой причине IEEE ввел новый стандарт для увеличения доступной мощности: 802.3at или POE Plus . POE Plus имеет следующие особенности:

Увеличенная электрическая мощность — POE Plus почти удваивает количество электроэнергии, доступной для питаемых устройств, до 25,5 Вт.

Совместимость с 802.3af POE — коммутаторы и инжекторы POE Plus распознают устройства с питанием 802.3af и активируют для них POE в обычном режиме. Устройства с питанием POE Plus также могут быть подключены к коммутаторам или инжекторам 802.3af POE, и предполагается, что они должны соответствующим образом ограничивать потребляемую ими мощность.

Интеллектуальное составление бюджета мощности — 802.3at включает возможности для источников питания и питаемых устройств, которые могут обмениваться данными друг с другом для согласования допустимого объема электроэнергии.

POE Plus означает, что более полный спектр сетевого оборудования теперь может питаться от POE, включая IP-камеры с нагревателями/вентиляторами и многоканальные беспроводные точки доступа.

Обратите внимание, что стандарт 802.3at существует наряду со стандартом 802.3af; это не заменяет его. 802.3af по-прежнему будет использоваться большинством устройств Power over Ethernet в обозримом будущем.

Как работает POE?

Сетевые кабели, такие как Cat 5e и Cat 6, состоят из восьми проводов, расположенных в виде четырех витых пар . В 10 и 100BASE-T Ethernet две из этих пар используются для отправки информации, и они известны как пары данных . Две другие пары не используются и называются запасными парами (Gigabit Ethernet использует все четыре пары).

Поскольку электрические токи текут по петле, для подачи питания по кабелю требуются два проводника. POE рассматривает каждую пару как отдельный проводник и может использовать либо две пары данных, либо две запасные пары для передачи электрического тока.

Питание через Ethernet подается на кабель при напряжении от 44 до 57 вольт постоянного тока, обычно используется 48 вольт. Это относительно высокое напряжение обеспечивает эффективную передачу энергии по кабелю, но при этом достаточно низкое, чтобы его можно было считать безопасным.

Это напряжение безопасно для пользователей, но оно может повредить оборудование, не предназначенное для приема POE. Поэтому перед коммутатором POE или промежуточным звеном (известным как PSE , для оборудования источника питания ) может включить питание подключенной IP-камеры или другого оборудования (известного как PD , для устройства с питанием ), он должен выполнить процесс обнаружения подписи .

Обнаружение сигнатуры использует более низкое напряжение для обнаружения характерной сигнатуры IEEE-совместимых PD (сопротивление 25 кОм). Как только эта сигнатура обнаружена, PSE знает, что можно безопасно применять более высокие напряжения.

Классификация следует за этапом обнаружения подписи и является необязательным процессом. Если PD отображает классификационную сигнатуру, это позволяет PSE узнать, сколько энергии требуется для работы, как одно из трех классы мощности . Это означает, что PSE с ограниченным общим бюджетом мощности могут эффективно его распределять. Классы мощности POE следующие:

Разница между мощностью, отдаваемой PSE, и мощностью, получаемой PD, учитывает мощность, которая теряется в виде тепла в кабеле. Если PD не отображает подпись, это класс 0 , и ему должно быть выделено максимум 12,95 Вт.

Оборудование POE Plus имеет класс мощности 4 . Если обычный источник 802.3af POE обнаружит этот класс, он просто включит питание, как если бы это было устройство класса 0. Однако PSE 802.3at не только распознает PD как устройство POE Plus, но и повторит этап классификации как сигнал для PD, подключенного к источнику питания с полной доступной мощностью POE Plus. (Теоретически PD также должен иметь возможность запрашивать дополнительную мощность, обмениваясь данными по сетевому каналу.) PSE POE Plus могут подавать до 30 Вт, а доступная мощность устройства составляет 25,5 Вт.

Завершающим этапом после обнаружения и классификации вновь подключенного устройства является включение питания: источник питания 48 В подключается к кабелю с помощью PSE, чтобы PD мог работать. После включения PSE продолжает отслеживать, какой электрический ток он подает на PD, и отключает питание кабеля, если потребляется слишком много или недостаточно энергии. Это защищает PSE от перегрузки и гарантирует отключение POE от кабеля, если PD отключен.

Хотите узнать больше?

Для ознакомления с POE, его применениями и преимуществами см. первую часть этой статьи: Объяснение POE, часть 1 можно эффективно использовать.

У нас также есть информационный документ с пояснениями к POE, в котором функциональные возможности POE описываются в технических, но простых деталях.

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

Copyright 2016, Veracity UK Ltd. Все права защищены.

Power over Ethernet: все, что вам нужно знать

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

PoE, PoE+ и Ultra PoE

По мере развития технологии PoE 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.

PoE Standard	PoE Common Name	Power Output	Year	CommentComment
IEEE 802.3af	PoE	15.40 W	2003	12.95 W power available for connected device ( PD)
IEEE 802.3AT	POE+	30 W	2009	25.50 W Питание для подключенного устройства (PD)
IEEE 802.30105	4PPoE, Ultra PoE, UPoE	60 W	2018	51 W power available for connected device (PD)
IEEE 802. 3bt Type 4	Ultra PoE, UPoE	100 W	2018	Мощность 71 Вт, доступная для подключенного устройства (PD)

Устройство с питанием (PD)

Любое сетевое устройство, питающееся от PoE, называется устройством с питанием или PD. Типичными примерами являются точки беспроводного доступа, IP-камеры безопасности и VoIP-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 «средние» или «конечные».