Какие жилы задействованы в витой паре для poe: принцип работы, преимущества использования устройств ПоЕ

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.

Технология PoE в вопросах и ответах / Хабр

В статье в популярной форме вопрос-ответ рассказывается о ключевых моментах при использовании питания посредством PoE (Power over Ethernet). Приводятся различия между стандартами, даётся информация о защите устройств от импульсов перенапряжений и о других полезных вещах.

Что такое PoE?

PoE (Power over Ethernet) — технология подачи электропитания на клиентское устройство через витую пару стандарта Ethernet (обычно используется кабель cat.5. c разъемами RJ45). Один и тот же кабель используется и для передачи данных и для питания устройства.

Какие устройства поддерживаются?

В качестве питающих устройств могут выступать:

• коммутаторы,
• маршрутизаторы,
• и другое сетевое оборудование.

В качестве клиентских устройств могут использоваться:

• проводные телефоны,
• видеокамеры,
• точки доступа,
• различные датчики и другое периферийное оборудование.

Существуют также устройства для интеграции с оборудованием, не поддерживающим

PoE.

Для чего это нужно?

Как писал поэт Владимир Маяковский: «Если звезды зажигаются, значит это кому-нибудь нужно». Ниже приводятся преимущества использования данной технологии.

Подключение устройств в труднодоступных местах

Например, на рабочем месте пользователя предусмотрены только две розетки: для монитора и системного блока. Часто такие требования возникают не из-за ошибки в планировании, а диктуются отраслевыми, региональными и другим стандартами ИТ-безопасности, пожарной безопасности, охраны труда и так далее.

Другой пример — если видеокамера или точка доступа закреплена под потолком, туда бывает сложно протянуть ещё и провод питания.

Управление по питанию

Вторая польза заключается в том, что PoE позволяет управлять устройством по питанию, например, временно отключать, включать или выполнять перезапуск (при зависании, обновлении или другой необходимости).

Это удобно, если приходится работать удалённо, или, когда устройства находятся в труднодоступных местах.

Особенно это полезно при работе с точками доступа, которые могут находиться на значительном расстоянии или вообще скрыты где-нибудь над фальшь-потолком.

Примечание. Практически все современные точки доступа от Zyxel поддерживают PoE

и в том числе новые модели с поддержкой Wi-Fi 6: как самые «бюджетные» NWA110AX так и более продвинутые WAX650S и WAX510D

Рисунок 1. Двухдиапазонная точка доступа 802.11ax (Wi-Fi 6) NWA110AX.

Упрощение обслуживания

Помимо удобства эксплуатации, применение PoE позволяет снять головную боль в плане закупки и ремонта адаптеров питания, обеспечения пользователей розетками, например, через приобретение PDU (проще говоря, «переносок-разветвителей). Меньше узлов — меньше точек отказа — меньше звонков в техподдержку.

Электробезопасность

Кто бы что ни говорил, а 220 Вольт — это много. Это больно бьёт, это убивает. А вот 57 вольт, что является максимумом для PoE — тоже неприятно опасно, но уже не так сильно. В некоторых организациях для того, чтобы сисадмин выполнял работу ещё и электрика — нужен специальный допуск. Регламентируется это всё теми же отраслевыми и региональными стандартами. А с PoE — ничего такого отродясь не знали. Слаботочка — она и есть слаботочка.

Эстетика

Техническому персоналу что в первую очередь нужно? Лишь бы работало. Но некоторым особенно продвинутым «товарищам» нужно, чтобы это было еще и «красиво». Например, чтобы «лишние» провода не свисали. Или чтобы всё одного цвета было. А PoE избавляет от этих самый «лишних» проводников. Особенно чувствительны к этому разного рода проверяющие, комиссии и «большое начальство».

Какие минусы у PoE?

Более высокая стоимость устройств

Действительно, стоит дороже. Особенно если брать более или менее проверенное оборудование, а не полагаться на «авось», покупая «недорогие NoName решения».

С другой стороны, принцип «подороже — значит получше» работает не всегда. Поэтому охотиться за дорогим брендом имеет смысл, только если существуют дополнительные требования (есть список «разрешенного оборудования»).

Но даже при высокой цене на оборудование с PoE, его цена может быть гораздо ниже, чем организация «с нуля» дополнительной разветвлённой кабельной системы для электропитания удалённых устройств.

Падение мощности

При передаче низковольтного сигнала по тоненьким проволочкам КПД, скажем так, будет не очень. Чем дальше от питающего устройства, тем меньше электрической мощности останется для питания потребителей. Остальное тратится на сопротивление и нагрев проводов. С местным питанием (не PoE) дело обстоит проще. Сунул блок питания в розетку «и пошла энергия, пошла…»

Впрочем, подобные проблемы с расстоянием могут быть решены при помощи использования специальных коммутаторов с увеличенной мощностью сигнала, например, Zyxel серий [GS1300] (https://www. zyxel.com/ru/ru/products_services/Unmanaged-Switch-For-Surveillance-GS1300-Series/) и GS1350.

Требования к квалификации персонала

Скажем так, хотя применение PoE не требует великих знаний, кое-какие детали

освоить нужно. Информацию по данному вопросу найти можно без особого труда, хотя, если человек ни разу не работал с данной технологией, он столкнется с некоторой разрозненностью и фрагментацией учебного материала.

Стандарты PoE

Для новичков может возникнуть некоторая путаница. Существует 3 поколения

стандарта:

Первое поколение PoE (стандарт IEEE 802.3af) обеспечивает питание до 15,4 Вт постоянного тока для каждого подключенного устройства.

Второе поколение стандарт IEEE 802.3at, также называемое PoE+ может выдавать мощность до 30 Вт для каждого устройства. Данный стандарт используется для питания более «прожорливых» потребителей, например, камер видеонаблюдения Pan-Tilt-Zoom (PTZ) и беспроводных точек доступа 11n.

Для простоты восприятия основные отличия сведены в таблицу:

Параметры	PoE	PoE+
Напряжения постоянного тока на питаемом устройстве	от 36 до 57 V (номинальное 48V)	от 42,5 до 57 V
Напряжение, выдаваемого источником	от 44 до 57 V	от 50 до 57 V
Максимальная мощность PoE источника	15,4 Вт	30 Вт
Максимальная мощность, получаемая PoE потребителем	12,95 Вт	25,50 Вт
Максимальный ток	350 mA	600 mA
Максимальное сопротивление кабеля	20 Ом (для cat. 3)	12,5 Ом (для cat.5)
Классы питания	0-3	0-4

Третье поколение описано стандартом IEEE 802.3bt.

Устройства, третьего поколения PoE позволяют обеспечить электропитание мощностью до 51 Вт по одному кабелю.

Примечание. Для питания устройств с использованием технологий стандарта IEEE 802.3bt. задействованы все восемь проводников кабеля современной витой пары (кат. 5 и выше), в то время как для первых двух поколений можно обойтись только четырьмя.

Если говорить о совместимости, то устройства PoE обратно совместимы — более мощное питающее устройство стандарта 802.3bt может использоваться для более старых потребителей PoE и PoE+ (802.3af, и 802.3at).

Терминология: End-span и Mid-Span

End-span — устройство обеспечивающее подачу электропитания от начала кабельной

линии.

Классический пример: коммутатор IP телефонии обеспечивает электропитание небольшой сети стационарных телефонов в пределах офиса.

Другой пример — система видеонаблюдения на небольшом складе, где видеокамеры получает электропитание от коммутатора через PoE

Обычно в таких системах не предусмотрено дополнительных устройств для усиления питающего сигнала.

Mid-span — когда питающее устройство, подключается не с начала кабельной линии, а дополнительно между коммутатором и конечным устройством. Например, питание видеокамеры через инжектор, который включается после коммутатора в промежуточном кроссовом шкафу.

Ещё немного терминологии:

• PSE (Power Source Equipment) — питающее оборудование.
• PD (Powered Device) — питаемое устройство.

Может питающее устройство понять, какое подключили клиентское устройство: с PoE или без?

Если речь идёт об End-span, например, о коммутаторе, все происходит не просто, а очень просто. Источник питания, например, коммутатор с портами PoE включает подачу питания для данного порта только в том случае, если подключенное устройство (например, точка доступа) поддерживает технологию PoE.

Как это работает?

1. В начале выполняется проверка: поддерживает ли устройство-клиент питание через PoE. Подается напряжение от 2,8 до 10Bольт, определяется входное сопротивление. В случае, когда полученные результаты можно признать удовлетворительными для питания чрез PoE, питающее устройство переходит к следующему этапу.
2. Питающее устройство определяет требуемую мощность для питания устройства-клиента, для последующего управления этой мощностью. В зависимости от уровня потребления устройствам присваивается класс: от 0 до 4.

Однако если речь идёт о недорогих устройствах Mid-Span, включаемых после обычного сетевого оборудования (без PoE), здесь всё не так радужно. В таких случаях обычно в линию подаётся постоянное питание с фиксированными параметрами, а проверка на предмет: «Какое устройство находится на другом конце линии?», — не производится.

А что делать, когда нужно подключить устройства без поддержки PoE, а розетки для адаптера электропитания не предусмотрено?

Для таких ситуаций служит Passive PoE с использованием PoE сплиттера.

В этом случае источник питания не опрашивает подключенное устройство и не согласовывает его мощность. Питание просто подается по свободным проводникам витой пары при помощи PoE сплиттера.

PoE сплиттер разделяет поступающий по витой паре сигнал на данные и питание (12В-24В). Таким образом становится возможным подать питание и интегрировать в существующую инфраструктуру устройство без поддержки PoE. При данном способе подключения необходимо тщательно подбирать мощность источника питания, и его потребителя.

А если наоборот? Необходимо подключить PD (клиентское устройство с PoE) к обычному сетевому оборудованию?

Для питания клиентских устройств с PoE, можно использовать PoE инжектор, который и предназначен для подачи в сетевой кабель дополнительного электропитания.

PoE инжектор имеет на входе разъём RJ45 и разъем для подключения к источнику питания. На выходе у него единственный разъем RJ45 с PoE.

PoE инжектор принимает стандартный сетевой сигнал и приводит «инъекцию» электропитания в линию для сетевого подключения, что позволяет подключить на выходе устройство c PoE.

Рисунок 2. Zyxel PoE инжектор PoE12-HP

Какие требования к кабелю?

Для подключения при питании через PoE используется витая пара не ниже cat.5e.

Важно. Проводники должны быть медными, а не омедненными, толщиной не менее 0,51 мм (24 AWG). Сопротивление в проводниках не должно превышать 9,38Ом/100 м.

Обычно на практике рекомендуют не использовать кабели длиной более 75м, хотя стандарты 802.3af и 802.3at говорят о поддержке 100м. В случае с Passive PoE практические рекомендации носят ещё более пессимистичный характер — реальная длина кабеля для нормальной работы не должна превышать 60м.

Однако специальные коммутаторы, например, управляемые GS1350 Extended Range Essentials могут поддерживать устройства на расстоянии 250м при скорости 10Mb/s.

Рисунок 3. Иллюстрация работы Extended Range.

Что такое защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)?

В любой протяженной электрической цепи существует угроза возникновения краткосрочных импульсов, вызванных накоплением заряда (увеличения разности потенциала — перенапряжения) с последующим разрядом. Ниже приводятся причины возникновения коротких импульсов перенапряжений.

• Удар молнии поблизости от объекта, в том числе в молниеотвод вызывает электрический импульс и электромагнитное возмущение, что создает наведенную ЭДС в кабеле.
• Накопление статического электричества, вызванное ионизацией воздуха и другими внешними явлениями, приводит к появлению импульсов статического напряжения, способных вывести из строя оборудование.
• Перенапряжения вследствие коммутаций и переключений оборудования, например, коммутация патчкордов в кроссовой, включение дополнительных устройств питания, включение и отключение мощной нагрузки приводит к возникновению переходных процессов в электрических цепях с резкими скачками напряжения импульсного характера, что может привести к выходу из строя оборудования.

Примечание. Из-за ряда причин: удар молнии поблизости от объекта во время грозы, а также ионизации воздуха и накопления атмосферного электричества перед грозой такой вид защиты иногда называют «грозозащита». Не следует путать данный термин с термином «молниезащита» — то есть с защитой от непосредственного удара молнии.

Для предотвращения подобных угроз применяются устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Существует два варианта защиты (УЗИП): приобретение и установка внешних устройств и встраивание защиты в устройства с PoE.

Ну и напоследок ответ на вопрос: какие устройства выбрать?

Выбор питающего устройства

Когда говорят о выборе устройства-источника для питания PoE, имеют в виду end-span, и обычно это коммутатор. Коммутатор — самый используемый вариант, они применяются и в IP телефонии, и видеонаблюдении, и при развешивании точек доступа, и при расстановке всевозможных датчиков охранных систем, контроллеров СКУД и так далее.

Тут важно учитывать несколько факторов:

1. Совместимость сверху вниз. То есть более современное устройство, поддерживающее последний стандарт IEEE 802.3bt может использоваться для подключения и питания более старых устройств. А вот наоборот — нет.
2. Удаленность PD (питаемых устройств). Помимо длины, которая есть «здесь и сейчас», стоит задуматься о будущем. Например, если будет расширяться складская территория, или намечается переезд офиса. Лучше заложить некоторый запас характеристик «на перспективу».
3. Управление устройствами. Помимо варианта ««зайти» на коммутатор и вручную выключить-включить питание», существуют и другие возможности управления, например, с использованием протокола LLDP для видеокамер.
4. Защита от импульсных перенапряжений (УЗИП) и других вредных факторов.

У Zyxel есть коммутаторы, которые советуют всем указанным выше требованиям. Это модели новой серии GS1350. Мы уже писали о них ранее Данная серия изначально позиционировалась как «Смарт-управляемые коммутаторы для систем видеонаблюдения» Однако они без проблем применяются и для других случаев, например, для питания телефонов, точек доступа и других устройств с PoE.

Рисунок 4. Специализированный управляемый коммутатор PoE GS1350-26HP.

Неуправляемые коммутаторы серии GS1300 также являются неплохим выбором. Подборку специализированных коммутаторов от Zyxel можно посмотреть на рисунке 5.

Рисунок 5. Модельный ряд управляемых и неуправляемых коммутаторов с поддержкой PoE от Zyxel.

Выбор устройства-потребителя

Обычно при выборе конечных устройств ориентируются на их потребительские характеристики, например, на качество картинки при выборе видеокамеры, поддержке Wi-Fi стандартов при выборе точек доступа и так далее.

Однако электропитание также накладывает свой отпечаток. Имеет смысл учитывать следующие факторы:

1. Экономичность устройства.
2. Возможности управления.
3. Цена и качество.

Важно! Несмотря на заявленную совместимость сверху вниз не стоит 100% уповать на эту возможность. В хорошем проекте источник питания и потребители должны поддерживать один стандарт, желательно самый актуальный, иметь полную совместимость, приобретаться в расчёте на использование новых технологий, например, Wi-Fi 6. Переделка целого куска инфраструктуры, гордо именуемая «модернизацией», чаще всего обходится дороже, чем некоторые дополнительные затраты на этапе внедрения.

Полезные ссылки

IP-камеры PoE, особые требования и бесперебойная работа — сводим всё воедино

Точки доступа Wi-Fi 6: NWA110AX,
WAX650S и WAX510D

Специальные управляемые коммутаторы серии GS1350 и неуправляемые GS1300 на сайте Zyxel

Страница на официально сайте Zyxel PoE инжектор PoE12-HP

Сравнение коммутаторов серии GS1350

PoE — питаемся по витой паре

Стандарты питания от PoE до PoE++, внедрение и методы проверки

Power over Ethernet что это и зачем нужно?

Что такое PoE? Объяснение Power over Ethernet!

Что такое Power over Ethernet (PoE)?

Что такое PoE?

Power over Ethernet (PoE) — это процесс передачи электроэнергии и данных по медному проводу.

Комбинация передачи данных и оборудования для подачи питания на один и тот же разъем RJ45 Ethernet позволяет передавать питание по сетевому кабелю. Сети PoE могут получать питание на стороне сетевого коммутатора или на инжекторе PoE для добавления питания к существующей линии передачи данных.

Как работает PoE?

Power over Ethernet — это процесс, при котором устройства, известные как оборудование источника питания (PSE), подают напряжение постоянного тока (DC) по стандартному кабелю Ethernet на другое подключенное устройство, известное как устройство с питанием (PD). Это позволяет подавать питание на устройства без необходимости использования локального источника питания в месте расположения устройства или необходимости прокладывать отдельный кабель для питания.

История технологии Power over Ethernet

До появления Ethernet-коммуникаций такие устройства, как камеры, нуждались в сигнальном кабеле для передачи изображения обратно на записывающее устройство. Этим устройствам также требовались местные источники питания для обеспечения питания. Поскольку камеры и аналогичные устройства часто устанавливаются в местах, где местное электроснабжение может быть недоступно, компании начали использовать смешанные сигнальные и силовые кабели с источником питания, передающим питание от головного устройства записи.

Благодаря дальнейшему развитию технологий передачи сигналов и питания камеры начали использовать многопарные кабели UTP, такие как CAT5, для одновременной передачи сигналов и питания. Сигналы передавались по одной или двум из четырех пар кабелей CAT5, а питание передавалось по оставшимся двум парам. Это помогло упростить установку, поскольку для выполнения той же задачи требовалось меньше кабелей.

Когда сигнализация конечной точки перешла от аналоговой передачи к IP, эта возможность была утрачена. Затем, в 2003 году, Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) создал и стандартизировал Power over Ethernet.

Стандарты Power Over Ethernet

Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) является руководящим органом, разрабатывающим стандарты для Ethernet и других видов передачи данных. Первым руководящим документом, созданным для PoE, был 802.3AF, в котором говорится, что совместимые коммутаторы Power over Ethernet обеспечивают мощность 15,4 Вт, чтобы гарантировать доставку 12,95 Вт на конечной точке.

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашей подробной разбивкой по стандартам Power over Ethernet, истории и эволюции.

Что такое PoE+?

Усовершенствования этого стандарта появились в виде стандарта 802.3AT, также известного как PoE+, в котором говорится, что оборудование Power Sourcing может обеспечить мощность 30 Вт для обеспечения 25,5 Вт на конечной точке. Чтобы гарантировать успешное согласование, и коммутатор, и конечное устройство должны быть совместимы с IEEE. Однако некоторые производители устройств создали собственные реализации PoE.

Существует три основных способа передачи питания по кабелю Ethernet. Это режим A (также известный как питание синфазной пары данных), режим B (питание резервной пары) и 4PPoE (питание 4 пар). В режиме A питание подается по той же паре кабелей, что и пары данных, используемые при передаче 10Base-T или 100Base-TX. В режиме B используются запасные пары, а в 4PPoE для передачи энергии используются все 4 пары кабеля Ethernet. Ниже приведены особенности каждого режима.

Они были стандартизированы Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) в соответствии со стандартом Ethernet 802.3. Первый стандартизирован в 2003 году.

Стандарт IEEE	Поддерживается режим PoE	Год стандартизации
802.3af	Режим А, Режим В	2003
802. 3 в	Режим А, Режим В	2009
802.3bt	Режим А, Режим В, 4PPoE	2018

Каждый стандарт IEEE описывает, как подается питание, подается напряжение (В) и доступная мощность (Вт), как показано в таблице ниже:

Стандарт IEEE	Тип PoE	Выход постоянного напряжения на PSE	Питание от PSE	Доступное напряжение на PD	Мощность доступна с PD	Поддерживается режим PoE
802.3af	Тип 1 «PoE»	44-57В	15,4 Вт	37-57В	12,95 Вт	Режим А Режим В
802.3ат	Тип 2 «ПоЕ+» «Высокий PoE»	50-57В	30 Вт	42,5-57 В	25,5 Вт	Режим А Режим В
802.3bt	Тип 3 «PoE++»	42,5-57 В	60 Вт	42,5-57 В	51 Вт	Режим А Режим Б 4PPoE
802. 3bt	Тип 4 «PoE++»	41,1-57В	100 Вт	41,1-57В	71 Вт	4PPoE

Существуют разные названия этих стандартов PoE, как видно под заголовком «Тип PoE» в приведенной выше таблице, но, по сути, все они подпадают под указанные в списке стандарты IEEE.

Классы Power over Ethernet

Класс Power over Ethernet зарезервирован для питаемых устройств (PD). Класс указывает, какая мощность требуется для работы PD. В настоящее время существует 9 классов PoE в диапазоне от 0 до 8. Они следующие:

Класс	Использование	Мощность, необходимая для PD
0	Действительно для устройств типа 1 (802.3af)	0,44–12,94 Вт
1	Действительно для устройств типа 1 (802.3af)	0,44–3,84 Вт
2	Действительно для устройств типа 1 (802. 3af)	3,84–6,49 Вт
3	Действительно для устройств типа 1 (802.3af)	6,49–12,95 Вт
4	Действительно для устройств типа 2 (802.3at), не допускается для устройств 802.3af	12,95–25,50 Вт
5	Действительно для устройств типа 3 (802.3bt)	40 Вт (4 пары)
6	Действительно для устройств типа 3 (802.3bt)	51 Вт (4 пары)
7	Действительно для устройств типа 4 (802.3bt)	62 Вт (4 пары)
8	Действительно для устройств типа 4 (802.3bt)	71,3 Вт (4 пары)

В большинстве случаев в техническом описании PD будет отображаться класс PoE устройства или, по крайней мере, стандарт IEEE, которого оно придерживается, в разделах питания, энергопотребления или электрических параметров.

Максимальное расстояние для Power Over Ethernet

За последние 30 лет в технологии Power over Ethernet произошли невероятные инновации. Первоначально одним из основных недостатков PoE был ограниченный радиус действия 328 футов (100 м). Однако новые инновации PoE, например, от NVT Phybridge, раздвигают границы передачи Power over Ethernet по нескольким типам кабелей. Например, NVT Phybridge CLEER24 — это 24-портовый PoE-коммутатор корпоративного класса, который обеспечивает передачу питания и данных на расстояние до 6000 футов (1830 футов) по одному коаксиальному кабелю. Это в 18 раз больше, чем у стандартного коммутатора Power over Ethernet.

24- и 48-портовые коммутаторы PoLRE® корпоративного класса обеспечивают передачу питания и данных по одной паре кабеля UTP (также называемого кабелем категории 3 или кабелем голосового класса, используемым для телефонной проводки) на расстояние до 1200 футов (1200 футов). 365м) вылет. Коммутатор NVT Phybridge FLEX24 обеспечивает питание и передачу данных по 2 или 4 парам кабеля UTP (кабель категории 5/6) на расстояние до 2000 футов (610 м).

Сравните производительность нашего коммутатора PoE

Преимущества Power Over Ethernet

PoE обеспечивает четыре основных преимущества: более низкие затраты на инфраструктуру, быстрое и простое развертывание, улучшенный дизайн локальной сети и сокращение электронных отходов.

Конечным устройствам требуется два соединения: для передачи данных и для электричества. Соединение для передачи данных обеспечивает связь с сетью, в то время как электрическое соединение питает устройство. Раздельная установка обоих соединений является дорогостоящей и излишне сложной, особенно если учесть количество и расположение устройств в организации. Power over Ethernet обеспечивает оба соединения по одному проводу.

Многие компании устанавливают коммутационную матрицу PoE при модернизации старых аналоговых систем голосовой связи и безопасности или при развертывании новой системы. Коммутаторы NVT Phybridge PoE обладают многочисленными преимуществами:

1. Снижение затрат на инфраструктуру
2. Быстрое и простое развертывание
3. Улучшенный дизайн локальной сети
4. Меньше электронных отходов

Снижение затрат на инфраструктуру

Предприятия, стремящиеся перейти от аналоговых/цифровых устройств к IP, уже имеют самое важное требование — проверенную и надежную инфраструктуру LAN. Эту кабельную систему можно использовать с помощью технологии NVT Phybridge Power over Ethernet для поддержки конечных точек IP. Организации делают это более десяти лет, чтобы обеспечить простые обновления VoIP и безопасности.

Компании экономят миллионы долларов на подготовке сети, избегая при этом непредвиденных проблем, возникающих при капитальном ремонте сети в масштабе предприятия. Эта экономия достигается за счет значительного сокращения затрат на рабочую силу, прокладку кабелей и строительство, которые часто перераспределяются на устройства и приложения для повышения окупаемости инвестиций.

Возможности увеличенной досягаемости значительно снижают требования к шкафам IDF, включая пространство, питание, охлаждение и резервное питание, что снижает стоимость, сложность сети и упрощает управление сетью. Коммутаторы NVT Phybridge PoE просты в развертывании, настройке и управлении. Развертывание устройств в нескольких местах упрощается благодаря воспроизводимой, предсказуемой и масштабируемой методологии развертывания.

Быстрое и простое развертывание

Развертывание с использованием технологии Power over Ethernet выполняется быстро и легко, особенно при использовании сетевой инфраструктуры, которая уже находится в здании. Просто установите коммутатор PoE в шкаф MDF, подключитесь к новому или существующему сетевому кабелю и подключите устройство в конечной точке.

Улучшенный дизайн LAN

Организации могут создавать/обслуживать физически отдельную сеть Power over Ethernet или централизованно конвергировать с базовой сетью с помощью одного провода с высокой степенью безопасности и контролируемым образом. Это относится как к облачным, так и к локальным решениям и значительно повышает безопасность и производительность сети. Качество обслуживания повышается, а текущее управление сетью упрощается, поскольку ИТ-отделы продолжают управлять основной бизнес-сетью, а группы голосовой связи и безопасности могут управлять этими отдельными сетями.

Кроме того, поскольку основным бизнес-приложениям и терминалам данных (компьютеры сотрудников, точки доступа Wi-Fi) постоянно требуется все большая и большая полоса пропускания, сетевое оборудование обычно обновляется каждые 3–5 лет. Физически сегментируя свою сеть PoE, вы можете вносить изменения в свою основную бизнес-сеть, не влияя и не нарушая работу вашей системы связи, безопасности и других систем.

Меньше электронных отходов

Перепрофилируя существующую инфраструктуру и сокращая/исключая требования IDF к шкафам, организации значительно снижают воздействие своих цифровых преобразований на окружающую среду. Электронные отходы кабелей и оборудования производятся гораздо меньше. Коммутаторы NVT Phybridge Power over Ethernet построены с использованием технологии PowerWISE, обеспечивающей низкое энергопотребление, резервирование питания и блоки питания с возможностью «горячей» замены.

Связанные ресурсы

Описание управляемых и неуправляемых коммутаторов

Описание полнодуплексных и полудуплексных режимов

Если у вас есть предстоящий проект модернизации IP/IoT, мы будем рады помочь! Нажмите ниже, чтобы записаться на личную встречу с одним из наших консультантов по цифровой трансформации.

ЗАПИСАТЬСЯ НА ВСТРЕЧУ

Подписывайтесь на NVT Phybridge в социальных сетях

Объяснение POE — Понимание и использование Power over Ethernet

Часть 2. Демистификация POE

Мифы и неправильные представления имеется по теме. Вот самые 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.

Для POE требуется специальная проводка. 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.

POE высокой мощности

Стандарт 802.3af POE подходит для сетевых устройств, которым требуется около 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 ввела 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 устройств с питанием для связи 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. Таким образом, до того, как коммутатор POE или промежуточное устройство (известное как PSE , для оборудования источника питания ) сможет подать питание на подключенную IP-камеру или другое оборудование (известное как PD , для устройства с питанием ), он должен выполнять 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.