Zasilanie przez Ethernet — Power over Ethernet

W tej konfiguracji połączenie Ethernet obejmuje Power over Ethernet (PoE) (szary kabel w pętli poniżej), a rozdzielacz PoE zapewnia oddzielny kabel danych (szary, pętla powyżej) i kabel zasilający (czarny, również pętla powyżej) dla dostępu bezprzewodowego punkt (WAP). Rozdzielacz to srebrno-czarna skrzynka pośrodku między puszką przyłączeniową (po lewej) a punktem dostępowym (po prawej). Połączenie PoE eliminuje potrzebę korzystania z pobliskiego gniazdka elektrycznego . W innej powszechnej konfiguracji punkt dostępowy lub inne podłączone urządzenie obejmuje wewnętrzne rozdzielanie PoE i zewnętrzny rozdzielacz nie jest konieczny.

Power over Ethernet lub PoE opisuje dowolny z kilku standardów lub systemów ad hoc , które przekazują energię elektryczną wraz z danymi przez skrętkę Ethernet . Dzięki temu pojedynczy kabel może zapewnić zarówno połączenie danych, jak i zasilanie elektryczne urządzeniom, takim jak bezprzewodowe punkty dostępowe (WAP), kamery IP i telefony VoIP .

Istnieje kilka powszechnych technik przesyłania mocy przez okablowanie Ethernet. Trzy z nich zostały znormalizowane przez Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE) standard IEEE 802.3 od 2003 roku. Standardy te są znane jako alternatywa A , alternatywa B i 4PPoE . W przypadku 10BASE-T i 100BASE-TX używane są tylko dwie z czterech par sygnału w typowym kablu Cat 5 . Alternatywa B oddziela dane od przewodów zasilających, ułatwiając rozwiązywanie problemów. W pełni wykorzystuje również wszystkie cztery skrętki w typowym kablu Cat 5. Dodatnie napięcie biegnie wzdłuż pinów 4 i 5, a ujemne wzdłuż pinów 7 i 8.

Alternatywa A przesyła zasilanie tymi samymi przewodami, co dane dla wariantów Ethernet 10 i 100 Mbit/s. Jest to podobne do techniki zasilania fantomowego powszechnie używanej do zasilania mikrofonów pojemnościowych. Moc jest przesyłana przez przewody danych poprzez przyłożenie wspólnego napięcia do każdej pary. Ponieważ skrętka Ethernet wykorzystuje sygnalizację różnicową , nie zakłóca to transmisji danych. Napięcie w trybie wspólnym jest łatwo wyodrębniane za pomocą środkowego odczepu standardowego transformatora impulsowego Ethernet . W przypadku Gigabit Ethernet i szybszych obie alternatywy A i B przesyłają moc na parach przewodów również do transmisji danych, ponieważ wszystkie cztery pary są używane do transmisji danych z tymi prędkościami.

4PPoE zapewnia zasilanie przy użyciu wszystkich czterech par skrętki. Zapewnia to większą moc do zastosowań takich jak kamery Pan-Tilt-Zoom (PTZ) , wysokowydajne punkty dostępu WAP, a nawet ładowanie akumulatorów laptopa .

Oprócz standaryzacji istniejących praktyk dotyczących zapasowych par ( alternatywa B ), zasilania pary danych w trybie wspólnym ( alternatywa A ) i transmisji 4-parowej ( 4PPoE ), standardy IEEE PoE zapewniają sygnalizację między urządzeniami zasilania (PSE) a urządzenie zasilane (PD). Ta sygnalizacja umożliwia wykrycie obecności zgodnego urządzenia przez źródło zasilania oraz umożliwia urządzeniu i źródłu negocjowanie ilości wymaganej lub dostępnej mocy.

Rozwój standardów

Ethernet dwu- i czteroparowy

Oryginalny standard IEEE 802.3af-2003 PoE zapewnia do 15,4 W prądu stałego (minimum 44 V DC i 350 mA) na każdym porcie. Gwarantuje się, że zasilane urządzenie będzie dostępne tylko 12,95 W, ponieważ część mocy rozprasza się w kablu. Zaktualizowany standard IEEE 802.3at-2009 PoE, znany również jako PoE+ lub PoE plus , zapewnia do 25,5 W mocy dla urządzeń typu 2. Norma 2009 zabrania zasilanemu urządzeniu używania wszystkich czterech par do zasilania. Oba te standardy zostały od tego czasu włączone do publikacji IEEE 802.3-2012 .

Standard IEEE 802.3bt-2018 dodatkowo rozszerza możliwości zasilania 802.3at. Znany jest również jako PoE++ lub 4PPoE . Norma wprowadza dwa dodatkowe typy mocy: do 51 W dostarczanej mocy (Typ 3) i do 71,3 W dostarczanej mocy (Typ 4). Każda para skrętek musi wytrzymać prąd do 600  mA (Typ 3) lub 960 mA (Typ 4). Dodatkowo uwzględniono obsługę 2,5GBASE-T, 5GBASE-T i 10GBASE-T . Ten rozwój otwiera drzwi do nowych aplikacji i rozszerza zastosowanie takich aplikacji, jak wysokowydajne bezprzewodowe punkty dostępowe i kamery monitorujące.

Ethernet jednoparowy

802.3bu-2016 IEEE zmiana wprowadzona pojedynczej pary zasilania przez linie DATA ( PoDL )dla jednoparowych standardów Ethernet100BASE-T1i1000BASE-T1przeznaczonych do zastosowań motoryzacyjnych i przemysłowych. W standardzie dwuparowym lub czteroparowym moc jest przesyłana tylkomiędzy parami, tak że w każdej parze nie występuje napięcie inne niż reprezentujące przesyłane dane. W przypadku Ethernetu jednoparowego zasilanie jest przesyłane równolegle do danych. PoDL początkowo zdefiniował dziesięć klas mocy, od 0,5 do 50 W (przy PD).

Następnie PoDL został dodany do jednoparowych wariantów 10BASE-T1 , 2.5GBASE-T1, 5GBASE-T1 i 10GBASE-T1 i od 2021 r. obejmuje łącznie 15 klas mocy z dodatkowymi pośrednimi poziomami napięcia i mocy.

Zastosowania

Przykłady urządzeń zasilanych przez PoE obejmują:

Terminologia

Sprzęt do pozyskiwania energii

Sprzęt źródła zasilania (PSE) to urządzenia, które zapewniają ( źródło ) zasilanie w kablu Ethernet. To urządzenie może być przełącznikiem sieciowym, powszechnie nazywanym końcówką (IEEE 802.3af określa go jako punkt końcowy ) lub urządzeniem pośredniczącym między przełącznikiem nieobsługującym PoE a urządzeniem PoE, zewnętrznym iniektorem PoE , zwanym urządzeniem midspan .

Zasilane urządzenie

Urządzenie zasilane (PD) to każde urządzenie zasilane przez PoE, a więc zużywające energię. Przykładami są bezprzewodowe punkty dostępowe , telefony VoIP i kamery IP .

Wiele zasilanych urządzeń ma dodatkowe złącze zasilania dla opcjonalnego zewnętrznego źródła zasilania. W zależności od konstrukcji, część, żadna lub całość energii urządzenia może być dostarczana z portu pomocniczego, przy czym port pomocniczy może czasami służyć jako zasilanie rezerwowe w przypadku awarii zasilania PoE.

Funkcje zarządzania energią i integracja

Przełącznik Avaya ERS 5500 z 48 portami Power over Ethernet

Zwolennicy PoE oczekują, że PoE stanie się globalnym, długoterminowym standardem okablowania zasilania DC i zastąpi wiele pojedynczych zasilaczy AC , którymi nie można łatwo zarządzać centralnie. Krytycy tego podejścia twierdzą, że PoE jest z natury mniej wydajne niż zasilanie prądem przemiennym ze względu na niższe napięcie, co pogarszają cienkie przewody Ethernet. Zwolennicy PoE, tacy jak Ethernet Alliance , wskazują, że podane straty dotyczą najgorszych scenariuszy pod względem jakości kabla, długości i zużycia energii przez zasilane urządzenia. W każdym przypadku, gdy centralne zasilanie PoE zastępuje kilka dedykowanych obwodów prądu przemiennego, transformatorów i falowników, straty mocy w okablowaniu mogą być uzasadnione.

Integracja EEE i PoE

Integracja PoE ze standardem IEEE 802.3az Energy-Efficient Ethernet (EEE) potencjalnie zapewnia dodatkowe oszczędności energii. Wstępnie standardowe integracji EEE i POE (takie jak Marvel jest EEPoE przedstawione w maja 2011 biały papier) twierdzą, że możliwe jest osiągnięcie oszczędności w górę 3 W jednej łącza. Oszczędność ta jest szczególnie znacząca, gdy urządzenia o większej mocy są w trybie online. Marvell twierdzi, że:

Wraz z ewolucją PoE z dość niskiego źródła zasilania (do 12,95 W na port) do jednego z urządzeniami o mocy do 25,5 W, straty mocy prądu stałego (DC) w kablach Ethernet wzrosły wykładniczo. Około 4,5 W/port mocy jest marnowane na kablu CAT5, CAT5e, CAT6 lub CAT6A... po 100 m... EEE zwykle oszczędza nie więcej niż 1 W na łącze, więc rozwiązuje problem utraty 4,5 W na łącze wynikającej z transmisji PoE nieefektywność zapewniłaby znacznie więcej przyrostowych oszczędności. Nowa energooszczędna technologia PoE (EEPoE) może zwiększyć wydajność do 94% podczas transmisji przez ten sam kabel 25 omów, zasilając urządzenia zgodne ze standardem IEEE 802.3at w synchronicznych 4 parach. Przy zastosowaniu synchronicznych 4-par, zasilane urządzenia są zasilane wszystkimi dostępnymi przewodami. Na przykład w 24-portowym systemie IEEE 802.3at-2009 Type 2 (dostarczającym 25,5 W na port) oszczędza się ponad 50 W.

Wdrożenie standardowe

Oparta na standardach technologia Power over Ethernet została zaimplementowana zgodnie ze specyfikacjami IEEE 802.3af-2003 (który później został włączony jako klauzula 33 do IEEE 802.3-2005 ) lub aktualizacji z 2009 roku, IEEE 802.3at. Normy wymagają kabla kategorii 5 lub lepszej dla wysokich poziomów mocy, ale pozwalają na użycie kabla kategorii 3, jeśli wymagana jest mniejsza moc.

Zasilanie jest dostarczane jako sygnał w trybie wspólnym przez dwie lub więcej różnicowych par przewodów znajdujących się w kablach Ethernet i pochodzi z zasilacza w urządzeniu sieciowym obsługującym PoE, takim jak przełącznik Ethernet, lub może być wstrzyknięty w ciąg kablowy z zasilaczem midspan . Zasilacz midspan, znany również jako iniektor zasilania PoE , to dodatkowe źródło zasilania PoE, które może być używane w połączeniu z przełącznikiem bez PoE.

Zasilanie phantom technika jest używana w celu umożliwienia zasilanego pary również przenosić dane. Pozwala to na jego użycie nie tylko z 10BASE-T i 100BASE-TX , które wykorzystują tylko dwie z czterech par w kablu, ale także z 1000BASE-T (gigabit Ethernet), 2.5GBASE-T, 5GBASE-T i 10GBASE- T które wykorzystują wszystkie cztery pary do transmisji danych. Jest to możliwe, ponieważ wszystkie wersje Ethernetu przez skrętkę wymagają różnicowej transmisji danych przez każdą parę ze sprzężeniem transformatora ; zasilanie prądem stałym i połączenia obciążenia można wykonać do odczepów środkowych transformatora na każdym końcu. Każda para działa zatem w trybie wspólnym jako jedna strona zasilania DC, więc do zakończenia obwodu potrzebne są dwie pary. Polaryzacja zasilania DC może być odwrócona przez kable krosowane ; zasilane urządzenie musi działać z dowolną parą: zapasowymi parami 4–5 i 7–8 lub parami danych 1–2 i 3–6. Polaryzacja jest określona przez normy dotyczące par zapasowych i niejednoznacznie zaimplementowana dla par danych za pomocą mostka diodowego .

Porównanie parametrów PoE
Nieruchomość 802.3af (802.3at typ 1) „PoE” 802.3at Typ 2 „PoE+” 802.3bt Typ 3 „4PPoE”/„PoE++” 802.3bt Typ 4 „4PPoE”/„PoE++”
Moc dostępna w PD 12,95 W 25,50 W 51 W 71
Maksymalna moc dostarczana przez PSE 15,40 W 30,0 W 60 W 100 W
Zakres napięcia (przy PSE) 44,0–57,0 V 50,0–57,0 V 50,0–57,0 V 52,0–57,0 V
Zakres napięcia (przy PD) 37,0–57,0 V 42,5–57,0 V 42,5–57,0 V 41,1–57,0 V
Maksymalny prąd I max 350 mA 600 mA 600 mA na parę 960 mA na parę
Maksymalna rezystancja kabla na parę par 20 Ω ( kategoria 3 ) 12,5 Ω ( kategoria 5 ) 12,5Ω 12,5Ω
Zarządzanie energią Trzy poziomy mocy (1-3) negocjowane przez podpis Cztery poziomy klasy mocy (1-4) negocjowane przez podpis lub kroki 0,1 W negocjowane przez LLDP Sześć poziomów klas mocy (1-6) negocjowanych przez podpis lub kroki 0,1 W negocjowane przez LLDP Osiem poziomów mocy (1-8) negocjowanych przez podpis lub kroki 0,1 W negocjowane przez LLDP
Obniżenie maksymalnej temperatury roboczej otoczenia kabla Nic 5 °C (9 °F) z aktywnym jednym trybem (dwie pary) 10 °C (20 °F) z więcej niż połową wiązanych par kabli przy I max 10 °C (20 °F) z wymaganym planowaniem temperatury
Obsługiwane okablowanie Kategoria 3 i Kategoria 5 Kategoria 5 Kategoria 5 Kategoria 5
Obsługiwane tryby Tryb A (rozpiętość końcowa), tryb B (rozpiętość środkowa) Tryb A, tryb B Tryb A, tryb B, tryb 4-parowy Obowiązkowy tryb 4-parowy

Uwagi:

  1. ^ Większość zasilaczy impulsowych w zasilanym urządzeniu traci kolejne 10 do 25% dostępnej mocy do ogrzewania.
  2. ^ Norma ISO/IEC 60950 Safety Extra Low Voltage (SELV) ogranicza moc do 100 W na port (podobnie do obwodu US NEC klasy 2).
  3. ^ Bardziej rygorystyczna specyfikacja kabla pozwala na założenie większej obciążalności prądowej i niższej rezystancji (20,0 Ω dla kategorii 3 w porównaniu do 12,5 Ω dla kategorii 5).

Urządzenia zasilające

Dostępne są trzy tryby: A, B i 4-parowy. Tryb A zapewnia zasilanie par danych 100BASE-TX lub 10BASE-T. Tryb B dostarcza zasilanie do zapasowych par. 4-pary zapewniają moc na wszystkich czterech parach. PoE może być również używany w sieciach Ethernet 1000BASE-T, 2.5GBASE-T, 5GBASE-T i 10GBASE-T, w którym to przypadku nie ma zapasowych par, a całe zasilanie jest dostarczane przy użyciu techniki fantomowej.

Tryb A ma dwie alternatywne konfiguracje (MDI i MDI-X), wykorzystujące te same pary, ale o różnej polaryzacji. W trybie A styki 1 i 2 (para nr 2 w okablowaniu T568B ) tworzą jedną stronę 48 V DC, a styki 3 i 6 (para nr 3 w T568B) tworzą drugą stronę. Są to te same dwie pary używane do transmisji danych w 10BASE-T i 100BASE-TX, co pozwala na dostarczanie zarówno mocy, jak i danych tylko przez dwie pary w takich sieciach. Swobodna polaryzacja pozwala PoE pomieścić kable krosowane, kable krosowe i Auto MDI-X .

W trybie B styki 4–5 (para nr 1 w T568A i T568B) tworzą jedną stronę zasilania DC, a styki 7–8 (para nr 4 w T568A i T568B) zapewniają powrót; są to „zapasowe” pary w 10BASE-T i 100BASE-TX. Tryb B wymaga zatem kabla 4-parowego.

PSE, a nie PD, decyduje, czy należy zastosować tryb zasilania A czy B. PD, które implementują tylko tryb A lub tryb B, nie są dozwolone przez standard. PSE może realizować tryb A lub B lub oba. PD wskazuje, że jest zgodny ze standardami, umieszczając rezystor 25 kΩ między zasilanymi parami. Jeśli PSE wykryje rezystancję, która jest zbyt wysoka lub zbyt niska (w tym zwarcie), zasilanie nie jest podawane. Chroni to urządzenia, które nie obsługują PoE. Opcjonalna funkcja klasy mocy umożliwia PD wskazanie zapotrzebowania na moc poprzez zmianę rezystancji czujnika przy wyższych napięciach.

Aby zachować zasilanie, PD musi pobierać co najmniej 5–10 mA przez co najmniej 60 ms na raz. Jeśli PD trwa dłużej niż 400 ms bez spełnienia tego wymagania, PSE uzna urządzenie za odłączone i ze względów bezpieczeństwa odłączy zasilanie.

Istnieją dwa rodzaje PSE: endpans i midspans. Endspans (powszechnie nazywane przełącznikami PoE) to przełączniki Ethernet, które zawierają obwody transmisji Power over Ethernet. Midspan to iniektory mocy, które znajdują się między zwykłym przełącznikiem Ethernet a zasilanym urządzeniem, dostarczając energię bez wpływu na dane. Endspans są zwykle używane w nowych instalacjach lub gdy przełącznik musi zostać wymieniony z innych powodów (takich jak przejście z 10/100  Mbit/s na 1 Gbit/s), co ułatwia dodanie możliwości PoE. Midspany są używane, gdy nie ma potrzeby wymiany i konfiguracji nowego przełącznika Ethernet, a do sieci trzeba dodać tylko PoE.

Etapy zasilania łącza PoE
Scena Akcja Określone wolty (V)
802.3af 802.3at
Wykrycie PSE wykrywa, czy PD ma prawidłową rezystancję sygnatury 19–26,5 kΩ 2,7–10,1
Klasyfikacja PSE wykrywa rezystor wskazujący zakres mocy ( patrz poniżej ) 14,5–20,5
Znak 1 Sygnały PSE obsługuje 802.3at. PD przedstawia obciążenie 0,25–4 mA . 7-10
Klasa 2 PSE ponownie wyprowadza napięcie klasyfikacyjne, aby wskazać zdolność 802.3at; 14,5–20,5
ocena 2 Sygnały PSE obsługuje 802.3at. PD przedstawia obciążenie 0,25–4 mA . 7-10
Uruchomienie Napięcie rozruchowe > 42 > 42
Normalna operacja Zasilanie urządzenia 37–57 42,5–57

Urządzenia obsługujące IEEE 802.3at są również określane jako Typ 2 . 802.3at PSE może również wykorzystywać komunikację LLDP do sygnalizowania możliwości 802.3at.

Dostępne poziomy mocy
Klasa Stosowanie Prąd klasyfikacyjny (mA) Zakres mocy przy PD (W) Maksymalna moc z PSE (W) Opis klasy
0 Domyślny 0–5 0,44–12,94 15,4 Klasyfikacja niewdrożona
1 Opcjonalny 8–13 0,44–3,84 4.00 Bardzo niska moc
2 Opcjonalny 16–21 3,84–6,49 7.00 Niska moc
3 Opcjonalny 25–31 6,49–12,95 15,4 Średnia moc
4 Dotyczy urządzeń typu 2 (802.3at),
niedozwolone dla urządzeń 802.3af
35–45 12,95–25,50 30 Wysoka moc
5 Dotyczy urządzeń typu 3 (802.3bt) 36–44 i 1-4 40 (4 pary) 45
6 36-44 i 9-12 51 (4 pary) 60
7 Dotyczy urządzeń typu 4 (802.3bt) 36–44 i 17–20 62 (4 pary) 75
8 36–44 i 26–30 71,3 (4 pary) 99

Klasa 4 może być używana tylko przez urządzenia IEEE 802.3at (Typ 2), które wymagają prawidłowych prądów Klasy 2 i Mark 2 dla etapów uruchamiania. Urządzenie 802.3af prezentujące prąd klasy 4 jest uważane za niezgodne i zamiast tego będzie traktowane jako urządzenie klasy 0.

Konfiguracja przez Ethernet warstwy 2 LLDP

Link Layer Discovery Protocol (LLDP) to protokół Ethernet warstwy 2 do zarządzania urządzeniami. LLDP umożliwia wymianę informacji między PSE a PD. Te informacje są sformatowane w formacie typ-długość-wartość (TLV). Standardy PoE definiują struktury TLV używane przez PSE i PD do sygnalizowania i negocjowania dostępnej mocy.

LLDP mocy za pomocą MDI TLV IEEE 802.3-2015
Nagłówek TLV Ciąg informacyjny TLV
Typ  
( 7 bitów )
Długość
( 9 bitów )
IEEE 802.3 OUI  
( 3 oktety )
Podtyp IEEE 802.3
( 1 oktet )
Obsługa zasilania MDI
( 1 oktet )
Para mocy PSE
( 1 oktet )
Klasa mocy 
( 1 oktet )
Priorytet typu/źródła 
( 1 oktet )
PD żądana wartość mocy 
( 2 oktety )
Wartość przydzielonej mocy PSE 
( 2 oktety )
127 12 00-12-0F 2 klasa portu b0: 1=PSE; 0=PD
b1 Wsparcie zasilania PSE MDI
b2 Stan zasilania PSE MDI
b3 Możliwość sterowania parami PSE
b7-4 zarezerwowane
1=para sygnału
2=para zapasowa
1=klasa 0
2=klasa 1
3=klasa 2
4=klasa 3
5=klasa 4
b7 typ zasilania: 1=Typ 1; 0=Typ 2
b6 typ zasilania: 1=PD; 0=PSE
b5-4: źródło zasilania
b3-2: zarezerwowane
b0-1 priorytet mocy: 11=niski;10=wysoki;01=krytyczny;00=nieznany
0–25,5 W w krokach co 0,1 W 0–25,5 W w krokach co 0,1 W
Legacy LLDP Power przez MDI TLV IEEE 802.1AB-2009
Nagłówek TLV Ciąg informacyjny TLV
Typ  
( 7 bitów )
Długość
( 9 bitów )
IEEE 802.3 OUI  
( 3 oktety )
Podtyp IEEE 802.3
( 1 oktet )
Obsługa zasilania MDI
( 1 oktet )
Para mocy PSE
( 1 oktet )
Klasa mocy 
( 1 oktet )
127 7 00-12-0F 2 klasa portu b0: 1=PSE; 0=PD
b1 Wsparcie zasilania PSE MDI
b2 Stan zasilania PSE MDI
b3 Możliwość sterowania parami PSE
b7-4 zarezerwowane
1=para sygnału
2=para zapasowa
1=klasa 0
2=klasa 1
3=klasa 2
4=klasa 3
5=klasa 4
Legacy LLDP- MED Zaawansowane zarządzanie energią
Nagłówek TLV Nagłówek MED Rozszerzona moc przez MDI
Typ  
( 7 bitów )
Długość
( 9 bitów )
TIA OUI  
( 3 oktety )
Rozszerzona moc przez podtyp MDI 
( 1 oktet )
Rodzaj zasilania 
( 2 bity )
Źródło zasilania 
( 2 bity )
Priorytet mocy 
( 4 bity )
Wartość mocy 
( 2 oktety )
127 7 00-12-BB 4 PSE lub PD Normalna lub zapasowa konserwacja Krytyczny,
wysoki,
niski
0–102,3 W w krokach co 0,1 W

Fazy ​​przygotowania są następujące:

  • PSE (dostawca) fizycznie testuje wyładowania niezupełne (konsumenckie) przy użyciu fazy 802.3af klasy 3.
    • PSE zasila PD.
  • PD wysyła do PSE: jestem PD, maksymalna moc = X, maksymalna żądana moc = X.
  • PSE wysyła do PD: jestem PSE, maksymalna dozwolona moc = X.
    • PD może teraz wykorzystywać ilość mocy określoną przez PSE.

Zasady tej negocjacji mocy to:

  • PD nigdy nie wymaga większej mocy niż fizyczna klasa 802.3af
  • PD nigdy nie będzie pobierać więcej niż maksymalna moc deklarowana przez PSE
  • PSE może odmówić pobrania PD większej mocy niż maksymalna dopuszczalna przez PSE
  • PSE nie zmniejszą mocy przydzielonej do PD, która jest w użyciu
  • PSE może zażądać zmniejszonej mocy w trybie oszczędzania

Niestandardowe wdrożenia

Cisco

Niektóre punkty dostępowe Cisco WLAN i telefony VoIP obsługiwały zastrzeżoną formę PoE na wiele lat przed pojawieniem się standardu IEEE dla dostarczania PoE. Oryginalna implementacja PoE firmy Cisco nie umożliwia aktualizacji oprogramowania do standardu IEEE 802.3af. Oryginalny sprzęt PoE firmy Cisco jest w stanie dostarczyć do 10 W na port. Ilość dostarczanej mocy jest negocjowana między punktem końcowym a przełącznikiem Cisco na podstawie wartości mocy dodanej do zastrzeżonego przez Cisco protokołu Cisco Discovery Protocol (CDP). CDP odpowiada również za dynamiczne przekazywanie wartości Voice VLAN z przełącznika Cisco do telefonu Cisco VoIP.

Zgodnie ze wstępnym schematem Cisco, PSE (przełącznik) wyśle impuls szybkiego łącza (FLP) w parze transmisji. PD (urządzenie) łączy linię nadawczą z linią odbiorczą poprzez filtr dolnoprzepustowy . PSE otrzymują w zamian FLP. PSE zapewni prąd w trybie wspólnym między parami 1 i 2, co daje domyślną alokowaną moc 48 V DC i 6,3 W. PD musi następnie w ciągu 5 sekund dostarczyć łącze Ethernet do portu przełącznika trybu automatycznej negocjacji. Późniejszy komunikat CDP z TLV informuje PSE o jego ostatecznym zapotrzebowaniu na moc. Przerwanie impulsów łącza powoduje odcięcie zasilania.

W 2014 roku Cisco stworzyło kolejną niestandardową implementację PoE o nazwie Universal Power over Ethernet ( UPOE ). UPOE może wykorzystać wszystkie 4 pary, po negocjacjach, do zasilania do 60 W.

Technologia liniowa

Zastrzeżony projekt wysokiej mocy o nazwie LTPoE++, wykorzystujący pojedynczy kabel Ethernet CAT-5e, jest w stanie dostarczyć różne poziomy przy 38,7, 52,7, 70 i 90 W.

Mikrosemi

PowerDsine , przejęty przez Microsemi w 2007 roku, od 1999 roku sprzedaje wtryskiwacze mocy midspan z własnym rozwiązaniem Power over LAN . Kilka firm, takich jak Polycom , 3Com , Lucent i Nortel, wykorzystuje technologię Power over LAN firmy PowerDsine.

Bierny

W pasywnym systemie PoE wtryskiwacz nie komunikuje się z zasilanym urządzeniem w celu uzgodnienia jego wymagań dotyczących napięcia lub mocy, a jedynie dostarcza energię przez cały czas. Popularne aplikacje pasywne 100 Mbit/s wykorzystują pinout trybu B 802.3af (patrz § Pinouty ) – z dodatnim napięciem stałym na stykach 4 i 5 oraz ujemnym napięciem stałym na 7 i 8 oraz danymi na 1-2 i 3-6. Pasywne wtryskiwacze Gigabit wykorzystują transformator na pinach danych, aby umożliwić współdzielenie kabla zasilania i danych i są zazwyczaj kompatybilne z 802.3af Mode A. Dostępne są pasywne wtryskiwacze midspan z maksymalnie 12 portami.

Urządzenia wymagające 5 woltów zwykle nie mogą używać PoE przy 5 V na kablu Ethernet poza krótkimi odległościami (około 15 stóp (4,6 m)), ponieważ spadek napięcia na kablu staje się zbyt duży, więc napięcie 24 V lub 48 V do 5 V DC-DC na zdalnym końcu wymagany jest konwerter.

Pasywne źródła zasilania PoE są powszechnie używane z różnymi bezprzewodowymi urządzeniami radiowymi do użytku wewnątrz i na zewnątrz, najczęściej firmy Motorola (obecnie Cambium), Ubiquiti Networks , MikroTik i innych. Wcześniejsze wersje pasywnych źródeł zasilania PoE 24 VDC dostarczane z radiotelefonami opartymi na standardach 802.11a, 802.11g i 802.11n mają zwykle tylko 100 Mbit/s.

Istnieją również pasywne wtryskiwacze DC-DC, które przekształcają źródło zasilania 9 V na 36 V DC lub 36 V na 72 V DC na stabilizowane zasilanie 24 V 1 A, 48 V 0,5 A lub do 48 V 2,0 A PoE z „+” na pinach 4 i 5 oraz „−” na pinach 7 i 8. Te iniektory DC-to-DC PoE są używane w różnych zastosowaniach telekomunikacyjnych.

Ograniczenia mocy

W ISO / IEC TR 29125 i CENELEC EN 50174-99-1 projekty norm zarys wzrost temperatury wiązki kabli, które można oczekiwać od stosowania 4PPoE. Rozróżnia się dwa scenariusze:

  1. nagrzewanie wiązek od wewnątrz na zewnątrz oraz
  2. nagrzewanie wiązek od zewnątrz do temperatury otoczenia.

Drugi scenariusz w dużej mierze zależy od środowiska i instalacji, podczas gdy na pierwszy ma wpływ wyłącznie konstrukcja kabla. W standardowym kablu nieekranowanym wzrost temperatury związany z zasilaniem PoE zwiększa się o współczynnik 5. W kablu ekranowanym wartość ta spada do wartości od 2,5 do 3, w zależności od konstrukcji.

Pinouty

802.3af/at standardy A i B z punktu widzenia sprzętu do zasilania (MDI-X)
Kołki na przełączniku Kolor T568A Kolor T568B 10/100 tryb B,
DC na częściach zamiennych
Tryb 10/100 A,
mieszane DC i dane
1000 (1 gigabit) tryb B,
DC i bi-data
1000 (1 gigabit) tryb A,
DC i bi-data
Pin 1 Drut biały zielony pasek.svg
Biało-zielony pasek
Drut biały pomarańczowy pasek.svg
Biały/pomarańczowy pasek
Odbiór + Odbiór + DC + TxRx A + TxRx A + DC +
Przypnij 2 Drut zielony.svg
Zielone ciało stałe
Drut pomarańczowy.svg
Pomarańczowy stały
Rx − Rx − DC + TxRx A − TxRx A − DC +
Przypnij 3 Drut biały pomarańczowy pasek.svg
Biały/pomarańczowy pasek
Drut biały zielony pasek.svg
Biało-zielony pasek
Transmisja + Transmisja + DC − TxRx B + TxRx B + DC −
Pin 4 Drut niebieski.svg
Niebieskie stałe
Drut niebieski.svg
Niebieskie stałe
DC + Nie używany TxRx C + DC + TxRx C +
Przypnij 5 Drut biały niebieski pasek.svg
Biały/niebieski pasek
Drut biały niebieski pasek.svg
Biały/niebieski pasek
DC + Nie używany TxRx C − DC + TxRx C −
Pin 6 Drut pomarańczowy.svg
Pomarańczowy stały
Drut zielony.svg
Zielone ciało stałe
Tx − Tx − DC − TxRx B − TxRx B − DC −
Pin 7 Drut biały brązowy stripe.svg
Biały/brązowy pasek
Drut biały brązowy stripe.svg
Biały/brązowy pasek
DC − Nie używany TxRx D + DC − TxRx D +
Pin 8 Drut brązowy.svg
Brązowe ciało stałe
Drut brązowy.svg
Brązowe ciało stałe
DC − Nie używany TxRx D − DC − TxRx D −

Bibliografia

Zewnętrzne linki