Меню

Технологии передачи питания poe

Азы и тонкости технологии PoE

Технология PoE для питания сетевых устройств

В этой статье рассмотрим, что такое технология PoE, какие есть её разновидности, когда PoE можно использовать с вашими сетевыми устройствами и когда нельзя, и какие есть подводные камни.

Технология PoE расшифровывается как Power over Internet, что означает, что вместо использования двух проводов (привычная витая пара для передачи данных и шнура питания) можно использовать простой интернет-провод, который будет отвечать как за передачу данных, так и за подачу электричества на устройства. Эта технология значительно упрощает подключение IP-камер, IP-телефонов, точек доступа, других сетевых устройств, и просто значительно помогает в ситуации, когда поблизости нет розетки.

Осуществление подобного типа питания достигается за счёт использования жил витой пары для подачи напряжения на устройства. Но учтите, что запитываемое устройства должно поддерживать технологию PoE, а сам провод, по которому подаётся напряжение, должен подключаться к специальному PoE-инжектору, либо коммутатору, поддерживающему раздачу PoE (например, UniFi Switch 24). Также можно использовать блоки питания (такие как PowerEdge), которые позволяют запитать сразу несколько интернет-проводов.. PoE-коммутаторы весьма популярны в том случае, когда подать напряжение нужно сразу на множество удалённых IP-камер. Существует 3 варианта реализации технологии: стандарты IEEE 802.3af, IEEE 802.3at (IEEE — это Institute of Electrical and Electronics Engineers, международная организация по стандартизации в электрике и электронике), а также так называемое Passive PoE (пассивное PoE), для которого стандарты отсутствуют, и каждый производитель реализует его с некоторыми отличиями .

802.3 at стандарт отличается от 802.3 af тем, что поддерживает подачу бóльшего напряжения (30 Вт против 15.4 Вт ), поэтому 802.3at иногда также называется PoE+. Причём 802.3 at во всём лучше 802.3 af, поскольку поддерживает как 802.3af таки 802.3at устройства (инжектор подаёт ровно такое напряжение, которое нужно, даже если оно значительно меньше.) А вот 802.3af-инжектор не позволит запитать устройства, требующие большего напряжения, поскольку не может подать больше предусмотренного стандартом. Обычно устройства, требующие 802.3at питания — это PTZ-камеры (камера с управлениям направления и зума).

За исключение того, что 802.3at поддерживает также и большие мощности, отличий между 802.3at и 802.3af нет. (Иногда, правда, для 802.3af может использоваться category 3 кабеля, в то время как для 802.3at только category 5, но это редко играет какую-то роль) Другое дело passive PoE, которое хуже стандартизированных 802.3af/at во всём, но стоит значительно дешевле, чем инжекторы и коммутаторы 802.3 af/at стандартов. Passive PoE имеет множество недостатков в том числе и весьма неприятных, так что приведём сравнение Passive PoE и более продвинутых 802.3af/at аналогов.

802.3 af/at vs Passive PoE

Passive PoE небезопасен. Первое о чём стоит упомянуть, сравнивая две реализации, это то, что Passive PoE значительно менее безопасная технология. 802.3at и 802.3af при подключении всегда проверяют, подключено ли к ним устройство, поддерживающее данную технологию. Они подают на подключаемое устройство сигнал, и, если ответа с устройства не приходит, то они просто не подадут напряжение. Passive PoE же очень проста и не имеет в себе никаких дополнительных возможностей управления, потому подаёт напряжение немедленно после получения питание. Это может привести к тому, что при подключении провода с подключенным Passive PoE к устройству, для этого не предназначенное, устройство может не заработать, выйти из строя или вовсе сгореть. Ситуацию осложняет то, что стандартизация для Passive PoE отсутствует, поэтому каждый производитель использует разные напряжения и полярности. По этой же причине, подключая Passive PoE к роутерам, ни в коем случае не следует путать порт, принимающий напряжение и LAN.

Читайте также:  Качественные реакции для продуктов питания

Дальность питания по проводу

Как известно, по мере прохождения сигнала по проводу, полезный сигнал постепенно рассеивается. То же самое происходит и с питанием. Passive PoE не всегда способен подавать питание на расстояния до 100 метров, поскольку PoE-инжектор подаёт на провод не изменяющиеся 12В, 24В или 48В. С расстоянием напряжение падает, и PoE-устройство не всегда получает необходимое напряжение, особенно на больших расстояниях. 802.3af/at обладают же управляемым напряжение, и гарантированно подают питание необходимой можности на расстоянии до 100 метров.

Тут следует добавить, что в случае, когда надо подать напряжение дальше, чем на 100 метров, в распоряжении 802.3at/af имеются специальные PoE-удлинители, которые восстанавливают напряжение и полезный сигнал, и являются чем-то вроде PoE-коммутаторов, но всего лишь с одним портом, например, модель PEXT-E. A модель PEXT 1/4 позволяет не только удлинить PoE-провод, но и разделить его на 4 разных провода с PoE, играя таким образом роль своеобразного сплитера.

Использование жил для данных и питания

Витая пара использует 4 жилы для подачи питания (питание идёт по тем же жилам, что и данные). Стандарты 802.3at/af поддерживают два варианта подачи напряжения. По 1/2 3/6 жилам (бело-оранжевый, оранжевый, бело-зелёный и зелёный провода соответственно), либо по 4/5 7/8 (синий, бело-синий, бело-коричневый, коричневый). IP-камеры с поддержкой данных технологий, будет работать при подаче питания, как одним, так и другим способом. Как подавать питание решает PoE-коммутатор или инжектор.

Passive PoE поддерживат только 4/5 7/8 вариант. То есть из восьми жил 4 использованы для питания, а ещё 4 передают полезный сигнал. Поскольку гигабитные порты используют сразу все 4 пары для передачи данных, использование Passive PoE вместе с ними представляет дополнительную проблему.

802.3af/at обладает функциями управления питанием

В то время, как для Passive PoE функции управления отсутствуют полностью. 802.3af/at функции управления могут быть задействованы с помощью PoE-инжекторов или коммутаторов. Возможно включение/отключение по расписанию, перезапуск устройства, контроль и мониторинг потребляемой устройством мощности.

Вариации Passive PoE

Как уже было сказано, разные производители реализуют Passive PoE по-своему. Вот примеры Passive PoE, используемых Ubiquiti, MikroTik и Dahua.

Ubiquiti и Dahua реализовали в своих инжекторах напряжение 24В, но у производителей разная полярность, так что будьте бдительны.
MikroTik может использовать самые разнообразные напряжения, начиная от 8В и до 30В

К всему вышесказанному следует добавить, что бывают исключения. Некоторые инжекторы позволяют осуществлять подачу как пассивного PoE, так и 802.3 af. Кроме того существуют ещё и PoE-конверторы, позволяющие преобразовать один тип PoE в другой. Особое место занимает Ubiquiti PoE Fiber, который позволяет подключать устройства через оптоволокно.

Будущее

В данный момент разрабатываются новые стандарты PoE, которые позволят, например, подавать питание сразу по всем 4-ым витым парам. Все эти стандарты (например, 802.3bt) являются логическим продолжением 802.3af/at стандартов, так что интернет-магазин ipboom советует вам следить за новостями. Passive PoЕ же не имеет определённого вектора, стандартизации не ожидается и каждый производитель продолжает делать по-своему.

Таким образом 802.3 af устройство может быть запитано от 802.3at/af инжекторов или коммутаторов, либо от инжектора Passive PoE на 48В. От инжекторов в 12В, 24В, PoE-порта MikroTik или его инжектора (те из них, которые подают Passive PoE), коммутатора Dahua запитывать 802.3 af устройство нельзя. 12В допустимо подавать только на порт Jack. И вообще при использовании Passive PoE следует быть максимально осторожным.

Технология PoE очень важна в мире коммуникаций, находит всё больше применений. Интернет-магазин ipboom постарался не только рассказать об основных телекоммуникационных технологиях, но также и обозначить возможные подводные камни и тонкости. Также вы можете подробно прочитать про линейку устройств PowerTone, предназначенную специально для работы с PoE.

Читайте также:  Выставка продуктов питания для всех

Источник



Технологии передачи питания poe

Технология PoE (Power-over-Ethernet) была создана для IP-телефонии, точек доступа, IP-камер и других устройств, к которым нежелательно проводить отдельный питающий кабель. На качество передачи данных технология PoE влияния не оказывает, используется потенциал уровня Ethernet, то есть сетевых кабелей.

Важно понимать, что питающее устройство (например, PoE маршрутизатор) подает питание в кабель только в том случае, если подключенное устройство (например, IP камера ) поддерживает технологию PoE. Как это происходит?

1) Вначале производится проверка: является ли подключенное устройство питаемым (PD). На него подается напряжение от 2,8 до 10 B, определяется входное сопротивление подключаемого устройства. Если параметры соответствуют требуемым, питающее устройство переходит к следующему этапу.

2) Питающее устройство определяет потребляемую мощность подключенного девайса, для последующего управления этой мощностью. В зависимости от мощности, устройствам присваивается класс: от 0 до 4.

Класс Вт на порт PoE Вт на устройство
15,4 от 0,44 до 12,95
1 4,5 от 0,44 до 3,84
2 7 от 3,84 до 6,49
3 15,4 от 6,49 до 12,95
4 30 от 12,95 до 25,5

После того, как устройство классифицировано, на него подается напряжение 48В с фронтом нарастания не более 400 мс., и питающее устройство приступаетет в контролю его работы:

1) Если устройство будет потреблять ток менее 5 мА в течении 400Мс, то подача питания прекращается;
2) Если сопротивление подключенного устройства будет больше 1980 кОм в течение 400 мс, подача питания прекращается.
3) Если потребление тока превысит 400 мА в течение 75 мс, подача питания прекращается.

Всего существует 3 стандарта PoE, чем они отличаются?

1. PoE — IEEE 802.3af

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

2. PoE+ — IEEE 802.3at

  • Следующий стандарт IEEE 802.3at, обеспечивает питание до 30 Вт для каждого устройства. Таким образом PoE+ способен обеспечить питанием более мощные устройства, например камеры видеонаблюдения Pan-Tilt-Zoom (PTZ) и высокопроизводительные беспроводные точки доступа 11n.

Отличия стандарта PoE от PoE+

Способ передачи питания PoE PoE+
Диапазон напряжения постоянного тока на питаемом устройстве от 36 до 57 V (номинальное 48V) от 42,5 до 57 V
Диапазон напряжения, 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

3. IEEE 802.3bt

  • В настоящее время разработан новый стандарт IEEE 802.3bt, эта технология позволяет запитать устройства мощностью до 51 Вт по одному кабелю, в этом случае используются все четыре пары кабеля категории 5. Использование незадействованных ранее пар проводов для подачи электропитания увеличивает эффективность и мощность без каких-либо дополнительных расходов на кабели.

Type 2: Класс PoE 4:

Стандарт PoE IEEE 802.3af PoE+ IEEE 802.3at
Требования к кабелю Категория 3 (UTP CAT3) или выше Type 1: Категория 3 (UTP CAT3) или выше
Type 2: Категория 5 (UTP CAT5) или выше
Сила тока 0.35 А Type 1: 0.35 А
Type 2: 0.6 А
Выходное напряжение инжектора 44 — 57 В Type 1: 44 — 57 В
Type 2: 50 — 57 В
Входное напряжение питаемого устройства 37 — 57 В Type 1: 37 — 57 В
Type 2: 42.5 — 57 В
Максимальное энергопотребление питаемого устройства Класс PoE 0, 3: 12.95 Вт Type 1: Класс PoE 0, 3: 12.95 Вт
Класс POE 1: 3.84 Вт Класс PoE 1: 3.84 Вт
Класс PoE 2: 6.49 Вт Класс PoE 2: 6.49 Вт
Класс PoE 4: не используется
Поддерживаемые питаемые устройства IP-камеры, IP-телефоны, точки доступа Все устройства PoE, PTZ-камеры для наружного монтажа,
точки доступа WiMAX, светодиодные табло, некоторые компьютеры

POE стандарт IEEE 802.3af распиновка:

Требования по питанию для PoE устройств:

Параметр Мин Макс
Сопротивление, кОм 23.75 26.25
Время запуска (> 10 мА), мс 300
Потребляемая мощность, Вт 12.95
Диапазон входного напряжения, В 36 57
Вкл. напряжения, В 44
Откл. напряжения, В 30 В
Входной ток (@ 36VDC), мА 10 350
Входной ток, Пик, мА 400

Passive PoE

Как же быть, если в вашу инфраструктуру требуется подключить устройства без поддержки PoE? В таких случаях используется технология Passive PoE. Ее особенность в том, что источник питания не опрашивает подключенное устройство и не согласовывает его мощность. Питание просто подается по 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.

PoE-сплиттер

При данном способе подключения необходимо тщательно подбирать мощность источника питания, и его потребителя.

PoE инжектор

Существует два вида устройств — PoE сплиттеры и PoE инжекторы. Со сплиттером мы разобрались, а как работает PoE инжектор?

На примере. Представим, что в вашей инфраструктуре используется коммутатор без поддержки PoE, сетевой кабель передает только данные.

Как подключить и подать питание по витой паре на устройства с поддержкой этой технологии в такую систему? Как раз в таких случаях и используется PoE инжектор, который служит для подачи в сетевой кабель электрического напряжения.

PoE инжектор подключается и к RJ45, и к источнику питания. В итоге, на входе PoE инжектор получает данные, а на выходе — и данные, и электрическое напряжение, которое может использоваться для подключения устройств с поддержкой этой технологии.

PoE адаптер

Это AC-DC преобразователь со встроенным сплиттером и стабилизатором на выходе. PoE адаптер не использует фантомное питание а использует свободные пары (что означает невозможность использования гигабитных портов, невозможность использования двухпарных кабелей, невозможность расшаривания кабеля). Отличие от сплиттера только в том, что адаптер, за счет повышения напряжения, поддерживает длину линии до 100м на номинальной мощности и активирует схему питания через PoE. Не факт что заработает оборудование, которое питается по стандарту PoE-B. То есть использует для питания и передачи данных те же 1, 2, 3, 6 контакты.

Требование к кабелю

  • Требуется четырехпарная витая пара категории не ниже cat.5e;
  • Витая пара должна быть медная, а не омедненная;
  • Толщина проводников не менее 0,51 мм (24 AWG);
  • сопротивление в проводниках должно быть не выше 9,38 Ом/100 м (если больше, то будет большая потеря мощности).

Стандарты 802.3af и 802.3at говорят о длине витой пары для PoE равной 100м. Но на практике рекомендованная максимальная длина кабеля не должна больше 75м. При использовании Passive PoE, длина кабеля должна быть не более 60м.

Таким образом технология PoE обладает широкими коммуникационными возможностями, позволяющими создавать сети с устройствами разного типа и предназначения. Инсталляционные затраты на системы PoE как правило гораздо ниже, чем расходы на организацию традиционных силовых распределительных систем.

Источник