Lucero Artemio, responsable sènior de producte
Què és Power over Ethernet en xarxes?
Power over Ethernet (PoE) és una tecnologia innovadora que passa l'energia elèctrica a través d'un cable Ethernet de parell trenat als dispositius alimentats. S'utilitza a les llars, oficines i escoles, permet que un cable RJ45 proporcioni connexió de dades i energia elèctrica a aquests altres dispositius en lloc d'un cable separat per a cadascun.
PoE és una de les tecnologies de xarxa més rendibles disponibles. Permet als professionals instal·lar equips remots o externs sense connectar-se a l'alimentació de CA i pot subministrar energia a diverses ubicacions sense haver d'instal·lar cables elèctrics o endolls addicionals a cada lloc. PoE (Power over Ethernet) també facilita que les empreses ampliïn les seves xarxes i responguin més ràpidament.
Escollir la solució adequada d'alimentació a través d'Ethernet
Actualitzeu la vostra infraestructura de xarxa amb el nostre potent convertidor de mitjans de fibra Gigabit PoE. La nostra tecnologia d'avantguarda garanteix una transferència de dades ràpida com un llamp per fibra òptica alhora que proporciona fins a 30 W de potència als dispositius connectats, cosa que us ofereix la tranquil·litat de saber que la vostra xarxa funciona amb la màxima eficiència. Confia en nosaltres, no voldràs perdre't aquest dispositiu que canvia el joc!
La solució perfecta per als vostres dispositius consumits d'energia, el nostre commutador PoE no gestionat Gigabit de 24 ports ofereix una connectivitat fiable i ràpida sense la molèstia de gestionar configuracions complicades. Dissenyat tenint en compte els enginyers de xarxa, aquest commutador està preparat per gestionar fins i tot les càrregues de treball més exigents amb facilitat.
Actualitzeu la vostra xarxa empresarial amb el nostre Switch PoE gestionat de 24 ports: la solució definitiva per alimentar diversos dispositius amb facilitat. Amb una connectivitat Ethernet estable i fiable, aquest commutador és imprescindible per als enginyers de xarxa que busquen millorar les capacitats del seu sistema. Confieu en nosaltres per oferir una font d'alimentació perfecta i eficient per als vostres AP sense fil, càmeres IP, telèfons VoIP i intercomunicadors visuals.
Els commutadors PoE industrials no gestionats/gestionats de Fiberroad són la solució definitiva per als enginyers de xarxa que busquen commutadors fiables i robusts. Amb una àmplia gamma d'opcions disponibles, segur que trobareu l'ajust perfecte per a les vostres necessitats de xarxa industrial. Confieu en la qualitat i l'experiència de Fiberroad per oferir un rendiment inigualable que mantingui la vostra xarxa en funcionament amb la màxima eficiència.
Classes de Power over Ethernet Estàndard
IEEE 802.3af-2003 estàndard es coneix comunament com "PoE". Defineix les classes PoE 0-3, amb una potència màxima a PD de 12.95 W.
IEEE 802.3at-2009 estàndard es coneix comunament com "PoE+" or "PoE Plus", i és l'actualització posterior de l'estàndard IEEE 802.3af-2003 "PoE". Defineix les classes PoE 0-4, on les classes 0-3 s'incorporen de l'antic estàndard "PoE" 802.3af sota "Tipus 1", i "Tipus 2" només inclou la classe 4 amb una potència màxima a PD de 25.5 W.
IEEE 802.3bt-2018 es diu "4PPoE". Incorporava les classes 0-4 dels estàndards anteriors i va afegir "Tipus 3" (classes 5-6) i "Tipus 4" (classes 7-8), amb una potència màxima a PD de 71.3 W.
PoE tipus 1
Nom: PoE, PoE de 2 parells
Estàndard: IEEE 802.3af
Potència màxima del port: 15.4W
'PoE' va ser dissenyat inicialment per alimentar dispositius de baix consum com ara telèfons IP. L'any 2003, IEEE 802.3af es va estandarditzar per utilitzar dos dels quatre parells trenats de cables en els cables Ethernet Cat3 estàndard (aleshores). IEEE 802.3af proporciona fins a 12.95 W als dispositius alimentats a 37 V-57 V. Hi ha una mica de pèrdua, de manera que un port de commutació PoE té una capacitat general de 15.4 W i entre 44 V-57 V. Alguns exemples de dispositius compatibles amb PoE tipus 1 inclouen càmeres de vigilància estàtiques, punts d'accés sense fil i telèfons VoIP.
PoE tipus 2
Nom: PoE+, PoE de 2 parells
Estàndard: IEEE 802.3at
Potència màxima del port: 30W
PoE+ o l'estàndard Ethernet IEEE 802.3at, que l'Institut d'Enginyers Elèctrics i Electrònics va publicar el 2009. Ofereix fins a 30 W de potència a nivell de port mitjançant un cable de parell trenat Ethernet i fins a 25.5 W de potència a cada dispositiu. Connecta dispositius de major potència a una xarxa, com ara càmeres PTZ, telèfons IP de vídeo i sistemes d'alarma. Tanmateix, com que és compatible amb les versions anteriors, pot suportar els tipus de dispositius que normalment admet PoE Tipus 1 i dispositius compatibles amb PoE Tipus 2.
PoE tipus 3
Nom: PoE++, PoE de 4 parells, PoE 4P, Ultra PoE
Estàndard: IEEE 802.3bt
Potència màxima del port: 60W
També conegut com a PoE de 4 parells, 4PPoE, PoE++ o Ultra PoE, el tipus 3 PoE utilitza els quatre parells en un cable de coure de parell trenat per oferir energia al PD, a diferència del tipus 1 i 2, que només utilitzen dos parells. Aquest nivell més alt de PoE s'adhereix a l'estàndard IEEE 802.3bt, que va sortir el 2011. Proporciona fins a 60 W de potència a cada port PoE i fins a 51 W de potència a cada dispositiu. Aquests nivells més alts de dispositius de suport d'energia inclouen punts d'accés sense fil multi-ràdio, càmeres PTZ, dispositius de gestió d'edificis i equips de videoconferència. Admet cables Cat5 o millor.
PoE tipus 4
Nom: PoE de més potència, PoE++
Estàndard: IEEE 802.3bt
Potència màxima del port: 100W
Conegut comunament com a PoE de potència més alta, el PoE tipus 4 ofereix les capacitats de potència més altes de tots els tipus de PoE existents. Aquest tipus de PoE ajuda a satisfer els creixents requisits d'energia dels dispositius de xarxa i IoT. D'acord amb l'estàndard IEEE 802.3bt més recent, el tipus 4 PoE ofereix 90 W de potència des del PSE i fins a 70 W de potència d'entrada al PD a cada dispositiu. Tanmateix, té el potencial de subministrar un màxim de 100 W de potència per port si és necessari. A causa de les grans quantitats d'energia que produeix, el tipus 4 PoE pot suportar dispositius que consumeixen molta energia, com ara ordinadors portàtils i pantalles planes.
Alimentació per Ethernet Tipus PSE
Hi ha tres tipus principals de PSE (Power Source Equipment) que s'utilitzen actualment; tots són compatibles amb cable Cat5e o de categoria superior. El tipus PSE es tria en funció de la infraestructura existent i el nombre de dispositius PoE connectats.
- Commutador de xarxa i convertidor de mitjans de fibra
Un commutador d'alimentació a través d'Ethernet (PoE) és un dispositiu que pot subministrar energia als dispositius mitjançant un cable Ethernet. Es pot utilitzar per alimentar dispositius com ara telèfons IP, punts d'accés sense fil i càmeres de seguretat. A Commutador PoE també es pot utilitzar per connectar dispositius que no són compatibles amb PoE mitjançant un injector PoE.
A Convertidor de mitjans de fibra PoE combina energia i dades en un sol cable que ofereix connectivitat de coure a fibra alhora que proporciona alimentació a PD. El convertidor de mitjans PoE ofereix un camí econòmic per ampliar la distància de transmissió d'una xarxa existent.
Figures 2 i 3, commutador PoE i convertidor de mitjans PoE
- Injector d'un sol port (Midspan)
Un injector PoE d'un sol port (Midspan) està dissenyat en línia amb un cable Ethernet per proporcionar energia a un dispositiu. S'adapta a les aplicacions on no teniu prou dispositius Ethernet poe o si les dades s'han de transmetre a llarga distància abans de tornar-les a convertir a cablejat de coure i després aplicar energia.
L'inconvenient d'utilitzar un injector PoE d'un sol port és el requisit perquè funcioni una presa de corrent i la tendència a ser costosa quan més d'uns quants dispositius requereixen energia.
Negociació Power over Ethernet
La negociació d'alimentació per Ethernet (PoE) és el procés per determinar si i quanta potència s'ha de proporcionar a un dispositiu mitjançant un cable Ethernet. Això es fa normalment mitjançant un protocol de senyalització especial entre la font d'alimentació (normalment un commutador PoE) i el dispositiu que ha de rebre energia (conegut com a PD o dispositiu alimentat). Si tant el commutador PoE com el PD admeten el mateix estàndard PoE (com ara IEEE 802.3at), poden negociar per proporcionar al PD la quantitat màxima d'energia especificada per aquest estàndard. Tanmateix, si el commutador PoE i el PD no admeten el mateix estàndard, han de negociar per proporcionar al PD una quantitat d'energia menor. La negociació PoE té com a objectiu garantir que només es proporcioni el poder necessari al PD. Això ajuda a evitar possibles problemes com ara sobrecàrregues i perills elèctrics. També ajuda a estalviar energia, ja que els dispositius que no necessiten molta potència es poden alimentar amb estàndards PoE de menor potència.
La negociació consta de tres etapes: descobriment, classificació i funcionament.
Descobriment
PSE deixa el port Ethernet sense corrent i comprova periòdicament si s'ha connectat alguna cosa. És poc probable que la baixa tensió utilitzada durant la detecció danyi un dispositiu no dissenyat per a Power over Ethernet. Quan un PD està connectat al port del PSE, el PSE ho detecta i passa a la fase de classificació.
PoE Classificació
La classificació és el procés pel qual el PSE determina si el dispositiu connectat requereix potència, si és així, quina classe d'alimentació PoE requereix. La classificació pot passar en una forma d'1 o 2 esdeveniments, depenent de la classe PoE del PD.
Classificació d'un esdeveniment: per a PD de 1af/a classe 802.3-0
PSE envia un sol impuls de tensió al PD, llegeix el valor actual del cable, comprova a quina classe PoE correspon aquest valor actual i proporciona energia en conseqüència. Si el PD retorna els valors de classe 1, 2 o 3, el PSE proporciona potència de classe 1, 2 o 3, respectivament. Si PD retorna un valor de classe 0, es subministra energia de classe 3.
Figura 5: Classificació d'1 esdeveniment
Classificació de 2 esdeveniments: per a PD de 802.3 a la classe 4
Quan el PD s'identifica com un dispositiu de classe 4, el PSE utilitzarà un segon esdeveniment per verificar que el PD realment necessita un nivell de potència més elevat. Aquest segon esdeveniment pot ser qualsevol dels dos mètodes següents:
Classificació de 2 esdeveniments basada en maquinari
PSE realitza primer la classificació d'un esdeveniment tal com es descriu anteriorment. Si llegeix el valor de corrent de classe 1 del PD, només subministra potència de classe 4 i repeteix l'impuls de tensió per segona vegada. Si després d'aquest 3n esdeveniment es confirma que el PD és de Classe 2, el PSE proporciona potència de Classe 4 al PD.
Classificació LLDP basada en programari
PSE realitza primer la classificació d'un esdeveniment tal com es descriu anteriorment. Si llegeix el valor actual de classe 1 del PD, només subministra potència de classe 4 i sol·licita confirmació del PD mitjançant el protocol LLDP de capa 3 sobre si el PD és realment de classe 2. Si després d'aquest segon esdeveniment es confirma que el PD és Classe 4, el PSE proporciona potència de Classe 2 al PD.
Suport a la classificació de 2 esdeveniments
L'estàndard IEEE 802.3at defineix que els PD de classe 4 han de suportar la classificació LLDP de 2 esdeveniments basada en maquinari i programari, mentre que PSE només ha d'admetre una, però pot suportar totes dues. Normalment, els injectors PoE+ només admeten l'ordenació de 2 esdeveniments basada en maquinari. Molts commutadors PoE+ admeten ambdós mètodes.
Càlcul del pressupost d'alimentació PoE
Calcular el pressupost d'energia per a una xarxa Power over Ethernet (PoE) pot ser complicat. Hi ha molts factors a tenir en compte i, si no aneu amb compte, podeu acabar gastant en excés en la vostra font d'alimentació. Per ajudar-vos a calcular el vostre pressupost d'energia PoE, hem elaborat aquesta pràctica guia. Us explicarem tots els factors que heu de tenir en compte i us mostrarem com utilitzar la nostra calculadora gratuïta de pressupost d'energia PoE.
Pas 1: sumeu la demanda de PoE en watts
S'ha de calcular la demanda total d'energia esperada de tots els vostres PD. Ha d'incloure la potència màxima i els límits superiors per a cada classificació de PD. Qualsevol dispositiu no especificat s'ha de considerar de classe 0.
Per exemple, els dispositius IEEE802.3af poden consumir 9 watts; tanmateix, com que són dispositius de classe 0, podeu suposar que consumeixen 15.4 watts.
Arrodoneix el número de tant en tant perquè el cable utilitzat per connectar l'interruptor PD i PoE no es desgasti massa ràpidament.
Per exemple, una càmera IP típica IEEE802.3at Classe 4 consumeix 25.5 watts. Aquesta ronda de més de 30 watts us ofereix una memòria intermèdia si hi ha una pèrdua inevitable entre l'interruptor PoE i el vostre dispositiu.
Una de les consideracions més importants a l'hora de triar un pressupost d'alimentació PoE és assegurar-se que hi hagi ports disponibles al vostre disseny. Recordeu que tenir almenys un port de recanvi al dispositiu PD pot ser útil amb finalitats de diagnòstic o resolució de problemes. I alguns clients fins i tot poden voler ports addicionals per oferir-los l'opció d'afegir més dispositius PD en el futur. Però no us preocupeu: sempre que seleccioneu els dispositius PD adequats i els integreu correctament, no cal tenir en compte els ports de recanvi com a part del càlcul del pressupost d'energia PoE.
Pas 2: escala per a l'entorn operatiu
Si feu un càlcul del pressupost de potència, heu de tenir en compte les condicions ambientals.
La velocitat a la qual una font d'alimentació està dissenyada per perdre la seva capacitat amb el temps dependrà de les condicions en què s'utilitzi. L'empresa diu que en condicions favorables o controlades, podeu esperar que el rendiment a llarg termini d'una font d'alimentació sigui del 70% de la seva qualificació. En aquest tipus d'entorn, hauríeu de dividir la potència total del pas un per 0.7.
Cada part de la font d'alimentació està dissenyada per ser resistent a la calor, el fred i la humitat. Tanmateix, aquests factors poden canviar el rendiment i la vida útil. Dividiu la potència total del pas un per 0.6 per a aquest tipus de configuració.
Les instal·lacions elèctriques que funcionen en condicions extremes sovint necessiten equips de qualitat industrial. La sèrie Fiberroad Industrial PoE, per exemple, és una font d'alimentació DC 48VDC que està construïda per suportar anys d'exposició a alts nivells de soroll i vibració al camp.
Preneu aquest escenari dur, per exemple:
L'interruptor i la font d'alimentació s'instal·laran en un recinte metàl·lic exposat al sol directe, en un lloc al nord-est dels Estats Units. A l'hivern, la temperatura dins del recinte podria ser tan baixa com -10 °F/-24 °C. I a l'estiu, pot arribar als 140 °C/60 °F. Tenint en compte aquesta inflexió amb la temperatura, esperem que la font d'alimentació funcioni al 60% de la capacitat.
Per calcular quina font d'alimentació necessiteu, haureu de saber quanta potència consumirà el vostre ordinador en total. Si l'equació actual és X i la caiguda de rendiment a llarg termini prevista és del 50%, simplement multipliqueu X per 0.5.
Pas 3: seleccioneu la font d'alimentació
Quan considereu les necessitats de la vostra font d'alimentació PoE, és important tenir en compte la quantitat d'energia necessària i el medi ambient. Hem subministrat classificacions a partir de 30 watts i fins a 720 watts.
Cablejat d'alimentació a través d'Ethernet
A les xarxes modernes, els dispositius electrònics de potència proporcionen energia als PD mitjançant el mateix cablejat que s'utilitza per a les dades. Cat5e o un cable de categoria superior és adequat per a dispositius compatibles amb IEEE 802.3af i IEEE 802.3at.
Qualsevol cable Ethernet que s'executi des de l'interruptor de xarxa PoE al PD no hauria de tenir més de 328 peus de llarg, fins i tot si hi ha un dispositiu midspan a la línia. L'injector PoE mitjà s'ha de veure com una connexió de panell de connexió. Si es superen els 328 peus, el subministrament d'energia i la comunicació de dades es poden veure afectats negativament.
No obstant això, AI Extend és cada cop més popular entre els dispositius Power over Ethernet, que poden estendre la distància PoE fins a 250 m. La sèrie Fiberroad AI Power over Ethernet admet aquesta funció mitjançant un commutador DIP, sempre que s'engegui segons sigui necessari. La funció AI Extend és adequada per a situacions en què la vostra font d'alimentació està massa lluny. Tanmateix, cal tenir en compte aquesta limitació d'ample de banda.
| 10/100BASE-TX （802af/at, Mode A） |
10/100BASE-TX (802.3af/at, mode B) |
1000BASE-TX (802.3af/at, mode A) |
1000BASE-TX (802.3af/at, mode B) |
1000BASE-TX (802.3 bt) |
||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| agulla | dades | poder | dades | poder | dades | poder | dades | poder | dades | poder |
| 1 | Rx + | DC + | Rx + | TxRx A + | DC + | TxRx A + | TxRx A + | DC + | ||
| 2 | Rx - | DC + | Rx - | TxRx A - | DC + | TxRx A - | TxRx A - | DC + | ||
| 3 | Tx + | DC - | Tx + | TxRx B + | DC - | TxRx B + | TxRx B + | DC - | ||
| 4 | Sense utilitzar | DC + | TxRx C + | TxRx C + | DC + | TxRx C + | DC + | |||
| 5 | Sense utilitzar | DC + | TxRx C – | TxRx C – | DC + | TxRx C – | DC + | |||
| 6 | Tx - | DC - | Tx - | TxRx B - | DC - | TxRx B - | TxRx B - | DC - | ||
| 7 | Sense utilitzar | DC - | TxRx D + | TxRx D + | DC - | TxRx D + | DC - | |||
| 8 | Sense utilitzar | DC- | TxRx D – | TxRx D – | DC - | TxRx D – | DC - | |||
Taula 2: Dades del port Lan i pinout d'alimentació
notes:
- El poder només s'ha d'aplicar d'una manera alhora, i el PSE pren aquesta decisió. El PSE pot suportar el mode A o B, o tots dos. Normalment, el mètode seleccionat no és una preocupació per a un usuari final perquè és un requisit dels estàndards IEEE 802.3af/at que tots els PD han de suportar ambdós modes.
- Amb el mode B, la tècnica d'alimentació fantasma permet que els parells alimentats també transportin dades en Ethernet de 10/100 Mbit/s.
- Els dos modes A i B són compatibles amb Gigabit Ethernet. La tècnica d'alimentació fantasma s'utilitza per a ambdós modes, com a Gigabit Ethernet, els quatre parells s'utilitzen per a la transmissió de dades.
- IEEE 802.3bt "4PPoE" utilitza tots els parells per proporcionar energia a Gigabit Ethernet, d'aquí el nom de l'estàndard: 4PPoE ("4-pair Power over Ethernet").