Lucero Artemio, vanhempi tuotepäällikkö
Mikä on Power over Ethernet verkkotoiminnassa?
Power over Ethernet (PoE) on innovatiivinen tekniikka, joka välittää sähkövirran kierretyn Ethernet-parikaapelin kautta virtalähteisiin laitteisiin. Sitä käytetään kodeissa, toimistoissa ja kouluissa, ja se mahdollistaa yhden RJ45-kaapelin muodostamaan datayhteyden ja sähkövirran näihin muihin laitteisiin erillisen kaapelin sijaan.
PoE on yksi kustannustehokkaimmista saatavilla olevista verkkotekniikoista. Sen avulla ammattilaiset voivat asentaa etä- tai ulkoisia laitteita kytkemättä verkkovirtaan ja toimittaa virtaa useisiin paikkoihin ilman, että kuhunkin paikkaan tarvitsee asentaa ylimääräisiä sähkökaapeleita tai -pistorasioita. PoE (Power over Ethernet) helpottaa myös yritysten verkkojen laajentamista ja nopeampaa reagointia.
Oikean Power Over Ethernet -ratkaisun valitseminen
Päivitä verkkoinfrastruktuurisi voimakkaalla Gigabit PoE Fiber Media Converter -muuntimellamme. Huipputeknologiamme varmistaa salamannopean tiedonsiirron optisen kuidun kautta ja tarjoaa jopa 30 W tehoa kytkettyihin laitteisiin, mikä antaa sinulle mielenrauhan, kun tiedät, että verkkosi toimii parhaalla mahdollisella teholla. Luota meihin, et halua missata tätä peliä muuttavaa laitetta!
Täydellinen ratkaisu virtaa nälkäisille laitteillesi, 24-porttinen gigabitin hallitsematon PoE-kytkin tarjoaa luotettavan ja salamannopean yhteyden ilman monimutkaisten kokoonpanojen hallinnan vaivaa. Tämä verkkoinsinöörejä silmällä pitäen suunniteltu kytkin on valmis käsittelemään vaativimmankin työmäärän helposti.
Päivitä yrityksesi verkko 24-porttisella Managed PoE Switch -kytkimellämme – täydellinen ratkaisu useiden laitteiden virtalähteeseen helposti. Vakaan ja luotettavan Ethernet-yhteyden ansiosta tämä kytkin on välttämätön verkkosuunnittelijoille, jotka haluavat parantaa järjestelmänsä ominaisuuksia. Luota meihin, jotta voimme tarjota saumattoman ja tehokkaan virtalähteen langattomille tukiasemallesi, IP-kameroillesi, VoIP-puhelimillesi ja visuaalisille sisäpuhelimillesi!
Fiberroadin Unmanaged/Managed Industrial PoE-kytkimet ovat paras ratkaisu verkkoinsinööreille, jotka etsivät luotettavia ja kestäviä kytkimiä. Saatavilla olevan laajan valikoiman vaihtoehdoista löydät varmasti täydellisen sopivan teollisuuden verkkotarpeisiisi. Luota Fiberroadin laatuun ja asiantuntemukseen tarjotaksesi vertaansa vailla olevaa suorituskykyä, joka pitää verkkosi toiminnassa huipputeholla.
Ethernet-virtaluokat Standardi
IEEE 802.3af-2003 standardi tunnetaan yleisesti nimellä "PoE". Se määrittelee PoE-luokat 0-3, maksimiteho PD:llä on 12.95 W.
IEEE 802.3at-2009 standardi tunnetaan yleisesti nimellä "PoE+" or "PoE Plus", ja se on myöhempi päivitys IEEE 802.3af-2003 "PoE" -standardiin. Se määrittelee PoE-luokat 0-4, joissa luokat 0-3 on sisällytetty vanhemmasta 802.3af "PoE"-standardista "Type 1" -luokkaan, ja "Tyyppi 2" sisältää vain luokan 4, jonka enimmäisteho PD:llä on 25.5 W.
IEEE 802.3bt-2018 on nimeltään "4PPoE". Se sisälsi luokat 0-4 aikaisemmista standardeista ja lisäsi "Type 3" (luokat 5-6) ja "Type 4" (luokat 7-8), maksimiteho PD:llä on 71.3 W.
PoE-tyyppi 1
Nimi: PoE, 2-parin PoE
Standardi: IEEE 802.3af
Suurin porttiteho: 15.4W
"PoE" Se oli alun perin suunniteltu tehoa vaativille laitteille, kuten IP-puhelimille. Vuonna 2003 IEEE 802.3af standardisoitiin käyttämään kahta neljästä kierretystä johtoparista standardinmukaisissa (tuohon aikaan) Cat3 Ethernet -johdoissa. IEEE 802.3af tarjoaa jopa 12.95 W tehoa laitteisiin, joissa on 37 V - 57 V. Häviö on jonkin verran, joten PoE-kytkinportin teho on yleensä 15.4 W ja 44 V - 57 V. Esimerkkejä laitteista, joita PoE Type 1 voi tukea, ovat staattiset valvontakamerat, langattomat tukiasemat ja VoIP-puhelimet.
PoE-tyyppi 2
Nimi: PoE+, 2-parin PoE
Standardi: IEEE 802.3at
Suurin porttiteho: 30W
PoE+ tai IEEE 802.3at Ethernet-standardi, jonka Institute of Electrical and Electronics Engineers julkaisi vuonna 2009. Se toimittaa jopa 30 W tehoa porttitasolla Ethernet-parikaapelin kautta ja jopa 25.5 W tehoa jokaiselle laitteelle. Se yhdistää verkkoon tehokkaampia laitteita, kuten PTZ-kameroita, IP-videopuhelimia ja hälytysjärjestelmiä. Koska se on kuitenkin taaksepäin yhteensopiva, se voi tukea PoE Type 1:n tyypillisesti tukemia laitteita ja PoE Type 2:n tukemia laitteita.
PoE-tyyppi 3
Nimi: PoE++, 4-parin PoE, 4P PoE, Ultra PoE
Standardi: IEEE 802.3bt
Suurin porttiteho: 60W
Tyypin 4 PoE, joka tunnetaan myös nimellä 4-pair PoE, 3PPoE, PoE++ tai Ultra PoE, käyttää kaikkia neljää paria kierretyssä kuparikaapelissa virransyöttöön PD:ssä – toisin kuin tyypit 1 ja 2, joissa käytetään vain kahta paria. Tämä korkeampi PoE-taso noudattaa IEEE 802.3bt -standardia, joka julkaistiin vuonna 2011. Se tarjoaa jopa 60 W tehoa jokaiseen PoE-porttiin ja jopa 51 W tehoa kullekin laitteelle. Näitä korkeamman tason tehotukilaitteita ovat langattomat moniradiotukiasemat, PTZ-kamerat, kiinteistönhallintalaitteet ja videoneuvottelulaitteet. Se tukee Cat5-kaapeleita tai parempia.
PoE-tyyppi 4
Nimi: Tehokkaampi PoE, PoE++
Standardi: IEEE 802.3bt
Suurin porttiteho: 100W
Tyyppi 4 PoE, joka tunnetaan yleisesti nimellä Higher-Power PoE, tarjoaa suurimmat tehoominaisuudet kaikista olemassa olevista PoE-tyypeistä. Tämä PoE-tyyppi auttaa täyttämään verkkolaitteiden ja IoT:n kasvavat tehovaatimukset. Uusimman IEEE 802.3bt -standardin mukainen Type 4 PoE toimittaa 90 W tehoa PSE:stä ja jopa 70 W syöttötehoa PD:stä jokaiselle laitteelle. Se voi kuitenkin tarvittaessa toimittaa enintään 100 W tehoa porttia kohden. Tuottamansa suuren tehon ansiosta Type 4 PoE tukee erittäin virtaa kuluttavia laitteita, kuten kannettavia tietokoneita ja litteitä näyttöjä.
Virta Ethernetin kautta PSE-tyypit
Nykyään käytössä on kolme päätyyppiä PSE:tä (Power Source Equipment); kaikki ovat yhteensopivia Cat5e tai korkeamman luokan kaapelin kanssa. PSE-tyyppi valitaan olemassa olevan infrastruktuurin ja kytkettyjen PoE-laitteiden määrän perusteella.
- Verkkokytkin ja kuitumediamuunnin
Power over Ethernet (PoE) -kytkin on laite, joka voi syöttää virtaa laitteille Ethernet-kaapelin kautta. Sitä voidaan käyttää laitteiden, kuten IP-puhelimien, langattomien tukiasemien ja valvontakameroiden, virtalähteenä. A PoE-kytkin voidaan käyttää myös kytkemään laitteita, jotka eivät ole PoE-yhteensopivia, käyttämällä PoE-injektoria.
A PoE Fiber Media Converter yhdistää virran ja tiedon yhdellä kaapelilla, joka tarjoaa kupari-kuituyhteyden ja tarjoaa samalla virran PD:lle. PoE-mediamuunnin tarjoaa taloudellisen tavan pidentää olemassa olevan verkon lähetysetäisyyttä.
Kuvat 2 ja 3, PoE-kytkin ja PoE-mediamuunnin
- Yksiporttinen injektori (keskiväli)
Single-Port PoE Injector (Midspan) on suunniteltu linjassa Ethernet-kaapelin kanssa antamaan virtaa yhdelle laitteelle. Se sopii sovelluksiin, joissa sinulla ei ole tarpeeksi poe ethernet-laitteita tai jos tiedot on siirrettävä pitkän matkan ennen kuin se muunnetaan takaisin kuparikaapelointiin ja sitten kytketään virta.
Yksiporttisen PoE-suuttimen käytön haittapuoli on verkkopistorasian toiminnan vaatimus ja taipumus tulla kalliiksi, kun useampi kuin muutama laite tarvitsee virtaa.
Power over Ethernet -neuvottelu
Power over Ethernet (PoE) -neuvottelu on prosessi, jossa määritetään, pitäisikö laitteelle antaa virtaa Ethernet-kaapelin kautta ja kuinka paljon virtaa tulee antaa. Tämä tehdään tyypillisesti erityisen signalointiprotokollan avulla virtalähteen (yleensä PoE-kytkin) ja virtaa vastaanottavan laitteen (tunnetaan nimellä PD tai Powered Device) välillä. Jos sekä PoE-kytkin että PD tukevat samaa PoE-standardia (kuten IEEE 802.3at), ne voivat neuvotella antamaan PD:lle standardin määrittämän enimmäistehomäärän. Jos PoE-kytkin ja PD eivät kuitenkaan tue samaa standardia, niiden on neuvoteltava antaakseen PD:lle pienemmän tehon. PoE-neuvottelun tavoitteena on varmistaa, että PD:lle annetaan vain niin paljon tehoa kuin tarvitaan. Tämä auttaa välttämään mahdolliset ongelmat, kuten ylikuormitukset ja sähkövaarat. Se auttaa myös säästämään energiaa, koska laitteet, jotka eivät tarvitse paljon virtaa, voivat saada virtaa pienemmillä PoE-standardeilla.
Neuvottelussa on kolme vaihetta: etsiminen, luokittelu ja toiminta.
Löytö
PSE jättää Ethernet-portin ilman virtaa ja tarkistaa ajoittain, onko jotain kytkettynä. Tunnistuksen aikana käytetty matala jännite ei todennäköisesti vahingoita laitetta, jota ei ole suunniteltu Power over Ethernet -käyttöön. Kun PD on kytketty PSE:n porttiin, PSE havaitsee tämän ja siirtyy luokitusvaiheeseen.
PoE Luokittelu
Luokittelu on prosessi, jolla PSE määrittää, tarvitseeko liitetty laite virtaa, jos niin minkä luokan PoE-virtaa se vaatii. Luokittelu voi tapahtua 1-tapahtuman tai 2-tapahtuman muodossa PD:n PoE-luokasta riippuen.
1-tapahtuman luokitus – PD:lle 802.3af/luokissa 0-3
PSE lähettää yhden jänniteimpulssin PD:lle, lukee johdon virran arvon, tarkistaa, mitä PoE-luokkaa tämä virta-arvo vastaa, ja antaa tehon sen mukaisesti. Jos PD palauttaa luokan 1, 2 tai 3 arvot, PSE antaa luokan 1, 2 tai 3 tehon, vastaavasti. Jos PD palauttaa luokan 0 arvon, luokan 3 tehoa syötetään.
Kuva 5: 1-tapahtuman luokittelu
2-tapahtuman luokittelu – PD:lle 802.3 luokassa 4
Kun PD tunnistetaan luokan 4 laitteeksi, PSE käyttää toista tapahtumaa varmistaakseen, että PD todella tarvitsee korkeampaa tehoa. Tämä toinen tapahtuma voi olla jompikumpi seuraavista tavoista:
Laitteistopohjainen 2-tapahtumaluokitus
PSE suorittaa ensin 1-tapahtumaluokituksen edellä kuvatulla tavalla. Jos se lukee luokan 4 virta-arvon PD:stä, se syöttää vain luokan 3 tehoa ja toistaa jänniteimpulssin toisen kerran. Jos tämän 2. tapahtuman jälkeen vahvistetaan, että PD on luokka 4, PSE antaa luokan 4 tehon PD:lle.
Ohjelmistopohjainen LLDP-luokitus
PSE suorittaa ensin 1-tapahtumaluokituksen edellä kuvatulla tavalla. Jos se lukee luokan 4 virta-arvon PD:stä, se syöttää vain luokan 3 tehoa ja pyytää PD:ltä vahvistusta Layer 2 LLDP -protokollan kautta siitä, onko PD todellakin luokka 4. Jos tämän toisen tapahtuman jälkeen vahvistetaan, että PD on luokka 2, PSE antaa luokan 4 tehoa PD:lle.
2-tapahtuman luokittelutuki
IEEE 802.3at -standardi määrittelee, että luokan 4 PD:iden on tuettava sekä laitteistopohjaista 2-tapahtumaa että ohjelmistopohjaista LLDP-luokitusta, kun taas PSE:n on tuettava vain yhtä, mutta se voi tukea molempia. PoE+ -suuttimet tukevat tyypillisesti vain laitteistopohjaista 2-tapahtuman lajittelua. Monet PoE+ -kytkimet tukevat molempia menetelmiä.
PoE-virtalähteen budjetin laskenta
Power over Ethernet (PoE) -verkon tehobudjetin laskeminen voi olla hankalaa. On monia tekijöitä, jotka on otettava huomioon, ja jos et ole varovainen, saatat helposti kuluttaa liikaa virtalähteeseen. Olemme koonneet tämän kätevän oppaan auttaaksemme sinua laskemaan PoE-tehobudjettisi. Opastamme kaikki huomioitavat tekijät ja näytämme, kuinka käytät ilmaista PoE-tehobudjettilaskuriamme.
Vaihe 1: Lisää PoE:n kysyntä watteina
Kaikkien PD:iden odotettu kokonaistehotarve on laskettava. Sen tulee sisältää kunkin PD-luokituksen enimmäisteho ja ylärajat. Kaikki määrittelemättömät laitteet on katsottava luokkaan 0.
Esimerkiksi IEEE802.3af-laitteet voivat kuluttaa 9 wattia; Koska ne ovat kuitenkin luokan 0 laitteita, voit olettaa, että ne kuluttavat 15.4 wattia.
Pyöristä luku ajoittain ylöspäin, jotta PD- ja PoE-kytkimen yhdistämiseen käytetty kaapeli ei kulu liian nopeasti.
Esimerkiksi tyypillinen IEEE802.3at Class 4 IP-kamera kuluttaa 25.5 wattia. Tämä yli 30 watin kierros antaa sinulle puskurin, jos PoE-kytkimen ja laitteesi välillä on väistämätön menetys.
Yksi tärkeimmistä seikoista PoE-tehobudjettia valittaessa on varmistaa, että suunnittelussasi on käytettävissä portteja. Muista, että vähintään yksi varaportti PD-laitteessa voi olla kätevä diagnostiikka- tai vianetsintätarkoituksiin. Jotkut asiakkaat saattavat jopa haluta lisäportteja tarjotakseen heille mahdollisuuden lisätä PD-laitteita tulevaisuudessa. Mutta älä huoli – niin kauan kuin valitset sopivat PD-laitteet ja integroit ne oikein, varaporttien huomioon ottaminen ei ole välttämätöntä PoE-tehobudjetin laskennassa.
Vaihe 2: Skaalaa käyttöympäristö
Jos teet tehobudjettilaskelman, sinun on otettava huomioon ympäristöolosuhteet.
Nopeus, jolla virtalähde on suunniteltu menettämään kapasiteettiaan ajan myötä, riippuu käyttöolosuhteista. Yhtiö sanoo, että suotuisissa tai valvotuissa olosuhteissa voit odottaa virtalähteen pitkän aikavälin suorituskyvyn olevan 70 % sen arvosta. Tällaisessa ympäristössä sinun tulisi jakaa vaiheen yksi kokonaisteho 0.7:lla.
Jokainen virtalähteen osa on suunniteltu kestämään lämpöä, kylmää ja kosteutta. Nämä tekijät voivat kuitenkin muuttaa suorituskykyä ja käyttöikää. Jaa vaiheen yksi kokonaisteho 0.6:lla tällaista asetusta varten.
Äärimmäisissä olosuhteissa toimivat sähköasennukset vaativat usein teollisuustason laitteita. Esimerkiksi Fiberroad Industrial PoE -sarja on DC 48 VDC -virtalähde, joka on rakennettu kestämään vuosia kovaa melua ja tärinää kentällä.
Otetaan esimerkiksi tämä ankara skenaario:
Kytkin ja virtalähde asennetaan metallikoteloon, joka on alttiina suoralle auringonvalolle, paikkaan Yhdysvaltojen koillisosassa. Talvella kotelon sisälämpötila voi olla jopa –10 °F/–24 °C. Ja kesällä se voi olla jopa 140 °F/60 °C. Kun otetaan huomioon tämä lämpötilan vaihtelu, odotamme virtalähteen toimivan 60 %:n kapasiteetilla.
Jotta voit laskea tarvitsemasi virtalähteen, sinun on tiedettävä, kuinka paljon tietokoneesi yhteensä kuluttaa virtaa. Jos nykyinen yhtälö on X ja odotettu pitkän aikavälin suorituskyvyn lasku on 50 %, kerro X yksinkertaisesti 0.5:llä.
Vaihe 3: Valitse virtalähde
Kun harkitset PoE-virtalähteesi tarpeita, on tärkeää ottaa huomioon tarvittava virran määrä ja ympäristö. Olemme toimittaneet arvot alkaen 30 wattia aina 720 wattiin asti.
Virta Ethernet-kaapelointi
Nykyaikaisissa verkoissa tehoelektroniikkalaitteet syöttävät virtaa PD:ille samaa kaapelointia pitkin, jota käytetään dataan. Cat5e tai korkeamman luokan kaapeli sopii IEEE 802.3af- ja IEEE 802.3at -yhteensopiville laitteille.
Kaikki PoE-verkkokytkimestä PD:hen kulkevat Ethernet-kaapelit eivät saa olla yli 328 jalkaa pitkiä, vaikka linjalla olisikin keskijännevälitteinen laite. Keskivälin PoE-injektori tulee nähdä kytkentäpaneelin liitäntänä. Jos 328 jalkaa ylitetään, virransyöttö ja tiedonsiirto voivat vaikuttaa negatiivisesti.
Siitä huolimatta AI Extendistä on tulossa yhä suositumpi Power over Ethernet -laitteiden keskuudessa, jotka voivat pidentää PoE-etäisyyttä jopa 250 metriin. Fiberroad AI Power over Ethernet -sarja tukee tätä DIP-kytkimen toimintoa aina, kun se kytketään päälle tarvittaessa. AI Extend -ominaisuus sopii tilanteisiin, joissa virtalähde on liian kaukana. Tämä kaistanleveyden rajoitus on kuitenkin oltava tietoinen.
| 10/100BASE-TX (802af/at, tila A) |
10/100BASE-TX (802.3af/at, tila B) |
1000BASE-TX (802.3af/at, tila A) |
1000BASE-TX (802.3af/at, tila B) |
1000BASE-TX (802.3 bt) |
||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pin | Päiväys | teho | Päiväys | teho | Päiväys | teho | Päiväys | teho | Päiväys | teho |
| 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 | käyttämätön | DC + | TxRx C+ | TxRx C+ | DC + | TxRx C+ | DC + | |||
| 5 | käyttämätön | DC + | TxRx C – | TxRx C – | DC + | TxRx C – | DC + | |||
| 6 | Tx - | DC - | Tx - | TxRx B – | DC - | TxRx B – | TxRx B – | DC - | ||
| 7 | käyttämätön | DC - | TxRx D+ | TxRx D+ | DC - | TxRx D+ | DC - | |||
| 8 | käyttämätön | DC | TxRx D – | TxRx D – | DC - | TxRx D – | DC - | |||
Taulukko 2: Lan-portin tiedot ja virransyöttö
Huomautuksia:
- Virtaa saa käyttää vain yhdessä tilassa kerrallaan, ja PSE tekee tämän päätöksen. PSE voi tukea tilaa A tai B tai molempia. Tyypillisesti valittu menetelmä ei ole loppukäyttäjän huolenaihe, koska IEEE 802.3af/at -standardin vaatimus on, että kaikkien PD:iden on tuettava molempia tiloja.
- B-moodissa phantom power -tekniikka mahdollistaa tehon saaneiden parien kuljettamisen myös 10/100 Mbit/s Ethernetissä.
- Gigabit Ethernet tukee sekä tilaa A että B. Molemmissa tiloissa hyödynnetään phantom power -tekniikkaa, sillä Gigabit Ethernetissä kaikkia neljää paria käytetään tiedonsiirtoon.
- IEEE 802.3bt "4PPoE" käyttää kaikkia pareittain virran tuottamiseksi Gigabit Ethernetissä, tästä syystä standardin nimi - 4PPoE ("4-pair Power over Ethernet").