Lucero Artemio, Responsabile Prodotto Senior
Che cos'è Power over Ethernet nelle reti?
Power over Ethernet (PoE) è una tecnologia innovativa che trasferisce l'energia elettrica su un cavo Ethernet a doppino intrecciato ai dispositivi alimentati. Utilizzato in case, uffici e scuole, consente a un cavo RJ45 di fornire la connessione dati e l'alimentazione elettrica a questi altri dispositivi invece di un cavo separato per ciascuno.
PoE è una delle tecnologie di rete più convenienti disponibili. Consente ai professionisti di installare apparecchiature remote o esterne senza collegarsi all'alimentazione CA e può fornire alimentazione a più posizioni senza dover installare cavi o prese elettriche aggiuntivi in ogni punto. PoE (Power over Ethernet) rende anche più facile per le aziende espandere le proprie reti e rispondere più rapidamente.
Scegliere la giusta soluzione Power Over Ethernet
Aggiorna la tua infrastruttura di rete con il nostro potente convertitore multimediale in fibra Gigabit PoE. La nostra tecnologia all'avanguardia garantisce un trasferimento dei dati velocissimo su fibra ottica fornendo al contempo fino a 30 W di potenza ai dispositivi collegati, offrendoti la tranquillità di sapere che la tua rete funziona con la massima efficienza. Fidati di noi, non vorrai perderti questo dispositivo rivoluzionario!
La soluzione perfetta per i tuoi dispositivi assetati di energia, il nostro switch PoE non gestito Gigabit a 24 porte offre una connettività affidabile e velocissima senza il fastidio di gestire complicate configurazioni. Progettato pensando agli ingegneri di rete, questo switch è pronto a gestire con facilità anche i carichi di lavoro più impegnativi.
Aggiorna la tua rete aziendale con il nostro switch PoE gestito a 24 porte: la soluzione definitiva per alimentare più dispositivi con facilità. Con una connettività Ethernet stabile e affidabile, questo switch è un must per gli ingegneri di rete che desiderano migliorare le capacità del proprio sistema. Affidati a noi per fornire una fonte di alimentazione continua ed efficiente per i tuoi AP wireless, telecamere IP, telefoni VoIP e citofoni visivi!
Gli switch PoE industriali non gestiti/gestiti di Fiberroad sono la soluzione definitiva per gli ingegneri di rete alla ricerca di switch affidabili e robusti. Con un'ampia gamma di opzioni disponibili, troverai sicuramente la soluzione perfetta per le tue esigenze di rete industriale. Affidati alla qualità e all'esperienza di Fiberroad per offrire prestazioni senza pari che mantengono la tua rete operativa alla massima efficienza.
Classi di Power over Ethernet Standard
IEEE 802.3af-2003 standard è comunemente noto come "PoE". Definisce le classi PoE 0-3, con una potenza massima a PD pari a 12.95 W.
IEEE 802.3at-2009 standard è comunemente noto come “PoE+” or "PoE Plus", ed è l'aggiornamento successivo allo standard "PoE" IEEE 802.3af-2003. Definisce le classi PoE 0-4, dove le classi 0-3 sono incorporate dal vecchio standard "PoE" 802.3af sotto il "tipo 1" e il "tipo 2" include solo la classe 4 con una potenza massima a PD di 25.5 W.
IEEE802.3bt-2018 è chiamato “4PPoE”. Ha incorporato le Classi 0-4 degli standard precedenti e ha aggiunto "Tipo 3" (Classi 5-6) e "Tipo 4" (Classi 7-8), con una potenza massima a PD di 71.3 W.
PoE Tipo 1
Nome: PoE, PoE a 2 coppie
Standard: IEEE 802.3af
Potenza massima della porta: 15.4W
'PoE' è stato inizialmente progettato per alimentare dispositivi a bassa potenza come i telefoni IP. Nel 2003, IEEE 802.3af è stato standardizzato per utilizzare due dei quattro doppini intrecciati di fili in cavi Ethernet Cat3 standard (all'epoca). IEEE 802.3af fornisce fino a 12.95 W ai dispositivi alimentati a 37 V-57 V. C'è una certa perdita, quindi una porta dello switch PoE è generalmente classificata a 15.4 W e tra 44 V-57 V. Esempi di dispositivi che PoE Tipo 1 può supportare includono telecamere di sorveglianza statiche, punti di accesso wireless e telefoni VoIP.
PoE Tipo 2
Nome: PoE+, PoE a 2 coppie
Standard: IEEE 802.3at
Potenza massima della porta: 30W
PoE+ o lo standard Ethernet IEEE 802.3at, che l'Institute of Electrical and Electronics Engineers ha rilasciato nel 2009. Fornisce fino a 30 W di potenza a livello di porta su un cavo a doppino intrecciato Ethernet e fino a 25.5 W di potenza a ciascun dispositivo. Connette dispositivi ad alta potenza a una rete, come telecamere PTZ, videotelefoni IP e sistemi di allarme. Tuttavia, poiché è retrocompatibile, può supportare i tipi di dispositivi generalmente supportati da PoE di tipo 1 e i dispositivi supportati da PoE di tipo 2.
PoE Tipo 3
Nome: PoE++, PoE a 4 coppie, PoE 4P, Ultra PoE
Standard: IEEE 802.3bt
Potenza massima della porta: 60W
Conosciuto anche come PoE a 4 coppie, 4PPoE, PoE++ o Ultra PoE, il PoE di tipo 3 utilizza tutte e quattro le coppie in un cavo in rame a doppino intrecciato per fornire alimentazione al PD, a differenza del tipo 1 e 2, che utilizzano solo due coppie. Questo livello superiore di PoE aderisce allo standard IEEE 802.3bt, uscito nel 2011. Fornisce fino a 60 W di potenza a ciascuna porta PoE e fino a 51 W di potenza a ciascun dispositivo. Questi livelli superiori di dispositivi di supporto dell'alimentazione includono punti di accesso wireless multi-radio, telecamere PTZ, dispositivi di gestione degli edifici e apparecchiature di videoconferenza. Supporta cavi Cat5 o superiori.
PoE Tipo 4
Nome: PoE ad alta potenza, PoE++
Standard: IEEE 802.3bt
Potenza massima della porta: 100W
Comunemente noto come Higher-Power PoE, il PoE di tipo 4 offre le capacità di potenza più elevate di tutti i tipi di PoE esistenti. Questo tipo di PoE aiuta a soddisfare i crescenti requisiti di alimentazione dei dispositivi di rete e dell'IoT. Conforme al più recente standard IEEE 802.3bt, il PoE di tipo 4 fornisce 90 W di potenza dal PSE e fino a 70 W di potenza in ingresso dal PD a ciascun dispositivo. Tuttavia, ha il potenziale per fornire un massimo di 100 W di potenza per porta, se necessario. A causa delle elevate quantità di energia che produce, il PoE di tipo 4 può supportare dispositivi estremamente assetati di energia come laptop e schermi piatti.
Power over Ethernet Tipi PSE
Ci sono tre tipi principali di PSE (Power Source Equipment) in uso oggi; tutti sono compatibili con cavi Cat5e o di categoria superiore. Il tipo di PSE viene scelto in base all'infrastruttura esistente e al numero di dispositivi PoE connessi.
- Switch di rete e media converter in fibra
Uno switch Power over Ethernet (PoE) è un dispositivo in grado di fornire alimentazione ai dispositivi tramite un cavo Ethernet. Può essere utilizzato per alimentare dispositivi come telefoni IP, punti di accesso wireless e telecamere di sicurezza. UN Switch PoE può essere utilizzato anche per collegare dispositivi non conformi a PoE utilizzando un iniettore PoE.
A Convertitore multimediale in fibra PoE combina alimentazione e dati su un unico cavo offrendo connettività da rame a fibra e fornendo alimentazione a PD. Il media converter PoE offre un percorso economico per estendere la distanza di trasmissione di una rete esistente.
Figure 2 e 3, switch PoE e convertitore multimediale PoE
- Iniettore a porta singola (midspan)
Un iniettore PoE a porta singola (midspan) è progettato in linea con un cavo Ethernet per fornire alimentazione a un dispositivo. Si adatta alle applicazioni in cui non si dispone di dispositivi poe ethernet sufficienti o se i dati devono essere trasmessi a lunga distanza prima di essere riconvertiti in cavi in rame e quindi applicare l'alimentazione.
Lo svantaggio dell'utilizzo di un iniettore PoE a porta singola è il requisito per il funzionamento di una presa di rete e la tendenza a diventare costosa quando più di pochi dispositivi richiedono alimentazione.
Negoziazione Power over Ethernet
La negoziazione Power over Ethernet (PoE) è il processo per determinare se e quanta alimentazione deve essere fornita a un dispositivo tramite un cavo Ethernet. Ciò viene in genere eseguito tramite uno speciale protocollo di segnalazione tra la fonte di alimentazione (solitamente uno switch PoE) e il dispositivo che deve ricevere alimentazione (noto come PD o dispositivo alimentato). Se sia lo switch PoE che il PD supportano lo stesso standard PoE (come IEEE 802.3at), possono negoziare per fornire al PD fino alla quantità massima di alimentazione specificata da tale standard. Tuttavia, se lo switch PoE e il PD non supportano lo stesso standard, devono negoziare per fornire al PD una quantità di alimentazione inferiore. La negoziazione PoE mira a garantire che al PD venga fornita solo la quantità di potere necessaria. Questo aiuta ad evitare potenziali problemi come sovraccarichi e pericoli elettrici. Aiuta anche a risparmiare energia, poiché i dispositivi che non richiedono molta energia possono essere alimentati da standard PoE a basso consumo.
La negoziazione comprende tre fasi: scoperta, classificazione e operazione.
Ricerca e Sviluppo
PSE lascia la porta Ethernet non alimentata e controlla periodicamente se qualcosa è stato collegato. È improbabile che la bassa tensione utilizzata durante il rilevamento danneggi un dispositivo non progettato per Power over Ethernet. Quando un PD è connesso alla porta del PSE, il PSE lo rileva e passa alla fase di classificazione.
PoE Classificazione
La classificazione è il processo mediante il quale il PSE determina se il dispositivo connesso richiede alimentazione e, in tal caso, quale classe di alimentazione PoE richiede. La classificazione può avvenire in forma di 1 evento o 2 eventi, a seconda della classe PoE del PD.
Classificazione a 1 evento - per PD di 802.3af/at Classe 0-3
Il PSE invia un singolo impulso di tensione al PD, legge il valore di corrente sul filo, verifica a quale classe PoE corrisponde questo valore di corrente e fornisce l'alimentazione di conseguenza. Se il PD restituisce valori di Classe 1, 2 o 3, il PSE fornisce rispettivamente potenza di Classe 1, 2 o 3. Se PD restituisce un valore di Classe 0, viene fornita alimentazione di Classe 3.
Figura 5: Classificazione a 1 evento
Classificazione a 2 eventi - per PD di 802.3at Classe 4
Quando il PD viene identificato come un dispositivo di Classe 4, il PSE utilizzerà un secondo evento per verificare che il PD abbia davvero bisogno di un livello di alimentazione più elevato. Questo secondo evento può essere uno dei due seguenti metodi:
Classificazione a 2 eventi basata su hardware
PSE esegue prima la classificazione di 1 evento come descritto sopra. Se legge il valore di corrente di Classe 4 dal PD, fornisce solo l'alimentazione di Classe 3 e ripete l'impulso di tensione per la seconda volta. Se dopo questo 2° evento viene confermato che il PD è di Classe 4, il PSE fornisce alimentazione di Classe 4 al PD.
Classificazione LLDP basata su software
PSE esegue prima la classificazione di 1 evento come descritto sopra. Se legge il valore di corrente di Classe 4 dal PD, fornisce solo alimentazione di Classe 3 e richiede conferma al PD tramite protocollo LLDP Layer 2 se il PD è effettivamente di Classe 4. Se dopo questo 2° evento viene confermato che il PD è Classe 4, il PSE fornisce alimentazione di Classe 4 al PD.
Supporto per la classificazione a 2 eventi
Lo standard IEEE 802.3at definisce che i PD di classe 4 devono supportare sia la classificazione 2-event basata su hardware che quella LLDP basata su software, mentre PSE deve supportarne solo uno ma può supportarli entrambi. Gli iniettori PoE+ in genere supportano solo l'ordinamento a 2 eventi basato su hardware. Molti switch PoE+ supportano entrambi i metodi.
Calcolo del budget di alimentazione PoE
Il calcolo del budget energetico per una rete Power over Ethernet (PoE) può essere complicato. Ci sono molti fattori da considerare e, se non stai attento, puoi facilmente finire per spendere troppo per il tuo alimentatore. Per aiutarti a calcolare il tuo budget di alimentazione PoE, abbiamo messo insieme questa pratica guida. Ti guideremo attraverso tutti i fattori che devi considerare e ti mostreremo come utilizzare il nostro calcolatore gratuito del budget di alimentazione PoE.
Passaggio 1: sommare la domanda di PoE in Watt
Dovrebbe essere calcolata la richiesta di potenza totale prevista da tutti i PD. Dovrebbe includere la potenza massima ei limiti superiori per ogni classificazione di PD. Tutti i dispositivi non specificati devono essere considerati di Classe 0.
Ad esempio, i dispositivi IEEE802.3af possono consumare 9 watt; tuttavia, poiché sono dispositivi di classe 0, puoi presumere che consumino 15.4 watt.
Di tanto in tanto arrotonda il numero per eccesso in modo che il cavo utilizzato per collegare lo switch PD e PoE non si consumi troppo rapidamente.
Ad esempio, una tipica telecamera IP IEEE802.3at Classe 4 consuma 25.5 watt. Questo round di oltre 30 watt ti offre un buffer se c'è un'inevitabile perdita tra lo switch PoE e il tuo dispositivo.
Una delle considerazioni più importanti quando si sceglie un budget di alimentazione PoE è assicurarsi che ci siano porte disponibili nel progetto. Ricordare che avere almeno una porta di riserva sul dispositivo PD può essere utile per la diagnostica o per la risoluzione dei problemi. E alcuni clienti potrebbero persino desiderare porte extra per offrire loro la possibilità di aggiungere altri dispositivi PD in futuro. Ma non preoccuparti: se selezioni i dispositivi PD appropriati e li integri correttamente, la contabilizzazione delle porte di riserva non è necessaria come parte del calcolo del budget energetico PoE.
Passaggio 2: ridimensionamento per l'ambiente operativo
Se si esegue un calcolo del budget energetico, è necessario tenere conto delle condizioni ambientali.
La velocità con cui un alimentatore è progettato per perdere la sua capacità nel tempo dipenderà dalle condizioni in cui viene utilizzato. L'azienda afferma che in condizioni favorevoli o controllate, ci si può aspettare che le prestazioni a lungo termine di un alimentatore siano pari al 70% della sua valutazione. In questo tipo di ambiente, dovresti dividere il wattaggio totale del passaggio uno per 0.7.
Ogni parte dell'alimentatore è progettata per resistere al calore, al freddo e all'umidità. Tuttavia, questi fattori possono modificare le prestazioni e la durata. Dividi il wattaggio totale del passaggio uno per 0.6 per questo tipo di impostazione.
Gli impianti elettrici che operano in condizioni estreme spesso richiedono apparecchiature di livello industriale. La serie Fiberroad Industrial PoE, ad esempio, è un alimentatore DC 48VDC costruito per resistere ad anni di esposizione a livelli elevati di rumore e vibrazioni sul campo.
Prendi questo scenario difficile, per esempio:
Lo switch e l'alimentatore saranno installati in un involucro metallico esposto alla luce diretta del sole, in un sito nel nord-est degli Stati Uniti. In inverno, la temperatura all'interno dell'armadio può raggiungere i -10°F/–24°C. E in estate, potrebbe arrivare fino a 140°F/60°C. Considerando questa flessione con la temperatura, ci aspettiamo che l'alimentatore funzioni al 60% della capacità.
Per calcolare l'alimentatore di cui hai bisogno, devi sapere quanta energia assorbirà il tuo computer in totale. Se l'equazione corrente è X e il calo delle prestazioni a lungo termine previsto è del 50%, moltiplica semplicemente X per 0.5.
Passaggio 3: selezionare la fonte di alimentazione
Quando si considerano le esigenze dell'alimentatore PoE, è importante tenere conto della quantità di energia necessaria e dell'ambiente. Abbiamo fornito valori nominali a partire da 30 watt fino a 720 watt.
Cablaggio Power over Ethernet
Nelle reti moderne, i dispositivi elettronici di potenza forniscono alimentazione ai PD tramite lo stesso cablaggio utilizzato per i dati. Cat5e o un cavo di categoria superiore è adatto per dispositivi conformi a IEEE 802.3af e IEEE 802.3at.
Qualsiasi cavo Ethernet che va dallo switch di rete PoE al PD non deve superare i 328 m di lunghezza, anche se sulla linea è presente un dispositivo midspan. L'iniettore PoE midspan deve essere visto come una connessione del pannello di permutazione. Se si superano i 328 piedi, la fornitura di energia e la comunicazione dei dati possono essere influenzate negativamente.
Tuttavia, AI Extend sta diventando sempre più popolare tra i dispositivi Power over Ethernet, che possono estendere la distanza PoE fino a 250 m. La serie Fiberroad AI Power over Ethernet supporta questa funzione tramite DIP Switch, ogni volta che viene attivata secondo necessità. La funzione AI Extend è adatta a situazioni in cui la fonte di alimentazione è troppo lontana. Tuttavia, è necessario essere consapevoli di tale limitazione della larghezza di banda.
| 10 / 100BASE-TX (802af/at, modalità A) |
10 / 100BASE-TX (802.3af/at, modalità B) |
1000BASE-TX (802.3af/at, modalità A) |
1000BASE-TX (802.3af/at, modalità B) |
1000BASE-TX (802.3bit) |
||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pin | Dati | Potenza | Dati | Potenza | Dati | Potenza | Dati | Potenza | Dati | Potenza |
| 1 | Rx+ | CC + | Rx+ | TxRx LA + | CC + | TxRx LA + | TxRx LA + | CC + | ||
| 2 | Ricezione – | CC + | Ricezione – | TxRx A – | CC + | TxRx A – | TxRx A – | CC + | ||
| 3 | Tx+ | CC – | Tx+ | TxRx B+ | CC – | TxRx B+ | TxRx B+ | CC – | ||
| 4 | non usato | CC + | TxRx C+ | TxRx C+ | CC + | TxRx C+ | CC + | |||
| 5 | non usato | CC + | TxRx C – | TxRx C – | CC + | TxRx C – | CC + | |||
| 6 | TX- | CC – | TX- | TxRx B – | CC – | TxRx B – | TxRx B – | CC – | ||
| 7 | non usato | CC – | TxRx D+ | TxRx D+ | CC – | TxRx D+ | CC – | |||
| 8 | non usato | CC- | TxRx D – | TxRx D – | CC – | TxRx D – | CC – | |||
Tabella 2: dati della porta Lan e piedinatura dell'alimentazione
Note:
- L'alimentazione deve essere applicata solo in una modalità alla volta e il PSE prende questa decisione. Il PSE può supportare la modalità A o B o entrambe. In genere, il metodo selezionato non è un problema per un utente finale perché è un requisito degli standard IEEE 802.3af/at che tutti i PD devono supportare entrambe le modalità.
- Con il Modo B, la tecnica dell'alimentazione phantom consente ai doppini alimentati di trasportare dati anche in Ethernet 10/100 Mbit/s.
- Entrambe le modalità A e B sono supportate in Gigabit Ethernet. La tecnica dell'alimentazione phantom viene utilizzata per entrambe le modalità, poiché in Gigabit Ethernet, tutte e quattro le coppie vengono utilizzate per la trasmissione dei dati.
- IEEE 802.3bt "4PPoE" utilizza all for pair per fornire alimentazione in Gigabit Ethernet, da qui il nome dello standard - 4PPoE ("4-pair Power over Ethernet").