Lucero Artemio, senior productmanager
Wat is Power over Ethernet in netwerken?
Power over Ethernet (PoE) is een innovatieve technologie die stroom doorgeeft via twisted-pair Ethernet-kabels naar apparaten met voeding. Gebruikt in huizen, kantoren en scholen, stelt het één RJ45-kabel in staat om dataverbinding en elektrische stroom te leveren aan deze andere apparaten in plaats van een aparte kabel voor elk.
PoE is een van de meest kosteneffectieve netwerktechnologieën die beschikbaar zijn. Het stelt professionals in staat externe of externe apparatuur te installeren zonder op netstroom aan te sluiten en kan stroom leveren aan meerdere locaties zonder op elke plek extra elektrische kabels of stopcontacten te hoeven installeren. PoE (Power over Ethernet) maakt het voor bedrijven ook makkelijker om hun netwerken uit te breiden en sneller te reageren.
De juiste Power Over Ethernet-oplossing kiezen
Upgrade uw netwerkinfrastructuur met onze krachtige Gigabit PoE Fiber Media Converter. Onze geavanceerde technologie zorgt voor razendsnelle gegevensoverdracht via glasvezel en levert tot 30 W vermogen aan aangesloten apparaten, waardoor u gemoedsrust weet dat uw netwerk op maximale efficiëntie werkt. Vertrouw ons, je wilt dit baanbrekende apparaat niet missen!
Onze 24-poorts Gigabit onbeheerde PoE-switch is de perfecte oplossing voor uw stroomvretende apparaten en levert betrouwbare en razendsnelle connectiviteit zonder ingewikkelde configuraties te moeten beheren. Deze switch is ontworpen met netwerkingenieurs in gedachten en is klaar om zelfs de meest veeleisende workloads met gemak aan te kunnen.
Upgrade uw bedrijfsnetwerk met onze 24-poorts beheerde PoE-switch - de ultieme oplossing om met gemak meerdere apparaten van stroom te voorzien. Met stabiele en betrouwbare Ethernet-connectiviteit is deze switch een must-have voor netwerktechnici die de mogelijkheden van hun systeem willen verbeteren. Vertrouw ons om een naadloze en efficiënte stroombron te bieden voor uw draadloze AP's, IP-camera's, VoIP-telefoons en visuele intercoms!
De onbeheerde/beheerde industriële PoE-switches van Fiberroad zijn de ultieme oplossing voor netwerkingenieurs die op zoek zijn naar betrouwbare en robuuste switches. Met een breed scala aan beschikbare opties vindt u zeker de perfecte oplossing voor uw industriële netwerkbehoeften. Vertrouw op de kwaliteit en expertise van Fiberroad om ongeëvenaarde prestaties te leveren die ervoor zorgen dat uw netwerk optimaal blijft werken.
Klassen van Power over Ethernet Standaard
IEEE 802.3af-2003 standaard is algemeen bekend als "PoE". Het definieert PoE-klassen 0-3, met een maximaal vermogen bij PD van 12.95 W.
IEEE 802.3at-2009 standaard is algemeen bekend als "PoE+" or "PoE Plus", en het is de latere update van de IEEE 802.3af-2003 "PoE"-standaard. Het definieert PoE-klassen 0-4, waarbij klassen 0-3 zijn opgenomen uit de oudere 802.3af "PoE"-standaard onder "Type 1", en "Type 2" omvat alleen klasse 4 met een maximaal vermogen bij PD van 25.5 W.
IEEE 802.3bt-2018 is genaamd "4PPoE". Het bevatte klassen 0-4 van de eerdere normen en voegde "Type 3" (klassen 5-6) en "Type 4" (klassen 7-8) toe, met een maximaal vermogen bij PD van 71.3 W.
PoE-type 1
Naam: PoE, 2 paar PoE
Standaard: IEEE 802.3af
Maximaal poortvermogen: 15.4W
'PoE' was oorspronkelijk ontworpen om energiezuinige apparaten zoals IP-telefoons van stroom te voorzien. In 2003 werd IEEE 802.3af gestandaardiseerd om twee van de vier getwiste aderparen te gebruiken in standaard (destijds) Cat3 Ethernet-kabels. IEEE 802.3af levert tot 12.95 W aan gevoede apparaten bij 37V-57V. Er is enig verlies, dus een PoE-switchpoort heeft over het algemeen een vermogen van 15.4 W en tussen 44V-57V. Voorbeelden van apparaten die PoE Type 1 kunnen ondersteunen, zijn statische bewakingscamera's, draadloze toegangspunten en VoIP-telefoons.
PoE-type 2
Naam: PoE+, 2 paar PoE
Standaard: IEEE 802.3at
Maximaal poortvermogen: 30W
PoE+ of IEEE 802.3at Ethernet-standaard, die het Institute of Electrical and Electronics Engineers in 2009 heeft uitgebracht. Het levert tot 30 W vermogen op poortniveau via een Ethernet twisted pair-kabel en tot 25.5 W vermogen voor elk apparaat. Het verbindt apparaten met een hoger vermogen met een netwerk, zoals PTZ-camera's, video-IP-telefoons en alarmsystemen. Omdat het achterwaarts compatibel is, kan het echter de typen apparaten ondersteunen die doorgaans worden ondersteund door PoE Type 1 en apparaten die worden ondersteund door PoE Type 2.
PoE-type 3
Naam: PoE++, 4 paar PoE, 4P PoE, Ultra PoE
Standaard: IEEE 802.3bt
Maximaal poortvermogen: 60W
Type 4 PoE, ook wel 4-pair PoE, 3PPoE, PoE++ of Ultra PoE genoemd, gebruikt alle vier de paren in een getwiste koperen kabel om stroom te leveren aan de PD, in tegenstelling tot Type 1 en 2, die slechts twee paren gebruiken. Dit hogere PoE-niveau voldoet aan de IEEE 802.3bt-standaard, die in 2011 uitkwam. Het levert tot 60 W stroom aan elke PoE-poort en tot 51 W stroom aan elk apparaat. Deze hogere niveaus van stroomondersteunende apparaten omvatten draadloze toegangspunten met meerdere radio's, PTZ-camera's, apparaten voor gebouwbeheer en apparatuur voor videoconferenties. Het ondersteunt Cat5-kabels of beter.
PoE-type 4
Naam: Krachtiger PoE, PoE++
Standaard: IEEE 802.3bt
Maximaal poortvermogen: 100W
Algemeen bekend als Higher-Power PoE, biedt Type 4 PoE de hoogste vermogensmogelijkheden van alle bestaande PoE-types. Dit PoE-type helpt te voldoen aan de groeiende stroomvereisten van netwerkapparaten en het internet der dingen. In overeenstemming met de nieuwste IEEE 802.3bt-standaard, levert Type 4 PoE 90 W vermogen van de PSE en tot 70 W ingangsvermogen op de PD aan elk apparaat. Het heeft echter het potentieel om indien nodig maximaal 100 W stroom per poort te leveren. Vanwege de grote hoeveelheden stroom die het produceert, kan Type 4 PoE apparaten ondersteunen die extreem veel stroom verbruiken, zoals laptops en flatscreens.
Power over Ethernet PSE-typen
Er zijn tegenwoordig drie hoofdtypen PSE (Power Source Equipment) in gebruik; ze zijn allemaal compatibel met Cat5e- of hogere categoriekabels. Het PSE-type wordt gekozen op basis van de bestaande infrastructuur en het aantal aangesloten PoE-apparaten.
- Netwerkswitch en Fiber Media Converter
Een Power over Ethernet (PoE)-switch is een apparaat dat stroom kan leveren aan apparaten via een Ethernet-kabel. Het kan worden gebruikt om apparaten zoals IP-telefoons, draadloze toegangspunten en beveiligingscamera's van stroom te voorzien. A PoE-schakelaar kan ook worden gebruikt om apparaten aan te sluiten die niet PoE-compatibel zijn door een PoE-injector te gebruiken.
A PoE-glasvezelconverter combineert stroom en data op één kabel die koper-naar-glasvezelconnectiviteit biedt en Power to PD levert. De PoE-mediaconvertor biedt een economisch pad om de transmissieafstand van een bestaand netwerk te vergroten.
Figuren 2 & 3, PoE Switch en PoE Media Converter
- Injector met één poort (Midspan)
Een Single-Port PoE Injector (Midspan) is ontworpen in lijn met een Ethernet-kabel om één apparaat van stroom te voorzien. Het is geschikt voor toepassingen waarbij u niet genoeg PoE-ethernetapparaten heeft of als de gegevens over een lange afstand moeten worden verzonden voordat ze weer worden omgezet in koperen kabels en vervolgens van stroom worden voorzien.
Het nadeel van het gebruik van een PoE-injector met één poort is de vereiste dat er een stopcontact nodig is en de neiging om kostbaar te worden wanneer meer dan een paar apparaten stroom nodig hebben.
Power over Ethernet-onderhandeling
Power over Ethernet (PoE)-onderhandeling is het proces waarbij wordt bepaald of en hoeveel stroom aan een apparaat moet worden geleverd via een Ethernet-kabel. Dit wordt meestal gedaan via een speciaal signaleringsprotocol tussen de stroombron (meestal een PoE-switch) en het apparaat dat stroom moet ontvangen (bekend als een PD of Powered Device). Als zowel de PoE-switch als de PD dezelfde PoE-standaard ondersteunen (zoals IEEE 802.3at), kunnen ze onderhandelen om de PD te voorzien van de maximale hoeveelheid stroom die door die standaard wordt gespecificeerd. Als de PoE-switch en PD echter niet dezelfde standaard ondersteunen, moeten ze onderhandelen om de PD van minder stroom te voorzien. PoE-onderhandeling is bedoeld om ervoor te zorgen dat alleen zoveel stroom als nodig is aan de PD wordt geleverd. Dit helpt mogelijke problemen zoals overbelasting en elektrische gevaren te voorkomen. Het helpt ook om energie te besparen, omdat apparaten die niet veel stroom nodig hebben, kunnen worden gevoed door PoE-standaarden met een lager vermogen.
De onderhandeling bestaat uit drie fasen: ontdekking, classificatie en werking.
De reis van mijn leven
PSE laat de Ethernet-poort spanningsvrij en controleert periodiek of er iets is aangesloten. Het lage voltage dat tijdens de detectie wordt gebruikt, zal waarschijnlijk geen schade toebrengen aan een apparaat dat niet is ontworpen voor Power over Ethernet. Wanneer een PD is aangesloten op de poort van de PSE, detecteert de PSE dit en gaat door naar de classificatiefase.
PoE Classificatie
Classificatie is het proces waarmee de PSE bepaalt of het aangesloten apparaat voeding nodig heeft, en zo ja, welke klasse PoE-voeding het nodig heeft. Classificatie kan plaatsvinden in de vorm van 1 gebeurtenis of 2 gebeurtenissen, afhankelijk van de PoE-klasse van de PD.
1-event classificatie – voor PD's van 802.3af/at Class 0-3
PSE stuurt een enkele spanningsimpuls naar de PD, leest de huidige waarde op de draad, controleert met welke PoE-klasse deze stroomwaarde overeenkomt en levert dienovereenkomstig stroom. Als de PD klasse 1, 2 of 3 waarden retourneert, levert de PSE respectievelijk klasse 1, 2 of 3 vermogen. Als PD een Klasse 0-waarde retourneert, wordt Klasse 3-voeding geleverd.
Figuur 5: 1-gebeurtenis classificatie
Classificatie met 2 gebeurtenissen - voor PD's van 802.3at Klasse 4
Wanneer de PD wordt geïdentificeerd als een Klasse 4-apparaat, gebruikt de PSE een tweede gebeurtenis om te verifiëren dat de PD echt een hoger vermogensniveau nodig heeft. Deze tweede gebeurtenis kan een van de volgende twee methoden zijn:
Op hardware gebaseerde classificatie met 2 gebeurtenissen
PSE voert eerst een 1-gebeurtenisclassificatie uit zoals hierboven beschreven. Als het de Klasse 4 stroomwaarde van de PD leest, levert het alleen Klasse 3 stroom en herhaalt het de spanningsimpuls voor de tweede keer. Als na deze 2e gebeurtenis wordt bevestigd dat de PD Klasse 4 is, levert de PSE Klasse 4-voeding aan de PD.
Op software gebaseerde LLDP-classificatie
PSE voert eerst een 1-gebeurtenisclassificatie uit zoals hierboven beschreven. Als het de Klasse 4 stroomwaarde van de PD leest, levert het alleen Klasse 3 stroom en vraagt het om bevestiging van de PD via Layer 2 LLDP-protocol of de PD inderdaad Klasse 4 is. Als na deze 2e gebeurtenis wordt bevestigd dat de PD Klasse 4, de PSE levert klasse 4 stroom aan de PD.
Ondersteuning voor classificatie van 2 gebeurtenissen
De IEEE 802.3at-standaard definieert dat Klasse 4 PD's zowel hardwaregebaseerde 2-gebeurtenis- als softwaregebaseerde LLDP-classificatie moeten ondersteunen, terwijl PSE er slechts één mag ondersteunen, maar beide mag ondersteunen. PoE+-injectoren ondersteunen doorgaans alleen op hardware gebaseerde sortering met 2 gebeurtenissen. Veel PoE+-switches ondersteunen beide methoden.
Budgetberekening PoE-voeding
Het berekenen van het energiebudget voor een Power over Ethernet (PoE)-netwerk kan lastig zijn. Er zijn veel factoren waarmee u rekening moet houden, en als u niet oppast, kunt u gemakkelijk te veel geld uitgeven aan uw stroomvoorziening. Om u te helpen uw PoE-stroombudget te berekenen, hebben we deze handige gids samengesteld. We laten u alle factoren zien waarmee u rekening moet houden en laten u zien hoe u onze gratis PoE-stroombudgetcalculator gebruikt.
Stap 1: Tel de vraag naar PoE in watt bij elkaar op
De totale verwachte stroomvraag van al uw PD's moet worden berekend. Het moet het maximale vermogen en de bovengrenzen voor elke classificatie van PD bevatten. Alle niet-gespecificeerde apparaten moeten worden beschouwd als Klasse 0.
IEEE802.3af-apparaten kunnen bijvoorbeeld 9 watt verbruiken; aangezien het echter Klasse 0-apparaten zijn, kunt u ervan uitgaan dat ze 15.4 watt verbruiken.
Rond het getal af en toe naar boven af, zodat de kabel die wordt gebruikt om de PD- en PoE-switch te verbinden niet te snel verslijt.
Een typische IEEE802.3at Class 4 IP-camera verbruikt bijvoorbeeld 25.5 watt. Deze ronde van 30+ watt geeft je een buffer als er een onvermijdelijk verlies is tussen de PoE-switch en je apparaat.
Een van de belangrijkste overwegingen bij het kiezen van een PoE-stroombudget is ervoor te zorgen dat er poorten beschikbaar zijn in uw ontwerp. Onthoud dat het handig kan zijn om ten minste één vrije poort op het PD-apparaat te hebben voor diagnose of probleemoplossing. En sommige klanten willen misschien zelfs extra poorten om hen de mogelijkheid te bieden om in de toekomst meer PD-apparaten toe te voegen. Maar maak je geen zorgen - zolang je de juiste PD-apparaten selecteert en ze correct integreert, is het niet nodig rekening te houden met reservepoorten als onderdeel van een PoE-stroombudgetberekening.
Stap 2: schaal voor de werkomgeving
Als u een vermogensbudgetberekening uitvoert, moet u rekening houden met de omgevingsomstandigheden.
De snelheid waarmee een voeding is ontworpen om in de loop van de tijd zijn capaciteit te verliezen, hangt af van de omstandigheden waaronder deze wordt gebruikt. Het bedrijf zegt dat je onder gunstige of gecontroleerde omstandigheden kunt verwachten dat de prestaties van een voeding op lange termijn 70% van de nominale waarde zijn. Onder dit soort omgevingen moet u het totale wattage van stap één delen door 0.7.
Elk onderdeel van de voeding is ontworpen om bestand te zijn tegen hitte, kou en vocht. Deze factoren kunnen echter de prestaties en levensduur veranderen. Verdeel het totale wattage van stap één door 0.6 voor dit soort instellingen.
Elektrische installaties die onder extreme omstandigheden werken, hebben vaak apparatuur van industriële kwaliteit nodig. De Fiberroad Industrial PoE-serie is bijvoorbeeld een DC 48VDC-voeding die is gebouwd om bestand te zijn tegen jarenlange blootstelling aan hoge niveaus van lawaai en trillingen in het veld.
Neem bijvoorbeeld dit harde scenario:
De schakelaar en voeding worden geïnstalleerd in een metalen behuizing die wordt blootgesteld aan direct zonlicht, op een locatie in het noordoosten van de Verenigde Staten. In de winter kan de temperatuur in de behuizing zo laag zijn als –10°F/–24°C. En in de zomer kan het oplopen tot 140°C. Gezien deze buiging met de temperatuur, verwachten we dat de voeding op 60% capaciteit werkt.
Om te berekenen welke voeding je nodig hebt, moet je weten hoeveel stroom je computer in totaal verbruikt. Als de huidige vergelijking X is en de verwachte prestatiedaling op de lange termijn 50% is, vermenigvuldig X dan gewoon met 0.5.
Stap 3: Selecteer de stroombron
Bij het overwegen van de behoeften van uw PoE-voeding, is het belangrijk om rekening te houden met de benodigde hoeveelheid stroom en de omgeving. We hebben vermogens geleverd vanaf 30 watt tot 720 watt.
Power over Ethernet-bekabeling
In moderne netwerken leveren apparaten met vermogenselektronica stroom aan PD's via dezelfde bekabeling die wordt gebruikt voor gegevens. Cat5e kabel van een hogere categorie is geschikt voor apparaten die voldoen aan IEEE 802.3af en IEEE 802.3at.
Elke Ethernet-kabel die van de PoE-netwerkswitch naar de PD loopt, mag niet langer zijn dan 328 meter, zelfs als er zich een midspan-apparaat op de lijn bevindt. De midspan PoE-injector moet worden gezien als een patchpaneelverbinding. Bij overschrijding van 328 ft kan de stroomvoorziening en datacommunicatie negatief worden beïnvloed.
Desalniettemin wordt AI Extend steeds populairder onder Power over Ethernet-apparaten, die de PoE-afstand tot 250 meter kunnen verlengen. De Fiberroad AI Power over Ethernet-serie ondersteunt deze functie via DIP-switches, indien nodig ingeschakeld. De AI Extend-functie is geschikt voor situaties waarin uw stroombron te ver weg is. U moet zich echter bewust zijn van die bandbreedtebeperking.
| 10/100BASE-TX (802af/at, Modus A) |
10/100BASE-TX (802.3af/at, modus B) |
1000BASE-TX (802.3af/at, modus A) |
1000BASE-TX (802.3af/at, modus B) |
1000BASE-TX (802.3bt) |
||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| pin | Data | Power | Data | Power | Data | Power | Data | Power | Data | Power |
| 1 | Rx+ | gelijkstroom + | Rx+ | TxRx A+ | gelijkstroom + | TxRx A+ | TxRx A+ | gelijkstroom + | ||
| 2 | Rx- | gelijkstroom + | Rx- | TxRx A – | gelijkstroom + | TxRx A – | TxRx A – | gelijkstroom + | ||
| 3 | Tx+ | gelijkstroom – | Tx+ | TxRx B+ | gelijkstroom – | TxRx B+ | TxRx B+ | gelijkstroom – | ||
| 4 | ongebruikt | gelijkstroom + | TxRx C+ | TxRx C+ | gelijkstroom + | TxRx C+ | gelijkstroom + | |||
| 5 | ongebruikt | gelijkstroom + | TxRx C – | TxRx C – | gelijkstroom + | TxRx C – | gelijkstroom + | |||
| 6 | Tx- | gelijkstroom – | Tx- | TxRx B – | gelijkstroom – | TxRx B – | TxRx B – | gelijkstroom – | ||
| 7 | ongebruikt | gelijkstroom – | TxRx D+ | TxRx D+ | gelijkstroom – | TxRx D+ | gelijkstroom – | |||
| 8 | ongebruikt | Gelijkstroom | TxRx D – | TxRx D – | gelijkstroom – | TxRx D – | gelijkstroom – | |||
Tabel 2: Lan-poortgegevens en stroompinout
Opmerkingen:
- Stroom mag slechts in één modus tegelijk worden toegepast en de PSE neemt deze beslissing. De PSE kan modus A of B ondersteunen, of beide. Doorgaans is de geselecteerde methode geen probleem voor een eindgebruiker, omdat het een vereiste is van de IEEE 802.3af/at-standaarden dat alle PD's beide modi moeten ondersteunen.
- Met modus B zorgt de fantoomvoedingstechniek ervoor dat de gevoede paren ook gegevens kunnen vervoeren in 10/100 Mbit/s Ethernet.
- Beide modi A en B worden ondersteund in Gigabit Ethernet. De fantoomvoedingstechniek wordt gebruikt voor beide modi, aangezien bij Gigabit Ethernet alle vier de paren worden gebruikt voor gegevensoverdracht.
- IEEE 802.3bt "4PPoE" gebruikt alles voor paren om stroom te leveren in Gigabit Ethernet, vandaar de naam van de standaard - 4PPoE ("4-pair Power over Ethernet").