Lucero Artemio, senior produktsjef
Hva er Power over Ethernet i nettverk?
Power over Ethernet (PoE) er en innovativ teknologi som sender elektrisk kraft over tvunnet-par Ethernet-kabel til drevne enheter. Brukt i hjem, kontorer og skoler gjør den det mulig for én RJ45-kabel å gi datatilkobling og strøm til disse andre enhetene i stedet for en separat kabel for hver.
PoE er en av de mest kostnadseffektive nettverksteknologiene som finnes. Den lar fagfolk installere eksternt eller eksternt utstyr uten å koble til vekselstrøm og kan levere strøm til flere steder uten å måtte installere ekstra elektriske kabler eller stikkontakter på hvert sted. PoE (Power over Ethernet) gjør det også enklere for bedrifter å utvide nettverkene sine og svare raskere.
Velge riktig Power Over Ethernet-løsning
Oppgrader nettverksinfrastrukturen din med vår kraftfulle Gigabit PoE Fiber Media Converter. Vår banebrytende teknologi sikrer lynrask dataoverføring over optisk fiber samtidig som den gir opptil 30W strøm til tilkoblede enheter, noe som gir deg trygghet i å vite at nettverket ditt fungerer med maksimal effektivitet. Stol på oss, du vil ikke gå glipp av denne spillforandrende enheten!
Den perfekte løsningen for dine strømkrevende enheter, vår 24-porters Gigabit uadministrerte PoE-svitsj leverer pålitelig og lynrask tilkobling uten bryet med å administrere kompliserte konfigurasjoner. Denne bryteren er designet med nettverksingeniører i tankene, og er klar til å håndtere selv de mest krevende arbeidsbelastninger med letthet.
Oppgrader bedriftsnettverket ditt med vår 24-ports administrerte PoE-svitsj – den ultimate løsningen for enkelt å drive flere enheter. Med stabil og pålitelig Ethernet-tilkobling er denne bryteren et must for nettverksingeniører som ønsker å forbedre systemets evner. Stol på oss for å tilby en sømløs og effektiv strømkilde for dine trådløse AP-er, IP-kameraer, VoIP-telefoner og visuelle intercoms!
Fiberroads uadministrerte/administrerte industrielle PoE-svitsjer er den ultimate løsningen for nettverksingeniører som søker pålitelige og robuste svitsjer. Med et bredt spekter av tilgjengelige alternativer, er du sikker på å finne den perfekte passformen for dine industrielle nettverksbehov. Stol på Fiberroads kvalitet og ekspertise for å levere uovertruffen ytelse som holder nettverket ditt i drift med maksimal effektivitet.
Klasser av Power over Ethernet standard
IEEE 802.3af-2003 standard er ofte kjent som "PoE". Den definerer PoE-klassene 0-3, med maksimal effekt ved PD på 12.95W.
IEEE 802.3at-2009 standard er ofte kjent som "PoE+" or "PoE Plus", og det er den senere oppdateringen til IEEE 802.3af-2003 "PoE"-standarden. Den definerer PoE-klassene 0-4, der klassene 0-3 er innlemmet fra den eldre 802.3af "PoE"-standarden under "Type 1", og "Type 2" inkluderer kun klasse 4 med maksimal effekt ved PD på 25.5W.
IEEE 802.3bt-2018 heter "4PPoE". Den inkorporerte klassene 0-4 fra de tidligere standardene og la til "Type 3" (Klasse 5-6) og "Type 4" (Klasse 7-8), med maksimal effekt ved PD på 71.3W.
PoE Type 1
Navn: PoE, 2-par PoE
standard: IEEE 802.3af
Maksimal porteffekt: 15.4W
'PoE' ble opprinnelig designet for å drive enheter med lavt strømforbruk som IP-telefoner. I 2003 ble IEEE 802.3af standardisert for å bruke to av de fire tvunnede ledningsparene i standard (den gang) Cat3 Ethernet-ledningsløp. IEEE 802.3af gir opptil 12.95W til drevne enheter ved 37V-57V. Det er noe tap, så en PoE-svitsjport er generelt vurdert til 15.4W og mellom 44V-57V. Eksempler på enheter som PoE Type 1 kan støtte inkluderer statiske overvåkingskameraer, trådløse tilgangspunkter og VoIP-telefoner.
PoE Type 2
Navn: PoE+, 2-par PoE
standard: IEEE 802.3at
Maksimal porteffekt: 30W
PoE+ eller IEEE 802.3at Ethernet-standarden, som Institute of Electrical and Electronics Engineers lanserte i 2009. Den leverer opptil 30 W strøm på portnivå over en Ethernet-tvinnet par-kabel og opptil 25.5 W strøm til hver enhet. Den kobler kraftigere enheter til et nettverk, for eksempel PTZ-kameraer, video-IP-telefoner og alarmsystemer. Men fordi den er bakoverkompatibel, kan den støtte enheter som vanligvis støttes av PoE Type 1 og enheter som støttes av PoE Type 2.
PoE Type 3
Navn: PoE++, 4-par PoE, 4P PoE, Ultra PoE
standard: IEEE 802.3bt
Maksimal porteffekt: 60W
Også kjent som 4-par PoE, 4PPoE, PoE++ eller Ultra PoE, Type 3 PoE bruker alle fire parene i en tvunnet-par kobberkabel for å levere strøm til PD - i motsetning til Type 1 og 2, som bare bruker to par. Dette høyere nivået av PoE overholder IEEE 802.3bt-standarden, som kom ut i 2011. Den gir opptil 60W strøm til hver PoE-port og opptil 51W strøm til hver enhet. Disse høyere nivåene av strømstøtteenheter inkluderer trådløse tilgangspunkter for flere radioer, PTZ-kameraer, bygningsadministrasjonsenheter og videokonferanseutstyr. Den støtter Cat5-kabler eller bedre.
PoE Type 4
Navn: PoE med høyere effekt, PoE++
standard: IEEE 802.3bt
Maksimal porteffekt: 100W
Vanligvis kjent som Higher-Power PoE, Type 4 PoE tilbyr de høyeste kraftkapasitetene av alle eksisterende PoE-typer. Denne PoE-typen bidrar til å tilfredsstille de økende strømkravene til nettverksenheter og IoT. I samsvar med den nyeste IEEE 802.3bt-standarden, leverer Type 4 PoE 90 W strøm fra PSE og opptil 70 W inngangseffekt ved PD til hver enhet. Den har imidlertid potensial til å levere maksimalt 100W strøm per port om nødvendig. På grunn av de høye kraftmengdene den produserer, kan Type 4 PoE støtte ekstremt strømkrevende enheter som bærbare datamaskiner og flatskjermer.
Power over Ethernet PSE-typer
Det er tre hovedtyper av PSE (Power Source Equipment) i bruk i dag; alle er kompatible med Cat5e eller høyere kategori kabel. PSE-type velges basert på eksisterende infrastruktur og antall tilkoblede PoE-enheter.
- Network Switch og Fiber Media Converter
En Power over Ethernet (PoE)-svitsj er en enhet som kan levere strøm til enheter over en Ethernet-kabel. Den kan brukes til å drive enheter som IP-telefoner, trådløse tilgangspunkter og sikkerhetskameraer. EN PoE-bryter kan også brukes til å koble til enheter som ikke er PoE-kompatible ved å bruke en PoE-injektor.
A PoE Fiber Media Converter kombinerer strøm og data på én kabel som tilbyr kobber-til-fiber-tilkobling samtidig som den gir strøm til PD. PoE-mediekonverteren tilbyr en økonomisk vei for å utvide overføringsavstanden til et eksisterende nettverk.
Figur 2 og 3, PoE Switch og PoE Media Converter
- Enkelportinjektor (Midspan)
En Single-Port PoE Injector (Midspan) er designet på linje med en Ethernet-kabel for å gi strøm til én enhet. Det passer applikasjoner der du ikke har nok poe ethernet-enheter eller hvis dataene må overføres over lang avstand før de konverteres tilbake til kobberkabling og deretter tilføres strøm.
Ulempen med å bruke en Single-Port PoE-injektor er kravet om at en stikkontakt skal fungere, og tendensen til å bli kostbar når mer enn noen få enheter krever strøm.
Power over Ethernet-forhandling
Power over Ethernet (PoE)-forhandling er prosessen med å bestemme om og hvor mye strøm som skal gis til en enhet over en Ethernet-kabel. Dette gjøres vanligvis gjennom en spesiell signaleringsprotokoll mellom strømkilden (vanligvis en PoE-bryter) og enheten som skal motta strøm (kjent som en PD, eller Powered Device). Hvis både PoE-svitsjen og PD-en støtter samme PoE-standard (som IEEE 802.3at), kan de forhandle om å gi PD-en opptil den maksimale strømmengden spesifisert av den standarden. Men hvis PoE-svitsjen og PD ikke støtter samme standard, må de forhandle om å gi PD-en en lavere mengde strøm. PoE-forhandling tar sikte på å sikre at bare så mye makt som er nødvendig gis til PD. Dette bidrar til å unngå potensielle problemer som overbelastning og elektriske farer. Det bidrar også til å spare energi, siden enheter som ikke trenger mye strøm, kan drives av PoE-standarder med lavere effekt.
Forhandlingen omfatter tre stadier: funn, klassifisering og drift.
Discovery
PSE lar Ethernet-porten være uten strøm og sjekker med jevne mellomrom om noe er koblet til. Den lave spenningen som brukes under deteksjon vil neppe skade en enhet som ikke er designet for Power over Ethernet. Når en PD er koblet til PSE sin port, oppdager PSE dette og går videre til klassifiseringsstadiet.
PoE Klassifisering
Klassifisering er prosessen der PSE bestemmer om den tilkoblede enheten krever strøm, i så fall hvilken klasse av PoE-strøm den krever. Klassifisering kan skje i en 1-hendelse eller 2-hendelse form, avhengig av PoE-klassen til PD.
1-hendelsesklassifisering – for PD-er på 802.3af/i klasse 0-3
PSE sender en enkelt spenningsimpuls til PD, leser strømverdien på ledningen, sjekker hvilken PoE-klasse denne strømverdien tilsvarer, og gir strøm tilsvarende. Hvis PD returnerer klasse 1, 2 eller 3 verdier, gir PSE klasse 1, 2 eller 3 kraft, henholdsvis. Hvis PD returnerer en klasse 0-verdi, leveres klasse 3-strøm.
Figur 5: 1-hendelsesklassifisering
2-hendelsesklassifisering – for PD-er på 802.3 i klasse 4
Når PD er identifisert som en klasse 4-enhet, vil PSE bruke en andre hendelse for å bekrefte at PD virkelig trenger et høyere kraftnivå. Denne andre hendelsen kan være en av de to følgende metodene:
Maskinvarebasert 2-hendelsesklassifisering
PSE utfører først 1-hendelsesklassifisering som beskrevet ovenfor. Hvis den leser klasse 4-strømverdien fra PD, leverer den kun klasse 3-strøm og gjentar spenningsimpulsen for andre gang. Hvis det etter denne andre hendelsen bekreftes at PD er klasse 2, gir PSE klasse 4 kraft til PD.
Programvarebasert LLDP-klassifisering
PSE utfører først 1-hendelsesklassifisering som beskrevet ovenfor. Hvis den leser klasse 4 gjeldende verdi fra PD, leverer den kun klasse 3 strøm og ber om bekreftelse fra PD via Layer 2 LLDP protokoll på om PD faktisk er klasse 4. Hvis det etter denne andre hendelsen bekreftes at PD er klasse 2, gir PSE klasse 4 strøm til PD.
2-hendelsesklassifiseringsstøtte
IEEE 802.3at-standarden definerer at klasse 4 PD-er må støtte både maskinvarebasert 2-hendelse og programvarebasert LLDP-klassifisering, mens PSE bare må støtte én, men kan støtte begge. PoE+-injektorer støtter vanligvis bare maskinvarebasert 2-hendelsessortering. Mange PoE+-svitsjer støtter begge metodene.
PoE strømforsyningsbudsjettberegning
Det kan være vanskelig å beregne strømbudsjettet for et Power over Ethernet-nettverk (PoE). Det er mange faktorer å vurdere, og hvis du ikke er forsiktig, kan du lett ende opp med å bruke overforbruk på strømforsyningen. For å hjelpe deg med å beregne PoE-strømbudsjettet ditt har vi satt sammen denne praktiske veiledningen. Vi vil lede deg gjennom alle faktorene du må vurdere og vise deg hvordan du bruker vår gratis PoE strømbudsjettkalkulator.
Trinn 1: Legg sammen etterspørselen etter PoE i watt
Det totale forventede strømbehovet fra alle PD-ene dine bør beregnes. Den bør inkludere maksimal effekt og øvre grenser for hver klassifisering av PD. Alle uspesifiserte enheter bør betraktes som klasse 0.
For eksempel kan IEEE802.3af-enheter forbruke 9 watt; Men siden de er klasse 0-enheter, kan du anta at de bruker 15.4 watt.
Rund tallet opp av og til, slik at kabelen som brukes til å koble PD- og PoE-bryteren ikke slites ut for raskt.
For eksempel bruker et typisk IEEE802.3at Class 4 IP-kamera 25.5 watt. Denne runden på 30+ watt gir deg en buffer hvis det er et uunngåelig tap mellom PoE-bryteren og enheten din.
En av de viktigste hensynene når du velger et PoE-strømbudsjett er å sørge for at det er tilgjengelige porter i designet ditt. Husk at det kan være nyttig å ha minst én reserveport på PD-enheten for diagnostikk eller feilsøking. Og noen klienter vil kanskje til og med ha ekstra porter for å gi dem muligheten til å legge til flere PD-enheter i fremtiden. Men ikke bekymre deg – så lenge du velger passende PD-enheter og integrerer dem riktig, er det ikke nødvendig å ta hensyn til reserveporter som en del av en PoE-strømbudsjettberegning.
Trinn 2: Skaler for driftsmiljøet
Hvis du utfører en kraftbudsjettberegning, må du ta hensyn til miljøforholdene.
Hastigheten som en strømforsyning er designet for å miste sin kapasitet over tid vil avhenge av forholdene den brukes under. Selskapet sier at under gunstige eller kontrollerte forhold kan du forvente at den langsiktige ytelsen til en strømforsyning er 70 % av vurderingen. Under denne typen miljø bør du dele den totale effekten fra trinn én med 0.7.
Hver del av strømforsyningen er konstruert for å være motstandsdyktig mot varme, kulde og fuktighet. Disse faktorene kan imidlertid endre ytelse og levetid. Del den totale effekten fra trinn én med 0.6 for denne typen innstilling.
Elektriske installasjoner som opererer under ekstreme forhold krever ofte utstyr av industrikvalitet. Fiberroad Industrial PoE-serien, for eksempel, er en DC 48VDC strømforsyning som er bygget for å tåle mange års eksponering for høye nivåer av støy og vibrasjoner i felten.
Ta dette harde scenariet, for eksempel:
Bryteren og strømforsyningen vil bli installert i et metallkabinett som er utsatt for direkte sol, på et sted i det nordøstlige USA. Om vinteren kan temperaturen inne i kabinettet være så lav som –10 °F/–24 °C. Og om sommeren kan det være så høyt som 140 °F/60 °C. Tatt i betraktning denne bøyningen med temperaturen, forventer vi at strømforsyningen fungerer med 60 % kapasitet.
For å beregne hvilken strømforsyning du trenger, må du vite hvor mye strøm datamaskinen din vil trekke totalt. Hvis den nåværende ligningen er X, og det forventede langsiktige ytelsesfallet er 50 %, multipliser bare X med 0.5.
Trinn 3: Velg strømkilden
Når du vurderer behovene til PoE-strømforsyningen din, er det viktig å ta hensyn til mengden strøm som trengs og miljøet. Vi har levert verdier som starter på 30 watt og går opp til 720 watt.
Strøm over Ethernet-kabling
I moderne nettverk leverer kraftelektronikkenheter strøm til PD-er over samme kabling som brukes til data. Cat5e eller høyere kategori er egnet for IEEE 802.3af og IEEE 802.3at kompatible enheter.
Enhver Ethernet-kabel som går fra PoE-nettverkssvitsjen til PD-en bør ikke være mer enn 328 fot lang, selv om en midspan-enhet er plassert på linjen. Midspan PoE-injektoren skal sees på som en patchpanelforbindelse. Hvis 328 fot overskrides, kan strømforsyning og datakommunikasjon bli negativt påvirket.
Ikke desto mindre blir AI Extend stadig mer populær blant Power over Ethernet-enheter, som kan utvide PoE-avstanden opp til 250m. Fiberroad AI Power over Ethernet-serien støtter denne funksjonen med DIP Switch, når den er slått på etter behov. AI Extend-funksjonen er egnet for situasjoner der strømkilden din er for langt unna. Den båndbreddebegrensningen er imidlertid å være klar over.
| 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 + | 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 | Ubrukt | DC + | TxRx C+ | TxRx C+ | DC + | TxRx C+ | DC + | |||
| 5 | Ubrukt | DC + | TxRx C – | TxRx C – | DC + | TxRx C – | DC + | |||
| 6 | Tx – | DC - | Tx – | TxRx B – | DC - | TxRx B – | TxRx B – | DC - | ||
| 7 | Ubrukt | DC - | TxRx D+ | TxRx D+ | DC - | TxRx D+ | DC - | |||
| 8 | Ubrukt | DC | TxRx D – | TxRx D – | DC - | TxRx D – | DC - | |||
Tabell 2: Lan-portdata og strømpinout
Merknader:
- Strøm må bare brukes i én modus om gangen, og PSE tar denne avgjørelsen. PSE kan støtte modus A eller B, eller begge deler. Vanligvis er den valgte metoden ikke et problem for en sluttbruker fordi det er et krav i IEEE 802.3af/at-standardene at alle PD-er må støtte begge modusene.
- Med modus B lar fantomkraftteknikken de drevne parene også overføre data i 10/100 Mbit/s Ethernet.
- Både modus A og B støttes i Gigabit Ethernet. Fantomkraftteknikken brukes for begge modusene, da i Gigabit Ethernet brukes alle fire parene for dataoverføring.
- IEEE 802.3bt "4PPoE" bruker alle for par for å gi strøm i Gigabit Ethernet, derav navnet på standarden - 4PPoE ("4-par Power over Ethernet").