Lucero Artemio, senior produktový manažér
Čo je napájanie cez Ethernet v sieti?
Power over Ethernet (PoE) je inovatívna technológia, ktorá prenáša elektrickú energiu cez ethernetový kábel s krútenou dvojlinkou do napájaných zariadení. Používa sa v domácnostiach, kanceláriách a školách a umožňuje, aby jeden kábel RJ45 poskytoval dátové pripojenie a elektrickú energiu týmto ďalším zariadeniam namiesto samostatného kábla pre každé z nich.
PoE je jednou z cenovo najefektívnejších dostupných sieťových technológií. Umožňuje profesionálom inštalovať vzdialené alebo externé zariadenia bez pripojenia k striedavému napájaniu a môže dodávať energiu na niekoľko miest bez toho, aby bolo potrebné inštalovať ďalšie elektrické káble alebo zásuvky na každom mieste. PoE (Power over Ethernet) tiež uľahčuje firmám rozširovanie ich sietí a rýchlejšiu odozvu.
Výber správneho riešenia Power over Ethernet
Inovujte svoju sieťovú infraštruktúru pomocou nášho výkonného konvertora Gigabit PoE Fiber Media Converter. Naša špičková technológia zaisťuje bleskurýchly prenos dát cez optické vlákno a zároveň poskytuje až 30 W napájania pripojeným zariadeniam, čo vám dáva pokoj s vedomím, že vaša sieť funguje s maximálnou účinnosťou. Verte nám, nebudete chcieť nechať ujsť toto zariadenie, ktoré mení hru!
Náš 24portový gigabitový nemanažovaný PoE prepínač, dokonalé riešenie pre vaše energeticky náročné zariadenia, poskytuje spoľahlivé a bleskurýchle pripojenie bez problémov so správou komplikovaných konfigurácií. Tento prepínač, navrhnutý s ohľadom na sieťových inžinierov, je pripravený ľahko zvládnuť aj tie najnáročnejšie pracovné zaťaženia.
Inovujte svoju obchodnú sieť pomocou nášho 24-portového riadeného PoE prepínača – dokonalého riešenia pre jednoduché napájanie viacerých zariadení. Vďaka stabilnému a spoľahlivému ethernetovému pripojeniu je tento prepínač nevyhnutnosťou pre sieťových inžinierov, ktorí chcú vylepšiť možnosti svojho systému. Dôverujte nám, že poskytneme bezproblémový a efektívny zdroj energie pre vaše bezdrôtové AP, IP kamery, VoIP telefóny a vizuálne interkomy!
Unmanaged/Managed Industrial PoE Switches Fiberroad sú dokonalým riešením pre sieťových inžinierov, ktorí hľadajú spoľahlivé a robustné prepínače. So širokou škálou dostupných možností určite nájdete to, čo dokonale vyhovuje potrebám vašej priemyselnej siete. Dôverujte kvalite a odborným znalostiam Fiberroad, aby ste poskytli bezkonkurenčný výkon, ktorý udrží vašu sieť v prevádzke pri maximálnej efektivite.
Triedy napájania cez Ethernet štandard
IEEE 802.3af-2003 štandard je bežne známy ako "PoE". Definuje PoE triedy 0-3, pričom maximálny výkon pri PD je 12.95W.
IEEE 802.3at-2009 štandard je bežne známy ako „PoE+“ or "PoE Plus"a je to neskoršia aktualizácia štandardu IEEE 802.3af-2003 „PoE“. Definuje triedy PoE 0-4, pričom triedy 0-3 sú začlenené zo staršieho štandardu 802.3af „PoE“ pod „Typ 1“ a „Typ 2“ zahŕňa iba triedu 4 s maximálnym výkonom pri PD 25.5 W.
IEEE 802.3bt-2018 je pomenovaný "4PPoE". Zahŕňa triedy 0-4 zo skorších noriem a pridal „Typ 3“ (Triedy 5-6) a „Typ 4“ (Triedy 7-8), pričom maximálny výkon pri PD je 71.3 W.
PoE typ 1
Meno: PoE, 2-párové PoE
štandard: IEEE 802.3af
Maximálny výkon portu: 15.4W
"PoE" bol pôvodne navrhnutý na napájanie zariadení s nízkou spotrebou energie, ako sú IP telefóny. V roku 2003 bol štandard IEEE 802.3af štandardizovaný na použitie dvoch zo štyroch krútených párov vodičov v štandardných (v tom čase) ethernetových vedeniach Cat3. IEEE 802.3af poskytuje až 12.95W napájaným zariadeniam pri 37V-57V. Existuje určitá strata, takže port prepínača PoE je všeobecne dimenzovaný na 15.4 W a medzi 44 V – 57 V. Príklady zariadení, ktoré môže podporovať PoE typ 1, zahŕňajú statické sledovacie kamery, bezdrôtové prístupové body a VoIP telefóny.
PoE typ 2
Meno: PoE+, 2-párové PoE
štandard: IEEE 802.3at
Maximálny výkon portu: 30W
PoE+ alebo štandard IEEE 802.3at Ethernet, ktorý Institute of Electrical and Electronics Engineers vydal v roku 2009. Poskytuje až 30 W energie na úrovni portu cez ethernetový krútený párový kábel a až 25.5 W energie pre každé zariadenie. Pripája k sieti zariadenia s vyšším výkonom, ako sú PTZ kamery, video IP telefóny a poplašné systémy. Keďže je však spätne kompatibilný, môže podporovať typy zariadení bežne podporovaných PoE typu 1 a zariadení podporovaných PoE typu 2.
PoE typ 3
Meno: PoE++, 4-párové PoE, 4P PoE, Ultra PoE
štandard: IEEE 802.3bt
Maximálny výkon portu: 60W
Typ 4 PoE, známy tiež ako 4-párové PoE, 3PPoE, PoE++ alebo Ultra PoE, používa všetky štyri páry v medenom kábli s krútenou dvojlinkou na dodávanie energie na PD – na rozdiel od typu 1 a 2, ktoré používajú iba dva páry. Táto vyššia úroveň PoE dodržiava štandard IEEE 802.3bt, ktorý vyšiel v roku 2011. Poskytuje až 60W napájania pre každý port PoE a až 51W energie pre každé zariadenie. Tieto vyššie úrovne zariadení na podporu napájania zahŕňajú viacrádiové bezdrôtové prístupové body, PTZ kamery, zariadenia na správu budov a zariadenia na videokonferencie. Podporuje káble Cat5 alebo lepšie.
PoE typ 4
Meno: Higher-PoE PoE, PoE++
štandard: IEEE 802.3bt
Maximálny výkon portu: 100W
Typ 4 PoE, bežne známy ako Higher-Power PoE, ponúka najvyššie možnosti napájania zo všetkých existujúcich typov PoE. Tento typ PoE pomáha uspokojiť rastúce požiadavky na napájanie sieťových zariadení a internetu vecí. V súlade s najnovším štandardom IEEE 802.3bt, typ 4 PoE dodáva 90 W energie z PSE a až 70 W vstupnej energie na PD do každého zariadenia. Má však potenciál dodať v prípade potreby maximálne 100W výkonu na port. Vďaka vysokému množstvu energie, ktorú produkuje, môže typ 4 PoE podporovať zariadenia s extrémnou spotrebou energie, ako sú notebooky a ploché obrazovky.
Napájanie cez ethernet Typy PSE
V súčasnosti sa používajú tri hlavné typy PSE (Power Source Equipment); všetky sú kompatibilné s káblom Cat5e alebo vyššej kategórie. Typ PSE sa volí na základe existujúcej infraštruktúry a počtu pripojených PoE zariadení.
- Sieťový prepínač a konvertor Fiber Media Converter
Power over Ethernet (PoE) Switch je zariadenie, ktoré môže napájať zariadenia cez Ethernet kábel. Dá sa použiť na napájanie zariadení, ako sú IP telefóny, bezdrôtové prístupové body a bezpečnostné kamery. A PoE prepínač možno použiť aj na pripojenie zariadení, ktoré nie sú kompatibilné s PoE pomocou injektora PoE.
A PoE Fibre Media Converter kombinuje napájanie a dáta na jednom kábli, ktorý ponúka konektivitu z medi na vlákno a zároveň poskytuje napájanie pre PD. PoE media konvertor ponúka ekonomickú cestu na predĺženie prenosovej vzdialenosti existujúcej siete.
Obrázky 2 a 3, PoE Switch a PoE Media Converter
- Jednoportový injektor (Midspan)
Jednoportový PoE injektor (Midspan) je navrhnutý v súlade s ethernetovým káblom na napájanie jedného zariadenia. Vyhovuje aplikáciám, kde nemáte dostatok poe ethernetových zariadení alebo ak je potrebné preniesť dáta na veľkú vzdialenosť pred tým, ako sa prevedú späť na medenú kabeláž a potom sa pridajú napájanie.
Nevýhodou používania jednoportového PoE injektora je požiadavka na prevádzku sieťovej zásuvky a tendencia stať sa nákladnou, keď napájanie vyžaduje viac ako niekoľko zariadení.
Power over Ethernet Negotiation
Vyjednávanie o napájaní cez Ethernet (PoE) je proces určenia, či a koľko energie by sa malo poskytnúť zariadeniu cez ethernetový kábel. Toto sa zvyčajne vykonáva prostredníctvom špeciálneho signalizačného protokolu medzi zdrojom napájania (zvyčajne prepínačom PoE) a zariadením, ktoré má prijímať napájanie (známe ako PD alebo Powered Device). Ak prepínač PoE aj PD podporujú rovnaký štandard PoE (napríklad IEEE 802.3at), môžu sa dohodnúť na poskytovaní PD s maximálnym množstvom energie špecifikovaným týmto štandardom. Ak však prepínač PoE a PD nepodporujú rovnaký štandard, musia sa dohodnúť, aby poskytli PD nižšie množstvo energie. Cieľom vyjednávania PoE je zabezpečiť, aby sa PD poskytovalo len toľko energie, koľko je potrebné. Pomáha to predchádzať potenciálnym problémom, ako sú preťaženia a elektrické riziká. Pomáha tiež šetriť energiu, pretože zariadenia, ktoré nepotrebujú veľa energie, môžu byť napájané štandardmi PoE s nižším výkonom.
Vyjednávanie pozostáva z troch etáp: objavenie, klasifikácia a prevádzka.
objav
PSE necháva ethernetový port bez napájania a pravidelne kontroluje, či nie je niečo zapojené. Nízke napätie použité počas detekcie pravdepodobne nepoškodí zariadenie, ktoré nie je navrhnuté pre napájanie cez Ethernet. Keď je PD pripojený k portu PSE, PSE to zistí a pokračuje do fázy klasifikácie.
PoE Klasifikácia
Klasifikácia je proces, ktorým PSE určuje, či pripojené zariadenie vyžaduje napájanie, ak áno, akú triedu PoE napájania vyžaduje. Klasifikácia môže prebiehať vo forme 1 udalosti alebo 2 udalostí, v závislosti od triedy PoE PD.
Klasifikácia 1 udalosti – pre PD 802.3af/pri triede 0-3
PSE pošle jeden napäťový impulz do PD, načíta aktuálnu hodnotu na vodiči, skontroluje, ktorej triede PoE táto hodnota prúdu zodpovedá, a podľa toho poskytne napájanie. Ak PD vráti hodnoty triedy 1, 2 alebo 3, PSE poskytuje výkon triedy 1, 2 alebo 3. Ak PD vráti hodnotu triedy 0, je dodané napájanie triedy 3.
Obrázok 5: Klasifikácia 1 udalosti
Klasifikácia 2 udalostí – pre PD 802.3 v triede 4
Keď je PD identifikované ako zariadenie triedy 4, PSE použije druhú udalosť na overenie, že PD skutočne potrebuje vyššiu úroveň výkonu. Táto druhá udalosť môže byť jedným z dvoch nasledujúcich spôsobov:
Hardvérová klasifikácia 2 udalostí
PSE najskôr vykoná klasifikáciu 1 udalosti, ako je opísané vyššie. Ak z PD načíta hodnotu prúdu 4. triedy, napája len 3. triedu a druhýkrát zopakuje napäťový impulz. Ak sa po tejto 2. udalosti potvrdí, že PD je triedy 4, PSE poskytne PD napájanie triedy 4.
Softvérová klasifikácia LLDP
PSE najskôr vykoná klasifikáciu 1 udalosti, ako je opísané vyššie. Ak z PD načíta aktuálnu hodnotu triedy 4, dodá len napájanie triedy 3 a vyžiada si potvrdenie od PD prostredníctvom protokolu LLDP vrstvy 2, či je PD skutočne triedy 4. Ak sa po tejto 2. udalosti potvrdí, že PD je Trieda 4, PSE poskytuje výkon triedy 4 pre PD.
Podpora klasifikácie 2 udalostí
Štandard IEEE 802.3at definuje, že PD triedy 4 musia podporovať hardvérovú klasifikáciu 2 udalostí aj softvérovú klasifikáciu LLDP, zatiaľ čo PSE musí podporovať iba jednu, ale môže podporovať obe. Injektory PoE+ zvyčajne podporujú iba hardvérové triedenie 2 udalostí. Mnohé prepínače PoE+ podporujú obe metódy.
Výpočet rozpočtu PoE napájania
Výpočet energetického rozpočtu pre sieť Power over Ethernet (PoE) môže byť zložitý. Existuje veľa faktorov, ktoré je potrebné zvážiť, a ak si nedáte pozor, môžete ľahko skončiť nadmernými výdavkami na napájanie. Aby sme vám pomohli vypočítať rozpočet napájania PoE, zostavili sme tohto praktického sprievodcu. Prevedieme vás všetkými faktormi, ktoré musíte zvážiť, a ukážeme vám, ako používať našu bezplatnú kalkulačku rozpočtu napájania PoE.
Krok 1: Pridajte dopyt po PoE vo wattoch
Mala by sa vypočítať celková očakávaná spotreba energie zo všetkých vašich PD. Mal by zahŕňať maximálny výkon a horné limity pre každú klasifikáciu PD. Akékoľvek nešpecifikované zariadenia by sa mali považovať za triedu 0.
Napríklad zariadenia IEEE802.3af môžu spotrebovať 9 wattov; ale keďže ide o zariadenia triedy 0, môžete predpokladať, že spotrebujú 15.4 wattov.
Číslo občas zaokrúhlite nahor, aby sa kábel na pripojenie PD a PoE prepínača príliš rýchlo neopotreboval.
Napríklad typická IP kamera IEEE802.3at triedy 4 spotrebuje 25.5 wattov. Toto kolo 30+ wattov vám poskytne vyrovnávaciu pamäť, ak dôjde k nevyhnutnej strate medzi prepínačom PoE a vaším zariadením.
Jednou z najdôležitejších úvah pri výbere rozpočtu napájania PoE je uistiť sa, že vo vašom návrhu sú dostupné porty. Pamätajte, že mať aspoň jeden náhradný port na zariadení PD môže byť užitočné na diagnostiku alebo odstraňovanie problémov. Niektorí klienti môžu dokonca chcieť ďalšie porty, aby im v budúcnosti poskytli možnosť pridania ďalších zariadení PD. Ale nebojte sa – pokiaľ vyberiete vhodné PD zariadenia a správne ich integrujete, účtovanie náhradných portov nie je potrebné ako súčasť výpočtu rozpočtu napájania PoE.
Krok 2: Mierka pre prevádzkové prostredie
Ak vykonávate výpočet energetického rozpočtu, musíte vziať do úvahy podmienky prostredia.
Rýchlosť, s akou je napájací zdroj navrhnutý tak, aby časom stratil svoju kapacitu, bude závisieť od podmienok, v ktorých sa používa. Spoločnosť hovorí, že v priaznivých alebo kontrolovaných podmienkach môžete očakávať, že dlhodobý výkon napájacieho zdroja bude 70% jeho hodnotenia. V takomto prostredí by ste mali vydeliť celkový výkon z prvého kroku číslom 0.7.
Každá časť napájacieho zdroja je navrhnutá tak, aby bola odolná voči teplu, chladu a vlhkosti. Tieto faktory však môžu zmeniť výkon a životnosť. Pre tento druh nastavenia vydeľte celkový výkon z prvého kroku číslom 0.6.
Elektrické inštalácie pracujúce v extrémnych podmienkach často vyžadujú vybavenie priemyselnej kvality. Séria Fiberroad Industrial PoE je napríklad napájací zdroj DC 48 VDC, ktorý je skonštruovaný tak, aby vydržal roky vystavenia vysokej úrovni hluku a vibrácií v teréne.
Vezmite si napríklad tento drsný scenár:
Spínač a napájací zdroj budú inštalované v kovovom kryte vystavenom priamemu slnku na mieste na severovýchode Spojených štátov. V zime môže byť teplota vo vnútri krytu až –10°F/–24°C. A v lete to môže byť až 140 °F/60 °C. Vzhľadom na túto inflexiu s teplotou očakávame, že zdroj bude pracovať na 60% kapacity.
Aby ste mohli vypočítať, aký zdroj napájania potrebujete, musíte vedieť, koľko energie váš počítač celkovo odoberie. Ak je aktuálna rovnica X a očakávaný pokles výkonnosti z dlhodobého hľadiska je 50 %, potom jednoducho vynásobte X číslom 0.5.
Krok 3: Vyberte zdroj napájania
Pri zvažovaní potrieb vášho PoE napájacieho zdroja je dôležité vziať do úvahy množstvo potrebného napájania a prostredie. Dodali sme hodnoty od 30 wattov až po 720 wattov.
Napájanie cez ethernetovú kabeláž
V moderných sieťach dodávajú zariadenia výkonovej elektroniky napájanie PD cez rovnakú kabeláž, ktorá sa používa na dáta. Cat5e alebo kábel vyššej kategórie je vhodný pre zariadenia kompatibilné s IEEE 802.3af a IEEE 802.3at.
Akýkoľvek ethernetový kábel vedený zo sieťového prepínača PoE do PD by nemal byť dlhší ako 328 stôp, a to aj v prípade, že je na linke umiestnené zariadenie so stredným rozpätím. Stredný PoE injektor by sa mal považovať za pripojenie prepojovacieho panelu. Ak sa prekročí 328 stôp, dodávka energie a dátová komunikácia môžu byť negatívne ovplyvnené.
Napriek tomu sa AI Extend stáva čoraz populárnejšou medzi zariadeniami Power over Ethernet, ktoré dokážu predĺžiť vzdialenosť PoE až na 250 m. Séria Fiberroad AI Power over Ethernet podporuje túto funkciu pomocou prepínača DIP, kedykoľvek je podľa potreby zapnutá. Funkcia AI Extend je vhodná pre situácie, keď je váš zdroj energie príliš ďaleko. Treba si však uvedomiť toto obmedzenie šírky pásma.
| 10/100BASE-TX （802af/at, režim A） |
10/100BASE-TX (802.3af/at, režim B) |
1000BASE-TX (802.3af/at, režim A) |
1000BASE-TX (802.3af/at, režim B) |
1000BASE-TX (802.3 bt) |
||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pin | dátum | Výkon | dátum | Výkon | dátum | Výkon | dátum | Výkon | dátum | Výkon |
| 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 | nepoužívaný | DC + | TxRx C + | TxRx C + | DC + | TxRx C + | DC + | |||
| 5 | nepoužívaný | DC + | TxRx C – | TxRx C – | DC + | TxRx C – | DC + | |||
| 6 | Tx – | DC - | Tx – | TxRx B – | DC - | TxRx B – | TxRx B – | DC - | ||
| 7 | nepoužívaný | DC - | TxRx D+ | TxRx D+ | DC - | TxRx D+ | DC - | |||
| 8 | nepoužívaný | DC- | TxRx D – | TxRx D – | DC - | TxRx D – | DC - | |||
Tabuľka 2: Údaje o porte siete LAN a rozloženie napájania
Poznámky:
- Napájanie musí byť súčasne aplikované iba v jednom režime a toto rozhodnutie robí PSE. PSE môže podporovať režim A alebo B alebo oboje. Vybraná metóda zvyčajne nie je pre koncového používateľa problémom, pretože podľa noriem IEEE 802.3af/at musia všetky PD podporovať oba režimy.
- V režime B umožňuje technika fantómového napájania napájaným párom tiež prenášať dáta v 10/100 Mbit/s Ethernet.
- Gigabit Ethernet podporuje oba režimy A aj B. Technika fantómového napájania sa využíva pre oba režimy, rovnako ako v gigabitovom Ethernete sa na prenos dát používajú všetky štyri páry.
- IEEE 802.3bt „4PPoE“ používa všetko pre páry na zabezpečenie napájania v gigabitovom Ethernete, odtiaľ názov štandardu – 4PPoE („4-pair Power over Ethernet“).