Lucero Artemio, višji produktni vodja
Kaj je Power over Ethernet v omrežju?
Napajanje prek etherneta (PoE) je inovativna tehnologija, ki prenaša električno energijo prek ethernetnega kabla s prepletenim parom do napajanih naprav. Uporablja se v domovih, pisarnah in šolah ter omogoča, da en kabel RJ45 zagotovi podatkovno povezavo in električno energijo tem drugim napravam namesto ločenega kabla za vsako.
PoE je ena izmed stroškovno najučinkovitejših razpoložljivih omrežnih tehnologij. Strokovnjakom omogoča namestitev oddaljene ali zunanje opreme brez priključitve na izmenični tok in lahko napaja več lokacij, ne da bi morali na vsako točko namestiti dodatne električne kable ali vtičnice. PoE (Power over Ethernet) tudi podjetjem olajša razširitev omrežij in hitrejši odziv.
Izbira prave rešitve Power Over Ethernet
Nadgradite svojo omrežno infrastrukturo z našim zmogljivim Gigabit PoE Fiber Media Converterjem. Naša najsodobnejša tehnologija zagotavlja bliskovito hiter prenos podatkov po optičnih vlaknih, hkrati pa zagotavlja do 30 W moči za povezane naprave, kar vam daje mir, saj veste, da vaše omrežje deluje z največjo učinkovitostjo. Zaupajte nam, ne boste želeli zamuditi te naprave, ki spreminja igro!
Naše 24-portno gigabitno neupravljano stikalo PoE je popolna rešitev za vaše naprave, ki požrejo energijo, in zagotavlja zanesljivo in bliskovito hitro povezljivost brez težav z upravljanjem zapletenih konfiguracij. To stikalo, zasnovano z mislijo na omrežne inženirje, je pripravljeno z lahkoto obvladati tudi najzahtevnejše delovne obremenitve.
Nadgradite svoje poslovno omrežje z našim 24-portnim upravljanim stikalom PoE – vrhunsko rešitvijo za enostavno napajanje več naprav. S stabilno in zanesljivo povezljivostjo Ethernet je to stikalo obvezna oprema za omrežne inženirje, ki želijo izboljšati zmogljivosti svojega sistema. Zaupajte nam, da vam zagotovimo brezhiben in učinkovit vir energije za vaše brezžične dostopne točke, IP kamere, VoIP telefone in vizualne domofone!
Neupravljana/upravljana industrijska PoE stikala Fiberroad so najboljša rešitev za omrežne inženirje, ki iščejo zanesljiva in robustna stikala. S širokim naborom možnosti, ki so na voljo, boste zagotovo našli tisto, kar je popolno za potrebe vašega industrijskega omrežja. Zaupajte kakovosti in strokovnemu znanju Fiberroad za zagotavljanje neprimerljive zmogljivosti, ki ohranja vaše omrežje pri najvišji učinkovitosti.
Razredi napajanja prek Etherneta Standardna
IEEE 802.3af-2003 standard je splošno znan kot "PoE". Določa PoE razrede 0-3, pri čemer je največja moč pri PD 12.95 W.
IEEE 802.3at-2009 standard je splošno znan kot "PoE+" or "PoE Plus", in je poznejša posodobitev standarda IEEE 802.3af-2003 »PoE«. Opredeljuje razrede PoE 0-4, kjer so razredi 0-3 vključeni iz starejšega standarda 802.3af »PoE« pod »Tip 1«, »Tip 2« pa vključuje samo razred 4 z največjo močjo pri PD 25.5 W.
IEEE 802.3bt-2018 je imenovan "4PPoE". Vključil je razrede 0-4 iz prejšnjih standardov in dodal "tip 3" (razredi 5-6) in "tip 4" (razredi 7-8), pri čemer je največja moč pri PD 71.3 W.
PoE tip 1
Ime: PoE, 2 para PoE
Standardna: IEEE 802.3af
Največja moč vrat: 15.4W
"PoE" je bil prvotno zasnovan za napajanje naprav z nizko porabo energije, kot so telefoni IP. Leta 2003 je bil standard IEEE 802.3af standardiziran za uporabo dveh od štirih prepletenih parov žic v standardnih (takratnih) žicah Cat3 Ethernet. IEEE 802.3af zagotavlja do 12.95 W za napajane naprave pri 37 V–57 V. Obstaja nekaj izgub, zato so vrata stikala PoE običajno ocenjena na 15.4 W in med 44 V in 57 V. Primeri naprav, ki jih lahko podpira PoE tipa 1, vključujejo statične nadzorne kamere, brezžične dostopne točke in telefone VoIP.
PoE tip 2
Ime: PoE+, 2 para PoE
Standardna: IEEE 802.3at
Največja moč vrat: 30W
PoE+ ali standard IEEE 802.3at Ethernet, ki ga je Inštitut inženirjev elektrotehnike in elektronike izdal leta 2009. Zagotavlja do 30 W moči na ravni vrat prek ethernetnega kabla s prepletenim parom in do 25.5 W moči za vsako napravo. V omrežje povezuje zmogljivejše naprave, kot so PTZ kamere, video IP telefoni in alarmni sistemi. Ker pa je združljiv za nazaj, lahko podpira vrste naprav, ki jih običajno podpira PoE tipa 1, in naprave, ki jih podpira PoE tipa 2.
PoE tip 3
Ime: PoE++, 4-parni PoE, 4P PoE, Ultra PoE
Standardna: IEEE 802.3bt
Največja moč vrat: 60W
Tip 4 PoE, poznan tudi kot 4-parni PoE, 3PPoE, PoE++ ali Ultra PoE, uporablja vse štiri pare v bakrenem kablu s prepletenim parom za napajanje na PD – za razliko od tipa 1 in 2, ki uporabljata samo dva para. Ta višja raven PoE je v skladu s standardom IEEE 802.3bt, ki je izšel leta 2011. Zagotavlja do 60 W moči za vsaka vrata PoE in do 51 W moči za vsako napravo. Te višje ravni naprav za podporo napajanja vključujejo brezžične dostopne točke z več radijskimi postajami, PTZ kamere, naprave za upravljanje stavb in opremo za videokonference. Podpira kable Cat5 ali boljše.
PoE tip 4
Ime: Higher-Power PoE, PoE++
Standardna: IEEE 802.3bt
Največja moč vrat: 100W
Splošno znan kot Higher-Power PoE, tip 4 PoE ponuja najvišje zmogljivosti moči med vsemi obstoječimi vrstami PoE. Ta vrsta PoE pomaga zadovoljiti naraščajoče zahteve po energiji omrežnih naprav in interneta stvari. V skladu z najnovejšim standardom IEEE 802.3bt tip 4 PoE zagotavlja 90 W moči iz PSE in do 70 W vhodne moči na PD za vsako napravo. Vendar pa lahko po potrebi zagotovi največ 100 W moči na vrata. Zaradi velike količine energije, ki jo proizvaja, lahko tip 4 PoE podpira izjemno požrešne naprave, kot so prenosniki in ploski zasloni.
Napajanje preko Etherneta Vrste PSE
Danes se uporabljajo tri glavne vrste PSE (Power Source Equipment); vsi so združljivi s kablom Cat5e ali višje kategorije. Vrsta PSE je izbrana glede na obstoječo infrastrukturo in število priključenih naprav PoE.
- Omrežno stikalo in pretvornik optičnih medijev
Stikalo Power over Ethernet (PoE) je naprava, ki lahko napaja naprave prek kabla Ethernet. Uporablja se lahko za napajanje naprav, kot so IP telefoni, brezžične dostopne točke in varnostne kamere. A PoE stikalo se lahko uporablja tudi za povezovanje naprav, ki niso združljive s PoE, z uporabo PoE injektorja.
A PoE Fiber Media Converter združuje moč in podatke na enem kablu, ki ponuja povezavo med bakrom in vlaknom, hkrati pa zagotavlja napajanje za PD. Medijski pretvornik PoE ponuja ekonomično pot za podaljšanje razdalje prenosa obstoječega omrežja.
Sliki 2 in 3, stikalo PoE in medijski pretvornik PoE
- Enoportni injektor (srednji razpon)
PoE injektor z enimi vrati (Midspan) je zasnovan v skladu z ethernetnim kablom za zagotavljanje napajanja ene naprave. Primeren je za aplikacije, kjer nimate dovolj naprav za poe ethernet ali če je treba podatke prenesti na veliko razdaljo, preden jih pretvorite nazaj v bakrene kable in nato vključite napajanje.
Slaba stran uporabe injektorja PoE z enimi vrati je zahteva po električni vtičnici za delovanje in težnja, da postanejo dragi, ko napajanje potrebuje več kot nekaj naprav.
Power over Ethernet Negotiation
Pogajanje o napajanju prek etherneta (PoE) je postopek ugotavljanja, ali in koliko energije je treba zagotoviti napravi prek ethernetnega kabla. To se običajno izvede prek posebnega signalizacijskega protokola med virom napajanja (običajno stikalom PoE) in napravo, ki naj prejema napajanje (znano kot PD ali Powered Device). Če tako stikalo PoE kot PD podpirata isti standard PoE (kot je IEEE 802.3at), se lahko pogajata, da PD zagotovita največjo količino energije, ki jo določa ta standard. Če pa stikalo PoE in PD ne podpirata istega standarda, se morata pogajati, da PD zagotovita nižjo količino energije. Namen pogajanj o PoE je zagotoviti, da se PD zagotovi le toliko moči, kot je potrebno. To pomaga preprečiti morebitne težave, kot so preobremenitve in električne nevarnosti. Pomaga tudi pri varčevanju z energijo, saj lahko naprave, ki ne potrebujejo veliko energije, napajajo standardi PoE z nižjo porabo energije.
Pogajanje obsega tri stopnje: odkrivanje, razvrščanje in delovanje.
Discovery
PSE pusti ethernetna vrata brez napajanja in občasno preveri, ali je bilo kaj priključeno. Nizka napetost, uporabljena med zaznavanjem, verjetno ne bo poškodovala naprave, ki ni zasnovana za napajanje prek etherneta. Ko je PD priključen na vrata PSE, PSE to zazna in nadaljuje s stopnjo klasifikacije.
PoE Razvrstitev
Klasifikacija je postopek, s katerim PSE določi, ali priključena naprava potrebuje napajanje, če ga, kateri razred napajanja PoE potrebuje. Razvrstitev se lahko zgodi v obliki 1 dogodka ali 2 dogodka, odvisno od razreda PoE PD.
Razvrstitev po 1 dogodku – za PD 802.3af/pri razredu 0-3
PSE pošlje en napetostni impulz na PD, prebere trenutno vrednost na žici, preveri, kateremu razredu PoE ustreza ta trenutna vrednost, in ustrezno zagotovi napajanje. Če PD vrne vrednosti razreda 1, 2 ali 3, PSE zagotavlja moč razreda 1, 2 ali 3. Če PD vrne vrednost razreda 0, je na voljo moč razreda 3.
Slika 5: Razvrstitev po 1 dogodku
Razvrstitev 2 dogodka – za PD 802.3at razreda 4
Ko je PD identificiran kot naprava razreda 4, bo PSE uporabil drugi dogodek za preverjanje, ali PD res potrebuje višjo raven moči. Ta drugi dogodek je lahko ena od naslednjih dveh metod:
Klasifikacija 2 dogodkov na podlagi strojne opreme
PSE najprej izvede klasifikacijo 1 dogodka, kot je opisano zgoraj. Če odčita vrednost toka razreda 4 iz PD, dovaja le moč razreda 3 in drugič ponovi napetostni impulz. Če je po tem 2. dogodku potrjeno, da je PD razreda 4, PSE zagotavlja napajanje razreda 4 za PD.
Programsko zasnovana klasifikacija LLDP
PSE najprej izvede klasifikacijo 1 dogodka, kot je opisano zgoraj. Če prebere trenutno vrednost razreda 4 iz PD, dovaja samo moč razreda 3 in od PD prek protokola 2. plasti LLDP zahteva potrditev, ali je PD res razreda 4. Če se po tem 2. dogodku potrdi, da je PD Razred 4, PSE zagotavlja napajanje razreda 4 za PD.
Podpora za klasifikacijo 2 dogodkov
Standard IEEE 802.3at določa, da morajo PD razreda 4 podpirati tako strojno zasnovano klasifikacijo dveh dogodkov kot programsko zasnovano klasifikacijo LLDP, medtem ko mora PSE podpirati samo enega, lahko pa obe. Injektorji PoE+ običajno podpirajo le strojno razvrščanje po dveh dogodkih. Številna stikala PoE+ podpirajo oba načina.
Izračun proračuna napajanja PoE
Izračun proračuna za napajanje za omrežje Power over Ethernet (PoE) je lahko težaven. Upoštevati je treba veliko dejavnikov in če ne boste previdni, lahko zlahka preveč porabite za napajanje. Da bi vam pomagali izračunati proračun za napajanje PoE, smo sestavili ta priročen vodnik. Vodili vas bomo skozi vse dejavnike, ki jih morate upoštevati, in vam pokazali, kako uporabljati naš brezplačni proračunski kalkulator moči PoE.
1. korak: seštejte povpraševanje po PoE v vatih
Izračunati je treba skupno pričakovano porabo energije za vse vaše PD. Vključevati mora največjo moč in zgornje meje za vsako razvrstitev PD. Vse nedoločene naprave je treba šteti za razred 0.
Naprave IEEE802.3af lahko na primer porabijo 9 vatov; ker pa gre za naprave razreda 0, lahko domnevate, da porabijo 15.4 vata.
Številko občasno zaokrožite navzgor, da se kabel za povezavo stikala PD in PoE ne obrabi prehitro.
Tipična IP kamera IEEE802.3at razreda 4 na primer porabi 25.5 vatov. Ta krog 30+ vatov vam daje medpomnilnik, če med stikalom PoE in vašo napravo pride do neizogibne izgube.
Eden najpomembnejših dejavnikov pri izbiri proračuna za napajanje PoE je zagotoviti, da so v vašem dizajnu na voljo vrata. Ne pozabite, da je lahko uporaba vsaj enega rezervnega priključka na napravi PD priročna za diagnostiko ali odpravljanje težav. Nekateri odjemalci bodo morda celo želeli dodatna vrata, ki jim bodo v prihodnosti omogočila dodajanje več naprav PD. Vendar ne skrbite – dokler izberete ustrezne naprave PD in jih pravilno integrirate, upoštevanje rezervnih vrat ni potrebno kot del izračuna proračuna za napajanje PoE.
2. korak: prilagoditev za delovno okolje
Če izvajate izračun proračuna moči, morate upoštevati okoljske razmere.
Hitrost, s katero napajalnik sčasoma izgubi svojo zmogljivost, je odvisna od pogojev, v katerih se uporablja. Podjetje pravi, da lahko v ugodnih ali nadzorovanih pogojih pričakujete, da bo dolgoročna učinkovitost napajalnika 70 % njegove ocene. V takšnem okolju bi morali skupno moč iz prvega koraka deliti z 0.7.
Vsak del napajalnika je zasnovan tako, da je odporen na vročino, mraz in vlago. Vendar lahko ti dejavniki spremenijo delovanje in življenjsko dobo. Skupno moč iz prvega koraka razdelite na 0.6 za to vrsto nastavitve.
Električne instalacije, ki delujejo v ekstremnih pogojih, pogosto zahtevajo industrijsko opremo. Serija Fiberroad Industrial PoE je na primer napajalnik DC 48 VDC, ki je izdelan tako, da vzdrži večletno izpostavljenost visokim ravnem hrupa in vibracij na terenu.
Vzemite na primer ta kruti scenarij:
Stikalo in napajalnik bosta nameščena v kovinskem ohišju, izpostavljenem neposrednemu soncu, na lokaciji v severovzhodnih Združenih državah Amerike. Pozimi je lahko temperatura v ohišju celo do –10°F/–24°C. In poleti je lahko celo do 140 °F/60 °C. Ob upoštevanju tega preoblikovanja s temperaturo pričakujemo, da bo napajalnik deloval s 60-odstotno zmogljivostjo.
Če želite izračunati, kateri napajalnik potrebujete, morate vedeti, koliko energije bo vaš računalnik porabil skupaj. Če je trenutna enačba X in je pričakovani dolgoročni padec uspešnosti 50 %, potem preprosto pomnožite X z 0.5.
3. korak: Izberite vir napajanja
Ko razmišljate o potrebah vašega napajalnika PoE, je pomembno upoštevati količino potrebne energije in okolje. Dobavljamo nazivne moči od 30 vatov do 720 vatov.
Napajanje prek ethernetnih kablov
V sodobnih omrežjih naprave močnostne elektronike napajajo PD prek istega kabla, ki se uporablja za podatke. Cat5e Kabel višje kategorije je primeren za naprave, skladne s standardoma IEEE 802.3af in IEEE 802.3at.
Kateri koli ethernetni kabel, ki poteka od omrežnega stikala PoE do PD, ne sme biti daljši od 328 ft, tudi če je na liniji naprava srednjega razpona. PoE injektor srednjega razpona je treba obravnavati kot povezavo s povezovalno ploščo. Če je višina 328 ft presežena, lahko to negativno vpliva na oskrbo z električno energijo in podatkovno komunikacijo.
Kljub temu postaja AI Extend vse bolj priljubljen med napravami Power over Ethernet, ki lahko podaljša razdaljo PoE do 250 m. Serija Fiberroad AI Power over Ethernet podpira to funkcijo s stikalom DIP, kadar koli je po potrebi vklopljena. Funkcija AI Extend je primerna za situacije, ko je vaš vir energije predaleč. Vendar se je treba zavedati te omejitve pasovne širine.
| 10 / 100BASE-TX （802af/at, način A） |
10 / 100BASE-TX (802.3af/at, način B) |
1000BASE-TX (802.3af/at, način A) |
1000BASE-TX (802.3af/at, način B) |
1000BASE-TX (802.3bt) |
||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pin | datum | moč | datum | moč | datum | moč | datum | moč | datum | moč |
| 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 | Neizkoriščene | DC + | TxRx C + | TxRx C + | DC + | TxRx C + | DC + | |||
| 5 | Neizkoriščene | DC + | TxRx C – | TxRx C – | DC + | TxRx C – | DC + | |||
| 6 | Tx – | DC - | Tx – | TxRx B – | DC - | TxRx B – | TxRx B – | DC - | ||
| 7 | Neizkoriščene | DC - | TxRx D + | TxRx D + | DC - | TxRx D + | DC - | |||
| 8 | Neizkoriščene | DC- | TxRx D – | TxRx D – | DC - | TxRx D – | DC - | |||
Tabela 2: Podatki o vratih Lan in priključek za napajanje
Opombe:
- Napajanje se mora uporabljati samo v enem načinu naenkrat in PSE sprejme to odločitev. PSE lahko podpira način A ali B ali oba. Običajno izbrana metoda ni zaskrbljujoča za končnega uporabnika, ker je zahteva standardov IEEE 802.3af/at, da morajo vsi PD podpirati oba načina.
- Z načinom B tehnika fantomskega napajanja omogoča napajanim parom tudi prenos podatkov v 10/100 Mbit/s Ethernet.
- Gigabit Ethernet podpira oba načina A in B. Tehnika fantomskega napajanja se uporablja za oba načina, saj se v gigabitnem ethernetu za prenos podatkov uporabljajo vsi štirje pari.
- IEEE 802.3bt “4PPoE” uporablja vse za pare za zagotavljanje napajanja v Gigabit Ethernetu, od tod tudi ime standarda – 4PPoE (“4-pair Power over Ethernet”).