Lucero Artemio, Senior Product Manager
Vad är Power over Ethernet i nätverk?
Power over Ethernet (PoE) är en innovativ teknik som skickar elkraft via en tvinnad Ethernet-kabel till strömförsörjda enheter. Används i hem, kontor och skolor, det gör det möjligt för en RJ45-kabel att tillhandahålla dataanslutning och ström till dessa andra enheter istället för en separat kabel för varje.
PoE är en av de mest kostnadseffektiva nätverksteknikerna som finns. Det tillåter proffs att installera fjärr- eller extern utrustning utan att ansluta till nätström och kan leverera ström till flera platser utan att behöva installera ytterligare elkablar eller uttag på varje plats. PoE (Power over Ethernet) gör det också lättare för företag att utöka sina nätverk och svara snabbare.
Att välja rätt Power Over Ethernet-lösning
Uppgradera din nätverksinfrastruktur med vår kraftfulla Gigabit PoE Fiber Media Converter. Vår banbrytande teknik säkerställer blixtsnabb dataöverföring över optisk fiber samtidigt som den ger upp till 30W ström till anslutna enheter, vilket ger dig sinnesfrid att veta att ditt nätverk fungerar med maximal effektivitet. Lita på oss, du vill inte missa denna spelförändrande enhet!
Den perfekta lösningen för dina strömkrävande enheter, vår 24-portars Gigabit Unmanaged PoE Switch ger pålitlig och blixtsnabb anslutning utan krångel med att hantera komplicerade konfigurationer. Den här switchen är designad med nätverksingenjörer i åtanke och är redo att hantera även de mest krävande arbetsbelastningar med lätthet.
Uppgradera ditt företagsnätverk med vår 24-portars hanterade PoE-switch – den ultimata lösningen för att enkelt driva flera enheter. Med stabil och pålitlig Ethernet-anslutning är denna switch ett måste för nätverksingenjörer som vill förbättra sina systems kapacitet. Lita på att vi tillhandahåller en sömlös och effektiv strömkälla för dina trådlösa AP:er, IP-kameror, VoIP-telefoner och visuella intercoms!
Fiberroads Unmanaged/Managed Industrial PoE Switchar är den ultimata lösningen för nätverksingenjörer som söker pålitliga och robusta switchar. Med ett brett utbud av tillgängliga alternativ är du säker på att hitta den perfekta passformen för dina industriella nätverksbehov. Lita på Fiberroads kvalitet och expertis för att leverera oöverträffad prestanda som håller ditt nätverk i drift med högsta effektivitet.
Klasser av Power over Ethernet Standard
IEEE 802.3af-2003 standard är allmänt känd som "PoE". Den definierar PoE-klasserna 0-3, med maximal effekt vid PD på 12.95W.
IEEE 802.3at-2009 standard är allmänt känd som "PoE+" or "PoE Plus", och det är den senare uppdateringen av IEEE 802.3af-2003 "PoE"-standarden. Den definierar PoE-klasserna 0-4, där klasserna 0-3 är inkorporerade från den äldre 802.3af "PoE"-standarden under "Typ 1", och "Typ 2" inkluderar endast klass 4 med maximal effekt vid PD på 25.5W.
IEEE 802.3bt-2018 heter "4PPoE". Den inkorporerade klasserna 0-4 från de tidigare standarderna och lade till "Typ 3" (Klass 5-6) och "Typ 4" (Klass 7-8), med maximal effekt vid PD på 71.3W.
PoE typ 1
Namn : PoE, 2-par PoE
Standard: IEEE 802.3af
Maximal porteffekt: 15.4W
'PoE' designades ursprungligen för att driva lågeffektsenheter som IP-telefoner. År 2003 standardiserades IEEE 802.3af för att använda två av de fyra tvinnade paren av ledningar i standard (på den tiden) Cat3 Ethernet-ledningar. IEEE 802.3af ger upp till 12.95W till enheter med ström på 37V-57V. Det finns en viss förlust, så en PoE-switchport är i allmänhet klassad till 15.4W och mellan 44V-57V. Exempel på enheter som PoE Type 1 kan stödja inkluderar statiska övervakningskameror, trådlösa åtkomstpunkter och VoIP-telefoner.
PoE typ 2
Namn : PoE+, 2-par PoE
Standard: IEEE 802.3at
Maximal porteffekt: 30W
PoE+ eller IEEE 802.3at Ethernet-standard, som Institute of Electrical and Electronics Engineers släppte 2009. Den levererar upp till 30W ström på portnivå över en Ethernet-tvinnad parkabel och upp till 25.5W ström till varje enhet. Den ansluter mer kraftfulla enheter till ett nätverk, såsom PTZ-kameror, video-IP-telefoner och larmsystem. Men eftersom den är bakåtkompatibel kan den stödja de typer av enheter som vanligtvis stöds av PoE Type 1 och enheter som stöds av PoE Type 2.
PoE typ 3
Namn : PoE++, 4-par PoE, 4P PoE, Ultra PoE
Standard: IEEE 802.3bt
Maximal porteffekt: 60W
Även känd som 4-par PoE, 4PPoE, PoE++ eller Ultra PoE, Typ 3 PoE använder alla fyra paren i en tvinnad kopparkabel för att leverera ström till PD - till skillnad från Typ 1 och 2, som bara använder två par. Denna högre nivå av PoE följer standarden IEEE 802.3bt, som kom ut 2011. Den ger upp till 60W ström till varje PoE-port och upp till 51W ström till varje enhet. Dessa högre nivåer av strömstödsenheter inkluderar trådlösa åtkomstpunkter för flera radio, PTZ-kameror, byggnadshanteringsenheter och videokonferensutrustning. Den stöder Cat5-kablar eller bättre.
PoE typ 4
Namn : Högre PoE, PoE++
Standard: IEEE 802.3bt
Maximal porteffekt: 100W
Typ 4 PoE, allmänt känd som Higher-Power PoE, erbjuder den högsta effektkapaciteten av alla befintliga PoE-typer. Denna PoE-typ hjälper till att tillfredsställa de växande effektkraven för nätverksenheter och IoT. Typ 802.3 PoE följer den senaste IEEE 4bt-standarden och levererar 90W effekt från PSE och upp till 70W ineffekt vid PD till varje enhet. Den har dock potential att leverera maximalt 100W effekt per port om det behövs. På grund av de höga mängderna ström som den producerar kan Type 4 PoE stödja extremt strömkrävande enheter som bärbara datorer och platta skärmar.
Ström över Ethernet PSE-typer
Det finns tre huvudtyper av PSE (Power Source Equipment) som används idag; alla är kompatibla med Cat5e eller högre kategori kabel. PSE-typ väljs utifrån den befintliga infrastrukturen och antalet anslutna PoE-enheter.
- Nätverksswitch och Fiber Media Converter
En Power over Ethernet (PoE)-switch är en enhet som kan leverera ström till enheter via en Ethernet-kabel. Den kan användas för att driva enheter som IP-telefoner, trådlösa åtkomstpunkter och säkerhetskameror. A PoE-omkopplare kan också användas för att ansluta enheter som inte är PoE-kompatibla med hjälp av en PoE-injektor.
A PoE Fiber Media Converter kombinerar ström och data på en kabel som erbjuder koppar-till-fiber-anslutning samtidigt som den ger ström till PD. PoE-medieomvandlaren erbjuder en ekonomisk väg för att utöka överföringsavståndet för ett befintligt nätverk.
Figurerna 2 och 3, PoE Switch och PoE Media Converter
- Enkelportsinjektor (Mellanspann)
En Single-Port PoE Injector (Midspan) är designad i linje med en Ethernet-kabel för att ge ström till en enhet. Det passar applikationer där du inte har tillräckligt med poe ethernet-enheter eller om datan behöver överföras en lång sträcka innan den konverteras tillbaka till kopparkablar och sedan sätter på ström.
Nackdelen med att använda en Single-Port PoE-injektor är kravet på att ett eluttag ska fungera och tendensen att bli dyr när fler än ett fåtal enheter kräver ström.
Power over Ethernet-förhandling
Power over Ethernet (PoE) förhandling är processen för att avgöra om och hur mycket ström som ska ges till en enhet via en Ethernet-kabel. Detta görs vanligtvis genom ett speciellt signaleringsprotokoll mellan strömkällan (vanligtvis en PoE-switch) och enheten som ska ta emot ström (känd som en PD, eller Powered Device). Om både PoE-switchen och PD stöder samma PoE-standard (som IEEE 802.3at), kan de förhandla om att förse PD:n med upp till den maximala mängden effekt som specificeras av den standarden. Men om PoE-switchen och PD inte stöder samma standard måste de förhandla om att förse PD med en lägre mängd ström. PoE-förhandling syftar till att säkerställa att endast så mycket makt som behövs ges till PD. Detta hjälper till att undvika potentiella problem som överbelastning och elektriska faror. Det hjälper också till att spara energi, eftersom enheter som inte behöver mycket ström kan drivas av PoE-standarder med lägre effekt.
Förhandlingen omfattar tre steg: upptäckt, klassificering och drift.
Discovery
PSE lämnar Ethernet-porten strömlös och kontrollerar med jämna mellanrum om något har anslutits. Den låga spänningen som används under detektering kommer sannolikt inte att skada en enhet som inte är designad för Power over Ethernet. När en PD är ansluten till PSE:s port, upptäcker PSE detta och går vidare till klassificeringsstadiet.
PoE Klassificering
Klassificering är den process genom vilken PSE avgör om den anslutna enheten kräver ström, i så fall vilken klass av PoE-ström den kräver. Klassificering kan ske i en 1-händelse eller 2-händelseform, beroende på PoE-klassen för PD.
1-händelsklassificering – för PD:er av 802.3af/vid klass 0-3
PSE skickar en enstaka spänningsimpuls till PD:n, läser av strömvärdet på tråden, kontrollerar vilken PoE-klass detta strömvärde motsvarar och ger ström därefter. Om PD returnerar klass 1, 2 eller 3 värden, tillhandahåller PSE klass 1, 2 eller 3 kraft, respektive. Om PD returnerar ett klass 0-värde, tillförs klass 3-ström.
Figur 5: 1-händelseklassificering
Klassificering med 2 händelser – för PD:er av 802.3 i klass 4
När PD:n identifieras som en klass 4-enhet kommer PSE:n att använda en andra händelse för att verifiera att PD:n verkligen behöver en högre effektnivå. Denna andra händelse kan vara någon av följande två metoder:
Hårdvarubaserad 2-händelseklassificering
PSE utför först 1-händelsklassificering enligt beskrivningen ovan. Om den läser av klass 4-strömvärdet från PD:n, levererar den endast klass 3-ström och upprepar spänningsimpulsen för andra gången. Om det efter denna andra händelse bekräftas att PD är klass 2, tillhandahåller PSE klass 4 ström till PD.
Mjukvarubaserad LLDP-klassificering
PSE utför först 1-händelsklassificering enligt beskrivningen ovan. Om den läser klass 4-strömvärdet från PD:n, förser den endast klass 3-ström och begär bekräftelse från PD:n via Layer 2 LLDP-protokoll om huruvida PD:n verkligen är klass 4. Om det efter denna andra händelse bekräftas att PD:n är Klass 2, PSE tillhandahåller klass 4-ström till PD.
2-händelser klassificeringsstöd
IEEE 802.3at-standarden definierar att klass 4 PD:er måste stödja både hårdvarubaserad 2-händelse och mjukvarubaserad LLDP-klassificering, medan PSE bara måste stödja en men kan stödja båda. PoE+-injektorer stöder vanligtvis bara hårdvarubaserad 2-händelsesortering. Många PoE+-switchar stöder båda metoderna.
PoE Power Supply Budget Beräkning
Det kan vara svårt att beräkna energibudgeten för ett Power over Ethernet-nätverk (PoE). Det finns många faktorer att ta hänsyn till, och om du inte är försiktig kan du lätt hamna överutgifter för din strömförsörjning. För att hjälpa dig att beräkna din PoE-energibudget har vi sammanställt den här praktiska guiden. Vi går igenom alla faktorer du behöver tänka på och visar dig hur du använder vår kostnadsfria PoE energibudgetkalkylator.
Steg 1: Lägg ihop efterfrågan på PoE i watt
Det totala förväntade effektbehovet från alla dina PD:er bör beräknas. Den bör inkludera maximal effekt och övre gränser för varje klassificering av PD. Alla ospecificerade enheter bör betraktas som klass 0.
Till exempel kan IEEE802.3af-enheter förbruka 9 watt; Men eftersom de är klass 0-enheter kan du anta att de förbrukar 15.4 watt.
Avrunda siffran uppåt då och då så att kabeln som används för att ansluta PD- och PoE-omkopplaren inte slits ut för snabbt.
Till exempel förbrukar en typisk IEEE802.3at Class 4 IP-kamera 25.5 watt. Denna omgång på 30+ watt ger dig en buffert om det finns en oundviklig förlust mellan PoE-switchen och din enhet.
En av de viktigaste övervägandena när du väljer en PoE-energibudget är att se till att det finns portar tillgängliga i din design. Kom ihåg att det kan vara praktiskt att ha minst en reservport på PD-enheten för diagnostik eller felsökning. Och vissa klienter kanske till och med vill ha extra portar för att ge dem möjlighet att lägga till fler PD-enheter i framtiden. Men oroa dig inte – så länge du väljer lämpliga PD-enheter och integrerar dem korrekt, är det inte nödvändigt att ta hänsyn till reservportar som en del av en PoE-effektbudgetberäkning.
Steg 2: Skala för operativ miljö
Om du utför en effektbudgetberäkning måste du ta hänsyn till miljöförhållandena.
Den hastighet med vilken ett nätaggregat är utformat för att förlora sin kapacitet över tid beror på de förhållanden som det används under. Företaget säger att under gynnsamma eller kontrollerade förhållanden kan du förvänta dig att den långsiktiga prestandan för en strömförsörjning är 70 % av dess betyg. Under denna typ av miljö bör du dela den totala effekten från steg ett med 0.7.
Varje del av strömförsörjningen är konstruerad för att vara resistent mot värme, kyla och fukt. Dessa faktorer kan dock förändra prestanda och livslängd. Dela den totala effekten från steg ett med 0.6 för denna typ av inställning.
Elektriska installationer som arbetar under extrema förhållanden kräver ofta industriell utrustning. Fiberroad Industrial PoE-serien är till exempel en DC 48VDC-strömförsörjning som är byggd för att klara år av exponering för höga nivåer av buller och vibrationer i fält.
Ta det här hårda scenariot, till exempel:
Strömbrytaren och strömförsörjningen kommer att installeras i ett metallhölje som utsätts för direkt solljus, på en plats i nordöstra USA. På vintern kan temperaturen inuti höljet vara så låg som –10°F/–24°C. Och på sommaren kan det vara så högt som 140°F/60°C. Med tanke på denna inflexion med temperaturen förväntar vi oss att strömförsörjningen fungerar med 60 % kapacitet.
För att kunna beräkna vilken strömkälla du behöver måste du veta hur mycket ström din dator totalt drar. Om den nuvarande ekvationen är X och det förväntade långsiktiga prestandafallet är 50 %, multiplicera bara X med 0.5.
Steg 3: Välj Strömkällan
När du överväger behoven hos ditt PoE-nätaggregat är det viktigt att ta hänsyn till mängden ström som behövs och miljön. Vi har levererat effekt från 30 watt och upp till 720 watt.
Power over Ethernet-kabel
I moderna nätverk levererar kraftelektronikenheter ström till PD:er via samma kablar som används för data. Cat5e eller högre kategori är lämplig för IEEE 802.3af och IEEE 802.3at kompatibla enheter.
Alla Ethernet-kabel som dras från PoE-nätverksswitchen till PD:n bör inte vara mer än 328 fot långa, även om en midspan-enhet finns på linjen. Midspan PoE-injektorn ska ses som en patchpanelanslutning. Om 328 fot överskrids kan strömförsörjningen och datakommunikationen påverkas negativt.
Ändå blir AI Extend allt mer populärt bland Power over Ethernet-enheter, vilket kan förlänga PoE-avståndet upp till 250m. Fiberroad AI Power over Ethernet-serien stöder den här funktionen med DIP-switch, närhelst den slås på efter behov. AI Extend-funktionen är lämplig för situationer där din strömkälla är för långt borta. Den bandbreddsbegränsningen är dock att vara medveten om.
| 10 / 100BASE-TX （802af/at, läge A） |
10 / 100BASE-TX (802.3af/at, läge B) |
1000BASE-TX (802.3af/at, läge A) |
1000BASE-TX (802.3af/at, läge B) |
1000BASE-TX (802.3bt) |
||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| nål | Data | Effekt | Data | Effekt | Data | Effekt | Data | Effekt | Data | Effekt |
| 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 | Oanvänd | DC + | TxRx C+ | TxRx C+ | DC + | TxRx C+ | DC + | |||
| 5 | Oanvänd | DC + | TxRx C – | TxRx C – | DC + | TxRx C – | DC + | |||
| 6 | Tx – | DC - | Tx – | TxRx B – | DC - | TxRx B – | TxRx B – | DC - | ||
| 7 | Oanvänd | DC - | TxRx D+ | TxRx D+ | DC - | TxRx D+ | DC - | |||
| 8 | Oanvänd | DC | TxRx D – | TxRx D – | DC - | TxRx D – | DC - | |||
Tabell 2: Lan Port Data och Power Pinout
Anmärkningar:
- Ström får endast appliceras i ett läge i taget, och PSE fattar detta beslut. PSE kan stödja läge A eller B, eller båda. Vanligtvis är den valda metoden inte ett problem för en slutanvändare eftersom det är ett krav i IEEE 802.3af/at-standarderna att alla PD:er måste stödja båda lägena.
- Med läge B tillåter fantomkrafttekniken de strömförsedda paren också att överföra data i 10/100 Mbit/s Ethernet.
- Både lägen A och B stöds i Gigabit Ethernet. Fantomkrafttekniken används för båda lägena, eftersom i Gigabit Ethernet används alla fyra paren för dataöverföring.
- IEEE 802.3bt "4PPoE" använder alla för par för att ge ström i Gigabit Ethernet, därav namnet på standarden - 4PPoE ("4-par Power over Ethernet").