Лусеро Артеміо, старший менеджер із продукції
Що таке Power over Ethernet у мережі?
Живлення через Ethernet (PoE) — це інноваційна технологія, яка передає електроенергію через виту пару Ethernet до пристроїв із живленням. Використовується в будинках, офісах і школах, він дає змогу одним кабелем RJ45 забезпечувати з’єднання даних і електроенергію для цих інших пристроїв замість окремого кабелю для кожного.
PoE є однією з найбільш економічно ефективних мережевих технологій. Це дозволяє професіоналам встановлювати дистанційне або зовнішнє обладнання без підключення до джерела змінного струму та може подавати живлення в кілька місць без необхідності встановлення додаткових електричних кабелів або розеток у кожній точці. PoE (Power over Ethernet) також полегшує компаніям розширювати свої мережі та швидше реагувати.
Вибір правильного рішення Power Over Ethernet
Оновіть свою мережеву інфраструктуру за допомогою нашого потужного оптоволоконного медіаконвертера Gigabit PoE. Наша передова технологія забезпечує блискавичну передачу даних через оптичне волокно, забезпечуючи до 30 Вт живлення для підключених пристроїв, що дає вам спокій, знаючи, що ваша мережа працює з максимальною ефективністю. Повірте нам, ви не захочете пропустити цей кардинальний пристрій!
Ідеальне рішення для ваших енергоємних пристроїв, наш 24-портовий гігабітний некерований комутатор PoE забезпечує надійне та блискавичне підключення без клопоту з керуванням складними конфігураціями. Розроблений для мережевих інженерів, цей комутатор готовий з легкістю впоратися навіть із найскладнішими робочими навантаженнями.
Оновіть свою бізнес-мережу за допомогою нашого 24-портового керованого комутатора PoE – ідеального рішення для легкого живлення кількох пристроїв. Завдяки стабільному та надійному з’єднанню Ethernet цей комутатор є обов’язковим для мережевих інженерів, які хочуть розширити можливості своєї системи. Довіртеся нам, щоб забезпечити безперебійне та ефективне джерело живлення для бездротових точок доступу, IP-камер, телефонів VoIP і відеодомофонів!
Некеровані/керовані промислові комутатори PoE від Fiberroad є найкращим рішенням для мережевих інженерів, яким потрібні надійні та надійні комутатори. Завдяки широкому спектру доступних опцій ви обов’язково знайдете ідеальний варіант для потреб вашої промислової мережі. Довіртеся якості та досвіду Fiberroad, щоб забезпечити неперевершену продуктивність, яка забезпечує максимальну ефективність роботи вашої мережі.
Класи Power over Ethernet стандарт
IEEE 802.3af-2003 стандарт широко відомий як «PoE». Він визначає PoE класи 0-3, з максимальною потужністю на PD становить 12.95 Вт.
IEEE 802.3at-2009 стандарт широко відомий як «PoE+» or «PoE Plus», і це пізніше оновлення до стандарту IEEE 802.3af-2003 «PoE». Він визначає класи PoE 0-4, де класи 0-3 включені зі старішого стандарту 802.3af «PoE» у «Тип 1», а «Тип 2» включає лише клас 4 із максимальною потужністю при розрядці 25.5 Вт.
IEEE 802.3bt-2018 називається «4PPoE». Він включив класи 0-4 з попередніх стандартів і додав «Тип 3» (Класи 5-6) і «Тип 4» (Класи 7-8), з максимальною потужністю на PD 71.3 Вт.
PoE Тип 1
ІМ'Я: PoE, 2 пари PoE
стандарт: IEEE 802.3af
Максимальна потужність порту: 15.4W
"PoE" спочатку був розроблений для живлення малопотужних пристроїв, таких як IP-телефони. У 2003 році стандарт IEEE 802.3af був стандартизований для використання двох з чотирьох кручених пар проводів у стандартних (на той час) кабелях Cat3 Ethernet. IEEE 802.3af забезпечує до 12.95 Вт для живлення пристроїв при напрузі 37-57 В. Є певні втрати, тому порт комутатора PoE зазвичай розрахований на 15.4 Вт і в межах 44-57 В. Приклади пристроїв, які підтримує PoE типу 1, включають статичні камери спостереження, бездротові точки доступу та телефони VoIP.
PoE Тип 2
ІМ'Я: PoE+, 2 пари PoE
стандарт: IEEE 802.3at
Максимальна потужність порту: 30W
PoE+ або стандарт IEEE 802.3at Ethernet, який Інститут інженерів з електротехніки та електроніки випустив у 2009 році. Він забезпечує до 30 Вт потужності на рівні порту через кабель витої пари Ethernet і до 25.5 Вт потужності для кожного пристрою. Він підключає до мережі потужніші пристрої, такі як камери PTZ, IP-телефони для відео та системи сигналізації. Однак, оскільки він має зворотну сумісність, він може підтримувати типи пристроїв, які зазвичай підтримують PoE типу 1, і пристрої, що підтримуються PoE типу 2.
PoE Тип 3
ІМ'Я: PoE++, 4 пари PoE, 4P PoE, Ultra PoE
стандарт: IEEE 802.3bt
Максимальна потужність порту: 60W
Також відомий як 4-парний PoE, 4PPoE, PoE++ або Ultra PoE, PoE типу 3 використовує всі чотири пари мідного кабелю витої пари для передачі живлення на PD — на відміну від типів 1 і 2, які використовують лише дві пари. Цей вищий рівень PoE відповідає стандарту IEEE 802.3bt, який вийшов у 2011 році. Він забезпечує до 60 Вт живлення на кожен порт PoE та до 51 Вт на кожен пристрій. Ці пристрої підтримки вищого рівня живлення включають точки бездротового доступу з кількома радіостанціями, камери PTZ, пристрої керування будівлею та обладнання для відеоконференцій. Він підтримує кабелі Cat5 або краще.
PoE Тип 4
ІМ'Я: Higher-Power PoE, PoE++
стандарт: IEEE 802.3bt
Максимальна потужність порту: 100W
Широко відомий як Higher-Power PoE, тип 4 PoE пропонує найвищу потужність з усіх існуючих типів PoE. Цей тип PoE допомагає задовольнити зростаючі вимоги до живлення мережевих пристроїв та Інтернету речей. Відповідно до новітнього стандарту IEEE 802.3bt, тип 4 PoE забезпечує 90 Вт потужності від PSE та до 70 Вт вхідної потужності на PD для кожного пристрою. Однак він має потенціал для забезпечення максимум 100 Вт потужності на порт, якщо це необхідно. Завдяки великій кількості енергії, яку він виробляє, Type 4 PoE може підтримувати надзвичайно енергоємні пристрої, такі як ноутбуки та плоскі екрани.
Power Over Ethernet Типи PSE
На сьогоднішній день використовується три основних типи PSE (обладнання джерел живлення); усі вони сумісні з кабелем Cat5e або вищої категорії. Тип PSE вибирається на основі існуючої інфраструктури та кількості підключених пристроїв PoE.
- Мережевий комутатор і оптоволоконний медіаконвертер
Комутатор Power over Ethernet (PoE) — це пристрій, який може подавати живлення на пристрої через кабель Ethernet. Його можна використовувати для живлення таких пристроїв, як IP-телефони, точки бездротового доступу та камери безпеки. А Перемикач PoE також можна використовувати для підключення пристроїв, які не сумісні з PoE, за допомогою інжектора PoE.
A Оптоволоконний медіаконвертер PoE поєднує живлення та передачу даних на одному кабелі, забезпечуючи підключення мідь до волокна, одночасно забезпечуючи живлення для PD. Медіаконвертер PoE пропонує економічний спосіб збільшити дальність передачі існуючої мережі.
Малюнки 2 і 3, комутатор PoE і медіаконвертер PoE
- Інжектор з одним портом (середина прольоту)
Однопортовий інжектор PoE (Midspan) розроблений разом із кабелем Ethernet для забезпечення живлення одного пристрою. Він підходить для програм, де у вас недостатньо пристроїв Poe Ethernet або якщо дані потрібно передати на велику відстань перед перетворенням назад на мідний кабель і подальшим поданням живлення.
Недоліком використання однопортового інжектора PoE є вимога до розетки для роботи та тенденція стати дорогим, коли більше ніж декілька пристроїв потребують живлення.
Узгодження живлення через Ethernet
Узгодження живлення через Ethernet (PoE) — це процес визначення того, чи потрібно подавати живлення на пристрій через кабель Ethernet і скільки. Зазвичай це робиться за допомогою спеціального протоколу сигналізації між джерелом живлення (зазвичай комутатором PoE) і пристроєм, який має отримувати живлення (відомим як PD або Powered Device). Якщо і комутатор PoE, і PD підтримують той самий стандарт PoE (наприклад, IEEE 802.3at), тоді вони можуть узгодити переговори щодо забезпечення PD максимальною потужністю, визначеною цим стандартом. Однак, якщо комутатор PoE і PD не підтримують той самий стандарт, вони повинні домовитися, щоб надати PD меншу кількість енергії. Узгодження PoE має на меті гарантувати, що PD надається стільки енергії, скільки потрібно. Це допомагає уникнути потенційних проблем, таких як перевантаження та ураження електричним струмом. Це також допомагає економити енергію, оскільки пристрої, які не потребують великої потужності, можуть харчуватися за стандартами PoE з меншою потужністю.
Переговори складаються з трьох етапів: відкриття, класифікація та операція.
Відкриття
PSE залишає порт Ethernet без живлення та періодично перевіряє, чи було щось підключено. Низька напруга, яка використовується під час виявлення, навряд чи пошкодить пристрій, не призначений для живлення через Ethernet. Коли PD підключено до порту PSE, PSE виявляє це та переходить до етапу класифікації.
PoE Класифікація
Класифікація — це процес, за допомогою якого PSE визначає, чи потребує підключений пристрій живлення, якщо так, то якого класу живлення PoE йому потрібно. Класифікація може відбуватися у формі 1 або 2 подій, залежно від класу PoE PD.
Класифікація за 1 подією – для PD 802.3af/при класі 0-3
PSE надсилає один імпульс напруги на PD, зчитує значення струму на дроті, перевіряє, якому класу PoE відповідає це значення струму, і забезпечує відповідне живлення. Якщо PD повертає значення класу 1, 2 або 3, PSE забезпечує потужність класу 1, 2 або 3 відповідно. Якщо PD повертає значення класу 0, подається живлення класу 3.
Рисунок 5: Класифікація за 1 подією
Класифікація за двома подіями – для PD 2 у класі 802.3
Коли PD визначено як пристрій класу 4, PSE використовуватиме другу подію, щоб перевірити, чи дійсно PD потребує вищого рівня потужності. Ця друга подія може бути одним із двох наступних методів:
Апаратна класифікація за двома подіями
PSE спочатку виконує класифікацію за 1 подією, як описано вище. Якщо він зчитує значення струму класу 4 із PD, він подає лише потужність класу 3 і повторює імпульс напруги вдруге. Якщо після цієї 2-ї події буде підтверджено, що PD має клас 4, PSE забезпечує живлення PD класу 4.
Програмна класифікація LLDP
PSE спочатку виконує класифікацію за 1 подією, як описано вище. Якщо він зчитує поточне значення класу 4 із PD, він подає лише живлення класу 3 і запитує підтвердження від PD через протокол LLDP рівня 2 щодо того, чи дійсно PD є класом 4. Якщо після цієї 2-ї події підтверджено, що PD є Клас 4, PSE забезпечує живлення класу 4 для PD.
Підтримка класифікації 2 подій
Стандарт IEEE 802.3at визначає, що PD класу 4 повинні підтримувати як апаратну класифікацію 2 події, так і програмну класифікацію LLDP, тоді як PSE має підтримувати лише одну, але може підтримувати обидві. Інжектори PoE+ зазвичай підтримують лише апаратне сортування за двома подіями. Багато комутаторів PoE+ підтримують обидва методи.
Розрахунок бюджету живлення PoE
Розрахунок бюджету електроенергії для мережі Power over Ethernet (PoE) може бути складним. Існує багато факторів, які слід враховувати, і якщо ви не будете обережні, ви можете легко перевитрати на джерело живлення. Щоб допомогти вам розрахувати бюджет живлення PoE, ми склали цей зручний посібник. Ми розповімо вам про всі фактори, які вам потрібно враховувати, і покажемо, як користуватися нашим безкоштовним калькулятором бюджету живлення PoE.
Крок 1. Складіть попит на PoE у ватах
Слід розрахувати загальну очікувану потребу в потужності від усіх ваших PD. Він повинен містити максимальну потужність і верхні межі для кожної класифікації ПД. Будь-які невизначені пристрої слід вважати класом 0.
Наприклад, пристрої IEEE802.3af можуть споживати 9 Вт; однак, оскільки це пристрої класу 0, ви можете припустити, що вони споживають 15.4 Вт.
Час від часу округлюйте число в більшу сторону, щоб кабель, який використовується для підключення комутатора PD і PoE, не зношувався надто швидко.
Наприклад, типова IP-камера IEEE802.3at Class 4 споживає 25.5 Вт. Цей раунд у 30+ Вт дає вам буфер, якщо є неминуча втрата між комутатором PoE і вашим пристроєм.
Однією з найважливіших міркувань при виборі бюджету живлення PoE є наявність у вашому проекті портів. Пам’ятайте, що наявність принаймні одного запасного порту на пристрої PD може бути корисною для діагностики чи усунення несправностей. І деякі клієнти можуть навіть забажати додаткових портів, щоб надати їм можливість додавати більше пристроїв PD у майбутньому. Але не хвилюйтеся – якщо ви виберете відповідні пристрої PD і правильно їх інтегруєте, врахування запасних портів не є частиною розрахунку бюджету потужності PoE.
Крок 2: Масштаб для робочого середовища
Якщо ви виконуєте розрахунок бюджету потужності, ви повинні брати до уваги умови навколишнього середовища.
Швидкість, з якою блок живлення з часом втрачає свою потужність, залежатиме від умов, у яких він використовується. Компанія каже, що за сприятливих або контрольованих умов ви можете очікувати, що довгострокова продуктивність джерела живлення становитиме 70% від його номінального значення. У такому середовищі вам слід розділити загальну потужність з першого кроку на 0.7.
Кожна частина джерела живлення розроблена таким чином, щоб бути стійкою до тепла, холоду та вологи. Однак ці фактори можуть змінити продуктивність і термін служби. Розділіть загальну потужність із кроку 0.6 на XNUMX для цього типу налаштування.
Електричні установки, що працюють в екстремальних умовах, часто вимагають промислового обладнання. Наприклад, серія Fiberroad Industrial PoE — це джерело живлення постійного струму 48 В постійного струму, створене таким чином, щоб витримувати роки впливу високих рівнів шуму та вібрації в полі.
Візьмемо, наприклад, цей суворий сценарій:
Перемикач і джерело живлення будуть встановлені в металевому корпусі, підданому прямому впливу сонця, на місці на північному сході Сполучених Штатів. Взимку температура всередині вольєру може опускатися до –10°F/–24°C. А влітку вона може досягати 140°F/60°C. Враховуючи цю зміну температури, ми очікуємо, що блок живлення працюватиме на 60% потужності.
Щоб розрахувати, який блок живлення вам потрібен, вам потрібно знати, скільки електроенергії споживатиме ваш комп’ютер загалом. Якщо поточне рівняння дорівнює X, а очікуване довгострокове падіння продуктивності становить 50%, тоді просто помножте X на 0.5.
Крок 3: Виберіть джерело живлення
Розглядаючи потреби вашого джерела живлення PoE, важливо брати до уваги кількість необхідної потужності та навколишнє середовище. Ми пропонуємо потужність від 30 Вт до 720 Вт.
Кабель живлення через Ethernet
У сучасних мережах пристрої силової електроніки подають живлення на PD через той самий кабель, який використовується для передачі даних. Cat5e або вищої категорії підходить для пристроїв, сумісних зі стандартами IEEE 802.3af і IEEE 802.3at.
Довжина будь-якого кабелю Ethernet від мережевого комутатора PoE до PD не повинна перевищувати 328 футів, навіть якщо на лінії розміщено пристрій середнього діапазону. Проміжний інжектор PoE слід розглядати як з’єднання коммутаційної панелі. Якщо перевищити 328 футів, це може негативно вплинути на живлення та передачу даних.
Тим не менш, AI Extend стає все більш популярним серед пристроїв Power over Ethernet, які можуть збільшити відстань PoE до 250 м. Серія Fiberroad AI Power over Ethernet підтримує цю функцію за допомогою DIP-перемикача, коли її вмикають за потреби. Функція AI Extend підходить для ситуацій, коли джерело живлення знаходиться надто далеко. Однак це обмеження пропускної здатності слід знати.
| 10 / 100BASE-TX （802af/at, режим A） |
10 / 100BASE-TX (802.3af/at, режим B) |
1000BASE-TX (802.3af/at, режим A) |
1000BASE-TX (802.3af/at, режим B) |
1000BASE-TX (802.3bt) |
||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pin | дані | Power | дані | Power | дані | Power | дані | Power | дані | 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 | Невикористаний | DC + | TxRx C + | TxRx C + | DC + | TxRx C + | DC + | |||
| 5 | Невикористаний | DC + | TxRx C – | TxRx C – | DC + | TxRx C – | DC + | |||
| 6 | Tx – | DC - | Tx – | TxRx B – | DC - | TxRx B – | TxRx B – | DC - | ||
| 7 | Невикористаний | DC - | TxRx D + | TxRx D + | DC - | TxRx D + | DC - | |||
| 8 | Невикористаний | DC- | TxRx D – | TxRx D – | DC - | TxRx D – | DC - | |||
Таблиця 2: Дані порту Lan і розводка живлення
Примітки:
- Живлення має подаватись лише в одному режимі одночасно, і PSE приймає це рішення. PSE може підтримувати режим A або B, або обидва. Як правило, обраний метод не викликає занепокоєння для кінцевого користувача, оскільки вимога стандартів IEEE 802.3af/at полягає в тому, що всі PD повинні підтримувати обидва режими.
- У режимі B технологія фантомного живлення дозволяє парам з живленням також передавати дані в 10/100 Мбіт/с Ethernet.
- Обидва режими A і B підтримуються в Gigabit Ethernet. Техніка фантомного живлення використовується для обох режимів, оскільки в Gigabit Ethernet усі чотири пари використовуються для передачі даних.
- IEEE 802.3bt “4PPoE” використовує всі пари для забезпечення живлення в Gigabit Ethernet, звідси і назва стандарту – 4PPoE (“4-pair Power over Ethernet”).