A Power over Ethernet ( PoE) egy olyan technológia, amely lehetővé teszi az elektromos energia és az adatok átvitelét egy távoli eszközre szabványos csavart érpárú kábelen keresztül Ethernet hálózaton . Ezt a technológiát IP-telefóniához , vezeték nélküli hálózati hozzáférési pontokhoz, IP-kamerákhoz , hálózati hubokhoz és egyéb olyan eszközökhöz tervezték, amelyekhez nem kívánatos vagy lehetetlen külön elektromos kábelt vezetni.
A PoE technológiát az IEEE 802.3af-2003, IEEE 802.3at-2009 és IEEE 802.3bt-2018 szabvány írja le. Ennek a technológiának számos olyan változata létezik, amelyek megelőzik az első szabványt, de ezek nem túl gyakoriak.
Az IEEE 802.3af szabvány szerint egy négypáros kábelben a tápellátás két pár vezetéken keresztül történik. A maximális teljesítmény eléri a 15,4 W -ot állandó áramerősség mellett 400 mA -ig és 48 V névleges feszültség mellett . A minimális feszültségérték 36 V, a maximális 57 V lehet.
A szabvány 5 PoE technológiával működő eszközosztályt határoz meg, a nullától a negyedikig. Minden osztálynak megvannak a saját teljesítmény- és áramparaméterei. A leggyakoribb az első osztály. Számára a bemeneti áram 120 mA, a teljesítmény pedig 0,44 és 3,84 watt között változhat. A negyedik osztály nincs használatban, és a jövőre van fenntartva.
Az IEEE 802.3at-2009 [1] szabvány , más néven PoE+ vagy PoE plus, 25,5 W-ig [2] biztosítja a tápellátást . Ez a szabvány megtiltja, hogy egy fogyasztói eszköz egyszerre kapjon tápfeszültséget mind a négy pár Ethernet-kábelen [3] . Egyes gyártók azonban bejelentették olyan eszközök kiadását, amelyek minden páron fogyasztanak áramot, és így akár 60 W-ot is kapnak [4] .
Az IEEE 802.3bt-2018 szabvány, a PoE harmadik generációja lehetővé teszi akár 51 W teljesítmény biztosítását egyetlen kábelen keresztül. IEEE 802.3bt szabványos technológiákat használó eszközök táplálására. egy modern sodrott érpárú kábel (5-ös és magasabb) mind a nyolc vezetéke érintett, míg az első két generációban csak négytől lehet eltekinteni.
A 10/100Base-T hálózatban két szabad pár használata mellett a szabvány fantomtáp használatát is biztosítja az erőátvitelhez. A tápfeszültség a vezetőpárok közötti potenciálkülönbségként kerül alkalmazásra (pl. B módszer a 4-5 és 7-8 párok között). A modernebb eszközök támogatják az elektromos áram átvitelét jelvezetékeken keresztül, nevezetesen 1, 2, 3, 6. Ez az opció jelentősen csökkenti a kábelezési és szerelési munkák költségeit. Ez a PoE technológia gyakran megtalálható az IP videofelügyeletben és a hozzáférési pontokban. A szabvány vezetékpárokat határoz meg a tápellátáshoz és annak polaritásához. Ez a technológia a meglévő kábelezéssel működik, beleértve az 5-ös kategóriájú kábeleket is, anélkül, hogy a meglévő SCS -t módosítani kellene .
802.3af PoE-A és PoE-B szabványok 100 és 1000 Mbps hálózatokhoz, 8 tűs 8P8C (RJ45) kivezetés| PINS a kapcsolón | 10/100 DC tartalék alkatrészeken (B módszer) | 10/100 vegyes DC és adat (A módszer) | 1000 (1 Gbps) DC és Bi-Data (B módszer) | 1000 (1 Gbps) DC és Bi-Data (A módszer) |
|---|---|---|---|---|
| 1. tű | Rx+ | Rx+DC+ | TxRxA+ | TxRx // A+ DC+ |
| 2. tű | Rx− | Rx−DC+ | TxRxA− | TxRx // A− DC+ |
| 3. tű | Tx+ | Tx+DC− | TxRx B+ | TxRx // B+ DC− |
| 4. tű | DC+ | nem használt | TxRx // C+ DC+ | TxRx C+ |
| 5. tű | DC+ | nem használt | TxRx // C− DC+ | TxRx C− |
| 6. tű | Tx− | Tx-DC- | TxRx B− | TxRx // B− DC− |
| 7. tű | DC− | nem használt | TxRx // D+ DC− | TxRx D+ |
| 8. tű | DC− | nem használt | TxRx // D− DC− | TxRx D− |
A PoE+ 802.3at-2009 szabványt az IEEE 2018-ban tovább bővítette 802.3bt-2018-ra vagy PoE++-ra, ami akár 51 watt teljesítményt tesz lehetővé a 3-as típusban, vagy akár 71,3 wattot a 4-es típusban.
Az IEEE 802.3bu-2016 [5] szabvány leírja az energiaátvitelt egyetlen vezetékpáron keresztül – Power over Data Lines (PoDL) a 100BASE-T1 és 1000BASE-T1 Ethernet szabványokhoz , az ipar és az autóipar különböző területein történő felhasználásra . [6] A két- vagy négypáros erőátvitelnél a teljesítmény csak a párok között történik, az egyes párokon belül nincs teljesítmény, így az egyes párok potenciálkülönbsége csak adatátvitelre szolgál. Egyetlen pár esetén a teljesítmény és az adatátvitel párhuzamosan történik. A PoDL szabvány 10 teljesítményosztályt határoz meg a berendezésekhez, 0,5 és 50 watt között.
Kibővített formában a PoDL szabvány az egységes 802.3bz szabványhoz került, amely a 10BASE-T1 [7] és a 10GBASE-T1 [8] teljesítményátvitelét tartalmazza, így 2021-re már 15 teljesítményosztályú PoE berendezés létezik.
Az IEEE azt tervezi, hogy egy csoportot hív össze egy új PoE szabvány kidolgozására, amely lehetővé teszi mind a négy Ethernet-kábelpár használatát, és legalább a duplájára növeli az eszközök tápellátásának korlátját [9] .
A PoE technológia nem befolyásolja az adatátvitel minőségét. Megvalósításához az Ethernet fizikai réteg tulajdonságait használják:
A tápegységek (injektorok; angol energiaforrás , rövidítés PSE ) abban különböznek, ahogyan az áramot csatlakoztatják, míg a tápellátású eszközök (osztók; angol powered device , röv. PD ) univerzálisak. A tápellátást biztosító eszközöket úgy kell megtervezni, hogy bármilyen módon tápfeszültséget fogadjanak, beleértve a polaritásváltást is (például keresztkábel használatakor).
A tápegység csak akkor látja el árammal a kábelt, ha a csatlakoztatott eszköz árammal ellátott eszköz. Így azok a berendezések, amelyek nem támogatják a PoE technológiát és véletlenül csatlakoznak a tápegységhez, nem lesznek letiltva [10] . A kábel áramellátásának és leválasztásának eljárása több szakaszból áll.
A Kapcsolatészlelés lépéssel megállapítható, hogy a kábel másik végén lévő csatlakoztatott eszköz Powered Device (PD)-e. Ebben a szakaszban a tápegység (PSE) 2,8-10 V feszültséget kapcsol a kábelre, és meghatározza a csatlakoztatott eszköz bemeneti impedanciájának paramétereit. Egy árammal működő eszköz esetében ez az ellenállás 19-26,5 kOhm, párhuzamosan csatlakoztatott, 0-150 nF kapacitású kondenzátorral [11] . Csak a tápellátással ellátott eszköz bemeneti ellenállás-paramétereinek megfelelőségének ellenőrzése után lép tovább a tápegység a következő szakaszba, ellenkező esetben a tápegység ismételten, legalább 2 ms-os időtartam után megpróbálja meghatározni a kapcsolatot.
A kapcsolatmeghatározási lépést követően az erősáramú eszköz további osztályozási lépést hajthat végre, amely meghatározza a táplált eszköz által fogyasztott teljesítmény tartományát, hogy azután kezelje ezt a teljesítményt. Minden árammal ellátott eszköz a bejelentett energiafogyasztástól függően 0-tól 4-ig terjedő osztályt kap. A minimális teljesítménytartomány a 0. osztály. A 4-es osztályt a szabvány további fejlesztésre fenntartja. A tápegység feszültséget tud eltávolítani a kábelről, ha a táplált eszköz az osztályozás során bejelentettnél többet fogyaszt. Az osztályozás úgy történik, hogy a tápegységen keresztül 14,5-20,5 V feszültséget vezetünk a kábelbe, és megmérjük a vezetékben lévő áramerősséget.
Az osztályozási áramokat [12] a táblázat tartalmazza:
| Osztály | A meghajtott eszköz által fogyasztott maximális teljesítmény (PD), W | IEEE 802.3af/at osztályozási áramok tápegységgel mérve (PSE), mA |
|---|---|---|
| 0 | 0,44-12,95 | 0-5 |
| egy | 0,44-3,84 | 8-13 |
| 2 | 3,84-6,49 | 16-21 |
| 3 | 6,49-12,95 | 25-31 |
| négy | 12.95—25.5 | 35-45 |
| 5 | > 25.5 |
A tápellátással ellátott eszközök energiafogyasztási osztályai a táblázatban láthatók:
| Osztály | W PoE portonként | watt készülékenként |
|---|---|---|
| 0 | 15.4 | 0,44-től 12,95-ig |
| egy | 4.5 | 0,44-től 3,94-ig |
| 2 | 7 | 3,84-ről 6,49-re |
| 3 | 15.4 | 6.49-től 12.95-ig |
| négy | harminc | 12.95-től 25.5-ig |
A definíció és az osztályozás szakaszának áthaladása után a tápegység 48 V-os feszültséggel látja el a kábelt 400 ms-nál nem gyorsabb emelkedő fronttal. Miután a tápellátást biztosító eszközre teljes feszültséget kapcsolt, a tápegység kétféleképpen figyeli a működését:
Ezenkívül a tápegység folyamatosan figyeli a túlterhelési áramot. Ha a tápellátással ellátott eszköz 400 mA-nél többet vesz fel 75 ms-on keresztül, a tápegység leveszi a tápfeszültséget a kábelről.
Ha az erősáramú eszköz megállapítja, hogy a tápfeszültségű eszköz le van választva a kábelről, vagy a táplált eszköz által fogyasztott áram túlterhelése következett be, a feszültség legalább 500 ms-on belül lekerül a kábelről.
Egy alternatív megoldás, az úgynevezett Passive PoE, egy közbenső adapterkészlet (injektor és elosztó) formájában, csak a 802.3af-kompatibilis elektromos jellemzőket támogatja, a protokollokat nem. A passzív PoE nem IEEE 802.3af kompatibilis, azonban sok cég használja, és ezt szem előtt kell tartania, amikor egy eszközt PoE-n keresztül csatlakoztat, mivel az ilyen berendezések jelölése a PoE-kompatibilitásra is utal (például Planet POE -100, D-Link DWL-P200).
Passzív PoE befecskendező séma:
| bemeneti aljzat | kimeneti csatlakozó | ||
|---|---|---|---|
| egy | Tx+ | Tx+ | egy |
| 2 | Tx− | Tx− | 2 |
| 3 | Rx+ | Rx+ | 3 |
| négy | V+ | — | négy |
| 5 | V+ | — | 5 |
| 6 | Rx− | Rx− | 6 |
| 7 | V− | — | 7 |
| nyolc | V− | — | nyolc |
A fogyasztói áramkör megvalósítása két lehetséges lehetőséget kínál:
A második típus használata csak akkor megengedett, ha a fogyasztó nem rendelkezik galvanikusan csatlakoztatott interfész csatlakozókkal, például antenna csatlakozóval, és nincs galvanikus kapcsolata a készülék házával vagy külső fémrészeivel (vagy nem vezető házzal). használt).
A PoE-vel rendelkező rendszerek villámvédelmének alkalmazásakor figyelembe kell venni a védőeszközök kompatibilitását a Power over Ethernet szabvány egyik vagy másik megvalósításával (különösen a villámvédelmi eszköz további galvanikus leválasztása természetesen a PoE működésképtelenségéhez vezet, valamint mint túl alacsony feszültségű nemlineáris védőelemek).
| Ethernet - a helyi hálózati technológiák családja | |
|---|---|
| Sebesség |
|
| Általános cikkek |
|
| történelmi |
|
| Adó-vevők | |
| Interfészek | |
| Minden cikk az Ethernetről | |
| IEEE szabványok | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Jelenlegi |
| ||||||
| 802-es sorozat |
| ||||||
| P-sorozat |
| ||||||
| Lecserélve | |||||||
| |||||||