Power over Ethernet: standard PoE, PoE+ e PoE++

Power over Ethernet eroga alimentazione DC e dati sullo stesso cavo a doppino intrecciato. Gli standard IEEE 802.3 definiscono tre generazioni: 802.3af (PoE, Type 1), 802.3at (PoE+, Type 2) e 802.3bt (PoE++, Type 3 e Type 4). Ognuno stabilisce un livello di potenza alla porta dello switch e un livello garantito inferiore al dispositivo alimentato, perché il cavo stesso dissipa energia sotto forma di calore. Scegliere lo standard, lo switch e il cavo giusti è ciò che rende un collegamento affidabile.

I tre standard PoE e i loro livelli di potenza

802.3af è arrivato nel 2003 e copre la maggior parte dei telefoni VoIP, delle semplici telecamere IP e degli access point wireless. 802.3at, del 2009, raddoppia all’incirca il budget della porta e si adatta a telecamere pan-tilt-zoom, access point dual-radio e videotelefoni. 802.3bt, del 2018, utilizza tutte e quattro le coppie e raggiunge 60 W o 90 W alla porta, abbastanza per access point ad alta potenza, piccoli display e controlli di edificio.

La differenza tra i valori alla porta e al dispositivo non è un margine di marketing. È la perdita nel caso peggiore consentita nel canale a corrente piena. Un dispositivo classificato a 25,5 W su un collegamento 802.3at può assorbirli in modo continuativo; lo switch deve preventivare 30 W per esso.

Come dimensionare uno switch PoE

Uno switch PoE ha un budget di potenza totale condiviso tra le sue porte. Ogni porta può essere in grado di erogare 30 W, ma lo switch nel suo complesso potrebbe fornirne abbastanza solo per pochi dispositivi di questo tipo contemporaneamente. Sommate i valori di assorbimento dei dispositivi, non i massimi delle porte, poi lasciate un margine per i picchi di avvio.

Un iniettore PoE aggiunge potenza a un collegamento da uno switch non PoE. Si colloca tra lo switch e il dispositivo e inietta potenza sulle coppie spare o sulle coppie dati. Uno switch PoE alimenta direttamente le sue porte e negozia con ogni dispositivo. Per uno o due dispositivi, un iniettore è più semplice; per una parete di telecamere o access point, uno switch PoE è più pulito e più facile da gestire.

Gli iniettori passivi (non standard) sono la trappola. Saltano la negoziazione e mettono 24 V o 48 V sul cavo in modo continuo. Un dispositivo che non si aspetta quella tensione può essere danneggiato. Usate iniettori passivi solo con apparecchiature progettate esplicitamente per essi.

Scelta del cavo per PoE ad alta potenza

PoE mantiene il limite Ethernet di 100 m (328 ft), quindi valgono le stesse regole sulla lunghezza massima del cavo Ethernet. Ciò che cambia con potenze più elevate è il calore. I cavi in fascio che trasportano corrente si riscaldano, e i conduttori più sottili si riscaldano di più.

• Cat6 o Cat6a in rame da 23 AWG si mantengono più freschi rispetto a un cavo più sottile.
• Cat5e è comunemente 24 AWG e funziona per 802.3af e 802.3at, ma per 802.3bt Type 4 il conduttore più grande è la scelta più sicura.
• Il rame rivestito di alluminio (CCA) non dovrebbe mai trasportare PoE. Ha una resistenza più alta, è fragile quando viene piegato e produce più calore sotto carico.
• Il rame pieno è per le tratte orizzontali; il rame trefolo è per i cavi patch che si piegano.

La pagina delle categorie di cavi Ethernet copre l’intera gamma da Cat5e a Cat8. Per la maggior parte dei lavori PoE, Cat5e vs Cat6 vs Cat6a si riduce a calore, margine e velocità futura, non a se PoE funzionerà o meno.

Cosa va storto

Iniettori passivi sul dispositivo sbagliato. Un iniettore passivo a 48 V su un dispositivo che si aspetta la negoziazione 802.3af può distruggere l’ingresso del dispositivo. Se il dispositivo non dichiara di accettare PoE passivo, non usate un iniettore passivo.

Budget dello switch sottodimensionato. Uno switch con un budget totale di 60 W non può alimentare quattro porte da 30 W a pieno carico. O rifiuterà di alimentare il quarto dispositivo o li farà cadere tutti. Sommate gli assorbimenti dei dispositivi e confrontateli con il totale dello switch, non con il valore per porta.

Cavo CCA sotto PoE. Il rame rivestito di alluminio non soddisfa gli standard di categoria TIA. Sotto PoE si riscalda di più e può cedere al connettore. Il cavo di categoria è in rame pieno o trefolo.

Tratte lunghe ad alta potenza. Il limite di 100 m è fissato dalla perdita di segnale e dalla temporizzazione, e PoE non lo estende. Una tratta di 90 m a 90 W perde più energia nel cavo rispetto a una corta, e il dispositivo potrebbe vedere meno della sua tensione nominale. Mantenete le tratte entro il limite del canale e preferite 23 AWG per Type 4.

Schermature rotte o non messe a terra. Un sistema schermato richiede jack, plug e patch panel schermati, e la messa a terra attraverso l’apparecchiatura. Una schermatura rotta o non messa a terra non dà alcun beneficio e può captare rumore.

Confusione tra le coppie. 802.3af e 802.3at usano due coppie; 802.3bt usa tutte e quattro. Un cavo con una coppia divisa o una terminazione difettosa può passare i dati a bassa velocità ma fallire sotto la corrente PoE. Un tester di continuità trova interruzioni e cortocircuiti; un tester di certificazione è l’unico modo per dimostrare che un collegamento soddisfa i limiti Cat6 o Cat6a.

Abbinare lo standard al dispositivo

Controllate l’etichetta o la scheda tecnica del dispositivo per la sua classe PoE. Un dispositivo marcato 802.3af funzionerà da una porta 802.3at o 802.3bt, perché lo standard superiore è retrocompatibile. Un dispositivo marcato 802.3bt Type 4 richiede una porta Type 4 o un iniettore Type 4; una porta Type 1 non lo alimenterà.

Per un singolo access point su una scrivania, bastano un iniettore PoE+ e un cavo patch Cat6. Per un soffitto pieno di telecamere, uno switch PoE+ con un budget realistico e cablaggio orizzontale Cat6 è la risposta pratica. Per dispositivi da 90 W, usate 802.3bt Type 4, rame da 23 AWG e mantenete le tratte corte.