Power over Ethernet: standardy PoE, PoE+ i PoE++

Power over Ethernet dostarcza zasilanie DC i dane tym samym kablem skrętką. Standardy IEEE 802.3 definiują trzy generacje: 802.3af (PoE, Type 1), 802.3at (PoE+, Type 2) oraz 802.3bt (PoE++, Type 3 i Type 4). Każdy określa poziom mocy na porcie switcha i niższy gwarantowany poziom w zasilanym urządzeniu, ponieważ sam kabel traci energię w postaci ciepła. Wybór właściwego standardu, switcha i kabla decyduje o niezawodnym działaniu łącza.

Trzy standardy PoE i ich poziomy mocy

802.3af powstał w 2003 roku i obejmuje większość telefonów VoIP, prostych kamer IP i punktów dostępowych. 802.3at z 2009 roku mniej więcej podwaja budżet portu i pasuje do kamer PTZ, dwuzakresowych punktów dostępowych i wideotelefonów. 802.3bt z 2018 roku wykorzystuje wszystkie cztery pary i osiąga 60 W lub 90 W na porcie — wystarczająco dla punktów dostępowych o dużej mocy, małych wyświetlaczy i systemów sterowania budynkiem.

Różnica między wartościami na porcie i w urządzeniu to nie margines marketingowy. To najgorszy dopuszczalny przypadek strat w kanale przy pełnym prądzie. Urządzenie o znamionowym poborze 25,5 W na łączu 802.3at może pobierać tę moc w sposób ciągły; switch musi na nie zarezerwować 30 W.

Jak dobrać switch PoE

Switch PoE ma całkowity budżet mocy współdzielony między portami. Każdy port może być zdolny do 30 W, ale cały switch może dostarczyć wystarczająco tylko dla kilku takich urządzeń jednocześnie. Sumuj wartości poboru urządzeń, a nie maksima portów, i zostaw zapas na skoki rozruchowe.

Iniektor PoE dodaje zasilanie do jednego łącza ze switcha bez PoE. Siedzi między switchem a urządzeniem i wstrzykuje moc na pary zapasowe lub pary danych. Switch PoE zasila swoje porty bezpośrednio i negocjuje z każdym urządzeniem. Dla jednego lub dwóch urządzeń iniektor jest prostszy; dla ściany kamer lub punktów dostępowych switch PoE jest czystszy i łatwiejszy w zarządzaniu.

Pasywne (niestandardowe) iniektory to pułapka. Pomijają negocjację i podają na kabel stale 24 V lub 48 V. Urządzenie, które nie oczekuje takiego napięcia, może zostać uszkodzone. Pasywnych iniektorów używaj tylko ze sprzętem wyraźnie do nich przeznaczonym.

Wybór kabla do PoE o dużej mocy

PoE zachowuje limit Ethernetu 100 m (328 ft), więc obowiązują te same zasady maksymalnej długości kabla Ethernet. Wraz z wyższą mocą zmienia się ciepło. Kable w wiązkach przewodzące prąd nagrzewają się, a cieńsze przewody nagrzewają się bardziej.

• Miedziany Cat6 lub Cat6a 23 AWG nagrzewa się mniej niż cieńszy kabel.
• Cat5e to zwykle 24 AWG i działa z 802.3af i 802.3at, ale dla 802.3bt Type 4 większy przewód jest bezpieczniejszym wyborem.
• Aluminium powlekane miedzią (CCA) nigdy nie powinno przewodzić PoE. Ma wyższą rezystancję, jest kruche przy zginaniu i wytwarza więcej ciepła pod obciążeniem.
• Miedź jednodrutowa jest do przebiegów poziomych; miedź linkowa do kabli krosowych, które się zginają.

Strona kategorie kabli Ethernet obejmuje pełny zakres od Cat5e do Cat8. W większości zastosowań PoE Cat5e vs Cat6 vs Cat6a sprowadza się do ciepła, zapasu i przyszłej prędkości, a nie do tego, czy PoE w ogóle zadziała.

Co idzie nie tak

Pasywne iniektory z niewłaściwym urządzeniem. Pasywny iniektor 48 V podłączony do urządzenia oczekującego negocjacji 802.3af może zniszczyć jego wejście. Jeśli urządzenie nie deklaruje obsługi pasywnego PoE, nie używaj pasywnego iniektora.

Zbyt mały budżet switcha. Switch z całkowitym budżetem 60 W nie obsłuży czterech portów 30 W przy pełnym obciążeniu. Albo odmówi zasilenia czwartego urządzenia, albo odłączy wszystkie. Sumuj pobory urządzeń i porównuj z wartością całkowitą switcha, a nie z wartością na port.

Kabel CCA pod PoE. Aluminium powlekane miedzią nie spełnia standardów kategorii TIA. Pod PoE nagrzewa się bardziej i może zawieść na złączu. Kabel kategorii to miedź jednodrutowa lub linkowa.

Długie przebiegi przy dużej mocy. Limit 100 m wynika ze strat sygnału i czasów, a PoE go nie wydłuża. Przebieg 90 m przy 90 W traci w kablu więcej energii niż krótki, a urządzenie może otrzymać mniej niż swoje napięcie znamionowe. Trzymaj przebiegi w granicach kanału i preferuj 23 AWG dla Type 4.

Przerwane lub nieuziemione ekrany. System ekranowany wymaga ekranowanych gniazd, wtyków i paneli krosowych oraz uziemienia przez sprzęt. Ekran przerwany lub nieuziemiony nie daje korzyści i może zbierać zakłócenia.

Pomylone pary. 802.3af i 802.3at używają dwóch par; 802.3bt używa wszystkich czterech. Kabel z rozdzieloną parą lub złym zarobieniem może przepuszczać dane z małą prędkością, ale zawieść pod prądem PoE. Tester ciągłości wykrywa przerwy i zwarcia; tylko tester certyfikujący potwierdzi, że łącze spełnia limity Cat6 lub Cat6a.

Dopasowanie standardu do urządzenia

Sprawdź etykietę lub kartę danych urządzenia, aby poznać jego klasę PoE. Urządzenie oznaczone 802.3af będzie działać z portu 802.3at lub 802.3bt, ponieważ wyższy standard jest zgodny wstecz. Urządzenie oznaczone 802.3bt Type 4 wymaga portu Type 4 lub iniektora Type 4; port Type 1 go nie zasili.

Dla pojedynczego punktu dostępowego na biurku wystarczy iniektor PoE+ i kabel krosowy Cat6. Dla sufitu pełnego kamer praktycznym rozwiązaniem jest switch PoE+ z realistycznym budżetem i okablowaniem poziomym Cat6. Dla urządzeń 90 W użyj 802.3bt Type 4, miedzi 23 AWG i trzymaj przebiegi krótko.