Power over Ethernet: PoE, PoE+ och PoE++ standarder

Power over Ethernet levererar likström och data över samma partvinnade kabel. IEEE 802.3-standarderna definierar tre generationer: 802.3af (PoE, Typ 1), 802.3at (PoE+, Typ 2) och 802.3bt (PoE++, Typ 3 och Typ 4). Var och en anger en effektnivå vid switchporten och en lägre garanterad nivå vid den strömförsörjda enheten, eftersom kabeln själv förlorar energi som värme. Att välja rätt standard, switch och kabel är det som gör att en länk fungerar tillförlitligt.

De tre PoE-standarderna och deras effektnivåer

802.3af kom 2003 och täcker de flesta VoIP-telefoner, enkla IP-kameror och trådlösa accesspunkter. 802.3at, från 2009, fördubblar i stort sett portbudgeten och passar pan-tilt-zoom-kameror, accesspunkter med dubbla radioenheter och videotelefoner. 802.3bt, från 2018, använder alla fyra par och når 60 W eller 90 W vid porten, tillräckligt för hög effekt accesspunkter, små skärmar och byggnadsstyrning.

Skillnaden mellan port- och enhetssiffror är inte marknadsföringsmarginal. Det är den värsta tillåtna förlusten i kanalen vid full ström. En enhet klassad till 25,5 W på en 802.3at-länk kan dra det kontinuerligt; switchen måste budgetera 30 W för den.

Hur man dimensionerar en PoE-switch

En PoE-switch har en total effektbudget som delas mellan dess portar. Varje port kan klara 30 W, men switchen som helhet kanske bara levererar tillräckligt för några sådana enheter samtidigt. Addera enheternas förbrukningssiffror, inte portmaximumen, och lämna sedan utrymme för startströmstötar.

En PoE-injektor tillför effekt till en länk från en icke-PoE-switch. Den sitter mellan switchen och enheten och injicerar effekt på de lediga paren eller dataparen. En PoE-switch strömförsörjer sina portar direkt och förhandlar med varje enhet. För en eller två enheter är en injektor enklare; för en vägg av kameror eller accesspunkter är en PoE-switch renare och enklare att hantera.

Passiva (icke-standardiserade) injektorer är fällan. De hoppar över förhandlingen och lägger 24 V eller 48 V på kabeln kontinuerligt. En enhet som inte förväntar sig den spänningen kan skadas. Använd endast passiva injektorer med utrustning som uttryckligen är konstruerad för dem.

Kabelval för hög effekt PoE

PoE behåller Ethernet-gränsen på 100 m (328 ft), så samma maximala Ethernet-kabellängd regler gäller. Det som förändras med högre effekt är värmen. Kablage i buntar som leder ström värms upp, och tunnare ledare värms mer.

• 23 AWG Cat6 eller Cat6a koppar går svalare än tunnare kabel.
• Cat5e är vanligtvis 24 AWG och fungerar för 802.3af och 802.3at, men för 802.3bt Typ 4 är den grövre ledaren det säkrare valet.
• Kopparklädd aluminium (CCA) bör aldrig leda PoE. Det har högre resistans, är sprött vid böjning och producerar mer värme under belastning.
• Massiv koppar är för horisontella dragningar; tvinnad koppar är för patchkablar som böjs.

Sidan Ethernet-kabelkategorier täcker hela utbudet från Cat5e till Cat8. För de flesta PoE-arbeten handlar Cat5e vs Cat6 vs Cat6a om värme, utrymme och framtida hastighet, inte om huruvida PoE kommer att fungera överhuvudtaget.

Vad som går fel

Passiva injektorer på fel enhet. En passiv 48 V-injektor på en enhet som förväntar sig 802.3af-förhandling kan förstöra enhetens ingång. Om enheten inte anger att den accepterar passiv PoE, använd inte en passiv injektor.

Underdimensionerad switchbudget. En switch med en total budget på 60 W kan inte driva fyra 30 W-portar vid full belastning. Den kommer antingen att vägra strömförsörja den fjärde enheten eller stänga av alla. Addera enheternas förbrukning och jämför med switchsens total, inte dess siffra per port.

CCA-kabel under PoE. Kopparklädd aluminium uppfyller inte TIA-kategoristandarder. Under PoE går den varmare och kan brista vid kontakten. Kategorikabel är massiv eller tvinnad koppar.

Långa dragningar vid hög effekt. 100 m-gränsen sätts av signalförlust och timing, och PoE förlänger den inte. En 90 m-dragning vid 90 W förlorar mer energi i kabeln än en kort, och enheten kan se mindre än sin märkspänning. Håll dragningar inom kanalgränsen och föredra 23 AWG för Typ 4.

Trasiga eller ojordade skärmar. Ett skärmat system kräver skärmade uttag, kontakter och patchpaneler, och jordning genom utrustningen. En skärm som är trasig eller inte jordad ger ingen fördel och kan plocka upp brus.

Förväxling av par. 802.3af och 802.3at använder två par; 802.3bt använder alla fyra. En kabel med ett delat par eller en dålig terminering kan klara data vid låg hastighet men misslyckas under PoE-ström. En kontinuitetstestare hittar avbrott och kortslutningar; en certifieringstestare är det enda sättet att bevisa att en länk uppfyller Cat6- eller Cat6a-gränser.

Att matcha standarden mot enheten

Kontrollera enhetens etikett eller datablad för dess PoE-klass. En enhet märkt 802.3af kommer att fungera från en 802.3at- eller 802.3bt-port, eftersom den högre standarden är bakåtkompatibel. En enhet märkt 802.3bt Typ 4 behöver en Typ 4-port eller en Typ 4-injektor; en Typ 1-port kommer inte att driva den.

För en enda accesspunkt på ett skrivbord räcker en PoE+-injektor och en Cat6-patchkabel. För ett tak fullt av kameror är en PoE+-switch med en realistisk budget och Cat6 horisontell kabeldragning det praktiska svaret. För 90 W-enheter, använd 802.3bt Typ 4, 23 AWG koppar, och håll dragningarna korta.