PoE - IEE 802.3af és IEE 802.3at

PoE - bevezetés
PoE (Power over Ethernet) a neve számos módszernek, amelyek lehetővé teszik a hálózati berendezések meghajtását UTP/FTP kábel segítségével. Így lehetőség van a különböző eszközök, többek között kamerák, telefonok, kapcsolók, hozzáférési pontok, stb. megtáplálására. 2003-ban létrehozták az IEEE 802.3af PoE szabványt, amit bővítettek 2009-ben 802.3at. A 802.3at különbözik az első típustól ( 802.3af), mivel a második típus maximális továbbított teljesítménye 30 W, ez közel kétszer magasabb. A második típus alkalmas a kamerák, nagy teljesítményű IR megvilágítók, IP telefonok, kis hálózati nyomtatók stb. megtáplálására.
A kétféle típusú PoE összehasonlítása:
Feature/standard802.3af (802.3at type 1 )802.3at type 2 (POE+)
Output power of power supply [W]15.4030.00*
Minimum power available for the powered device [W]12.9525.5*
Output voltage of power supply [V]44...5750...57
Supplying voltage available at the powered device [V]37...5742.5...57
Max current [mA]350600
Ethernet compatibility
10BASE-T, 100BASE-TX
and 1000BASE-T
10BASE-T, 100BASE-TX
and 1000BASE-T
Range [m]100100
CablingUTP/FTP min. cat. 3UTP/FTP min. cat. 5
* Egyes vállalatok kifejlesztettek olyan megoldásokat, amelyek a tápfeszültséget mind a 4 pár UTP/FTP kábelen (például a Cisco UPOE) továbbítják. Lehetővé teszik a tápegységek kimeneti teljesítményét 60 W-ra emelni, és az energiafelhasználást a motoros eszközöknél 51 W-t is biztosítani.
A PoE technológia előnyei:
  • tápfeszültség és az adatok egyetlen kábelen keresztül történő továbbítása, csökkenti a kábelezési és telepítési költségeket
  • legalább 100 m-es hatótávolság (megfelelő kábelezés esetén)
  • magas biztonság és megbízhatóság - a tipikus körülmények miatt az áramütés veszélye nem magas (a feszültség 60 V alatt van), valamint a technológia magában foglalja az automatikus tesztelési eljárásokat
  • az eszközök védelme nem egyezik meg a szabvánnyal
  • könnyű telepítés
  • visszafelé is kompatibilis a régebbi verziókkal
Felépítése
A helytől függően az átviteli út, ahol a megtáplálás párosul az adatokkal, a tápfeszültség bejuttatása a készülékek számára 2 csoportra tagolódhat: PoE kapcsolók (endspam) és PoE adapterek (midspam).
Az átvitt teljesítménytől és az adatátviteli sebességtől függően a 802.3at szabvány két változatot is magában foglal:
  • 1. típus - az olyan eszközök, amelyek a 802.3af-nek megfelelnek és a teljesítmény átvitele két pár min. Cat.3-as kategóriájú kábelen történik, a maximális kimeneti teljesítménye 12,95 W
  • 2. típus - maximális kimeneti teljesítménye 30 W és a továbbítás min. Cat.5 kábelen történik
A szabvány meghatároz továbbá még kétféle típusú PoE megoldást:
  • A lehetőség - a megtáplálás a küldött adatokkal együtt az 1/2 és 3/6 párokon
  • B lehetőség - a megtáplálás a 4-5 és 7-8 érpárokon küldve (nem Fast Ethernet hálózatok esetén a Gigabit Ethernet párok egyaránt használják az adatok és a táp továbbítását).
A tápegység alkalmazható mindkét, vagy csak az egyik PoE típushoz, miközben megfelel a szabványnak. Tehát a meghajtott készüléknek támogatnia kell mindkét módot, de mint kiderült, a gyakorlatban nem minden készülék felel meg a szabványnak teljes mértékben. Ez oka lehet néhány PoE tápegység kompatibilitás hiányának.
PoE switch bekötési rajza (endspan) és egy 802.3af (1. típusú 802.3at) tápellátású készülék.
A opció - lila szín, B opció - sárga szín.
PoE tápfeladó bekötési rajza (midspan) és egy 802.3af (802.3at 1. típus) megtáplálású készülék.
A opció - lila szín, B opció - sárga szín.
PoE switch bekötési rajza (endspan) és egy 802.3at 2. típusú (PoE +) megtáplálású készülék.
A opció - lila szín, B opció - sárga szín.
PoE injektor bekötési rajza (midspan) és egy 802.3at 2. típusú (PoE +) megtáplálású készülék.
A opció - lila szín, B opció - sárga szín.
Tesztelési eljárások és az eszközök megtáplálási osztályai
PoE szabvány optimalizálva lett a biztonság szempontjából. Amellett, hogy feszültségtartománya biztonságos, az eszközöknek a bevezetett eljárásoknak megfelelően kell kommunikálni. Mielőtt biztosítja a tápfeszültséget, a PoE tápegység teszteli a kapcsolatot. Az áram milliamperben korlátozott és alkalmazását meghatározza a PoE aktuális típusát, amely megvalósítja az eszköz megtáplálását (a jellemző ellenállás körülbelül 25 kΩ, segítségét használva erre a célra a készülékben). Ezen felül ez az eljárás lehetővé teszi a vonal folytonosságának az ellenőrzését.
A berendezések választható osztályozása, amelyek megfelelnek a 802.3af szabványnak hasznos információkat szolgáltatnak a megtáplálási előírásoknak. Ez alapja a folyó áram mérésének, amikor a kapcsolatot tesztelik. A berendezés besorolása az alábbiak szerint a következő:
OsztályTápegység kimenő teljesítménye (PSE) [W]A megtáplálást igénylő eszköz energiaigénye(PD) 
[W]
015,4 0,44 -12,95 
14,0 0,44 - 3,84 
27,0 3,84 - 6,49 
315,4 6,49 - 12,95 
430 12,95 - 25,5 
A 802.3at szabványnak megfelelő eszközök is kommunikálnak egy másik a Layer-2 tápellátási protokollt használóval a fokozott energia elosztás számára, LLDP-MED (a protokoll kiterjesztett változata az automatikus felismerésű eszközöknek). Ilyen kommunikációt lehetséges meghatározni a tényleges teljesítmény igény számára 1.11W pontossággal. A tápegység a villamos energia igény információkat rendszeres időszakokban továbbítja.
PoE 802.3af és 802.3at tápegység
  • PSA16U-480 M1890 (802.3af)
PoE tápegység PSA16U-480
  • Az ULTIPOWER switches (azek a modellek megfelelőek a 802.3af vagy 802.3at szabvánnyal)
Gigabit Ethernet Adapter TP-LINK TG-3468 PCI-E
PoE Switch ULTIPOWER 2216af
Nem szabványos megoldások - passzív PoE
A passzív PoE tápfeladó és a meghajtott eszköz kapcsolási rajza
Passzív PoE továbbítja a tápfeszültséget a kiválasztott vezetékeken, UTP/FTP kábelen keresztül. A tápfeszültség közvetlenül csatlakoztatható az áramellátást igénylő eszközhöz vagy egy speciális adapteren keresztül. Nincs kommunikáció a táp és a meghajtott készülék között - a megtáplálás folyamatos. A vezetékeket általában a B opció szerint használjuk IEEE 802.3af (a 4/5 (+) szabad párokat használva és a 7/8 (-) a 10/100 Mbps Ethernet-hálózatokban).
Vannak olyan tápberendezések, amelyek működhetnek Gigabit Ethernet hálózatokban. Az általuk használt transzformátorok lehetővé teszik a tápfeszültséget az adatokkal együtt továbbítani (mint az A opcióban 802.3af).
Meg kell jegyezni, hogy a passzív PoE megoldások nem kompatibilisek a 802.3at szabvánnyal, és nem ajánlottak professzionális hálózatokban.
Passzív PoE berendezések
Egy példa a passzív PoE megoldásra egy CCTV-hálózatban
  • 16-portos Passzív PoE panel POEP1611B M1611 ( 48V/120W tápegységgel)
    A PoE panel ajánlott a RACK szekrényekhez.
16-portos passzív PoE panel: POE P1611B (48V/120W tápegységgel)
16-portos PoE adapter
M1611
  • POE084832 M18278 tápegység.
    A 8 kimenet biztosítékokkal vagy PTC-vel védett (választható). A kimeneti feszültség állítható 45.6V ... 52,8 VDC tartományon belül, amely kompenzálja a feszültségesést a kábelen.
(Impulse Type) Regulated DC Power Supply Adapter ZL 12V/3A for CCTV cameras
PoE kapcsoló üzemű tápegység POE084832 M18278
  • PoE fuffer tápegység POE084824B M1858.
    A 8 kimenet védett biztosítékokkal vagy PTC-vel (választható). A tápegység állandó feszültséget szolgáltat az AC bemeneti feszültség alakításával, vagy a villamos hálózat kimaradása esetén négy 12 VDC akkumulátor segítségével.
PoE Puffer tápegység: POE084824B (54VDC, 8x0.3A)
A tápegység négy akkumulátorral