poe out что это
Стандарты питания от PoE до PoE++, внедрение и методы проверки
Power over Ethernet (PoE) представляет собой технологию, обеспечивающую подачу электрической энергии вместе с данными по сетевой инфраструктуре Ethernet. Впервые технология PoE была разработана для упрощения развертывания телефонов VoIP и исключения необходимости в дополнительном источнике электропитания на самом телефоне. С тех пор данная технология играет важную роль в увеличении числа подключенных к сети устройств, особенно в тех случаях, когда в месте установки таких устройств сложно или дорого установить дополнительные электрические розетки. Технология PoE обеспечивает расширение сетей Wi-Fi за счет использования активных точек доступа и систем IP-наблюдения за счет использования активных камер. С учетом прогнозируемого роста числа устройств IoT (Интернета вещей) в сочетании с недавно утвержденными в стандарте 802.3bt (4PPoE) более высокими уровнями мощности правильность функционирования систем PoE становится критически важной.
Когда передачу данных и подачу электропитания обеспечивает единая кабельная инфраструктура, без хорошего проектирования и правильных методов проверки многое может пойти не так. Обязательными условиями для беспрепятственного развертывания являются глубокие знания спецификаций электропитания и передачи данных для развертываемых устройств, а также понимание характеристик существующей или новой кабельной инфраструктуры, которая будет использоваться для соединения устройств и источников электропитания.
В этой статье описывается технология PoE, включая недавно принятую спецификацию IEEE 802.3bt, также называемую PoE++ или 4PPoE (PoE по четырем парам). Здесь можно будет найти ответы на следующие вопросы:
Типы оборудования PoE
Прежде чем погрузиться в рассмотрение технологии PoE, важно уяснить несколько ключевых терминов:
PSE (Power Source Equipment / Питающее оборудование)
Это устройство, которое обеспечивает подачу электропитания. Устройство PSE может быть либо End-Span, либо Mid-Span (смотрите ниже).
PD (Powered Device / Питаемое устройство)
Это устройство, получающее электропитание от системы PoE.
Источник электропитания End-Span – это обычно сетевой коммутатор или инжектор, который обеспечивает подачу электропитания от конца кабельной линии.
Источник электропитания Mid-Span – это устройство (обычно PoE инжектор), которое обеспечивает питание PoE из середины кабельной линии, и находится между сетевым коммутатором и устройством PD.
Технология PoE использует кабели типа «витая пара» для соединения между устройствами PSE и PD. Сечение и материал кабеля и соединительного оборудования (например, патч-панели) влияют на потерю мощности.
На рисунке ниже показаны конфигурации электропитания End-Span и Mid-Span для PSE. Оборудование End-Span обычно используется в новых установках, когда необходимы и другие обновления коммутатора (например, переход на технологию 1000-BaseT). Развертывание коммутатора PoE обеспечит более удобную подачу электропитания в вашей сети и добавит меньше потенциальных точек неисправностей и сложностей, чем в случае конфигурации Mid-Span.
Конфигурация Mid-Span используется, когда коммутатор, пусть и не поддерживающий технологию PoE, заменять нежелательно, а в сеть необходимо добавить только подачу электропитания, обычно с помощью PoE инжектора. При использовании абсолютно пассивного источника электропитания Mid-Span в линии передачи данных максимальное расстояния между коммутатором и устройством PD по-прежнему должно быть менее 100 метров. Некоторые источники Mid-Span могут получать электропитание от оконечного устройства PoE и работать как повторитель сигнала для увеличения расстояния между устройством PD и коммутатором за пределы установленного ограничения в 100 метров.
Типы источников PSE.
Power Source Equipment (PSE), e.g. Switch
Питающее оборудование, например, коммутатор
Powered Device (PD)), e.g. VoIP Phone
Питаемое устройство, например, телефон VoIP
Switch with no PoE
Коммутаторы без PoE
Источник PoE (устройство PSE)
Стандарты и совместимость PoE
С течением времени стандарты PoE эволюционировали, обеспечивая подачу все более высокой мощности для удовлетворения требований новых приложений. Это привело к появлению сложного многообразия продуктов PoE, как основывающихся на стандартах, так и являющихся достандартными реализациями. Эти многочисленные реализации различаются функционально, предлагаемыми уровнями напряжения, уровнями мощности, управлением подачей питания и классификацией. Из-за большого разнообразия представленного на рынке оборудования PSE и PD бремя выбора правильного оборудования и проверки совместимости ложится на потребителя. Требующие более высокой электрической мощности устройства PD, например, камеры PTZ с подогревом для систем уличного видеонаблюдения, отличаются тем, что имеют изменяющиеся требования к электропитанию, например, для режимов ожидания и активного состояния. Успешное развертывание систем PoE требует от установщика понимания этого многообразия и учета максимальной мощности, необходимой устройствам PD.
Ниже расписаны четыре типа PoE, заданные стандартом IEEE. Новый стандарт IEEE 802.3bt обеспечивает наивысший уровень максимальной мощности, подходящий для электропитания киосков и освещения. Существуют также нестандартные реализации PoE, такие как подача питания 12 или 24 В постоянного тока для камер видеонаблюдения и точек доступа конкретного производителя.
FAQ по PoE, часть 1
Что такое PoE?
Аббревиатура PoE расшифровывается как «Power over Ethernet» (питание по сети Ethernet). Но реализация технологии намного сложнее, чем при помощи кабеля с вилкой для электросети на одном конце и разъемом RJ-45 на другом, как на юмористической картинке в начале статьи. Такое простое воплощение попросту невозможно, так как большинство электронных устройств работают не на переменном, а на постоянном токе низкого напряжения: 12V, 24V, 48V и т. д. Поэтому в сети обязательно должны присутствовать устройства, выполняющие, в том числе, функции понижающего трансформатора и выпрямителя.
В сетевом кабеле (витой паре) с подключением по стандарту 100BASE-T (Fast Ethernet, 100 Мбит/с) данные передаются только по 2 парам, а остальные 2 пары остаются свободными. Однажды кто-то очень сообразительный придумал использовать эти свободные жилы для подачи электропитания на устройства. По одному LAN-кабелю техника получает и данные, и электричество. Очень удобно для тех случаев, когда оборудование нужно установить на крыше, на мачте, во дворе частного дома, то есть в тех местах, куда подводить отдельный кабель с электропитанием проблемно или дорого.
Устройства PoE
В рамках технологии различают 3 вида устройств:
PoE-потребители (PD)
Это точки доступа, IP-камеры и другая техника, в которой производитель предусмотрел возможность получать электричество по сетевому кабелю (витой паре). Часто они дополнительно имеют также стандартный разъем электропитания. В характеристиках такой техники указывается, что она поддерживает так называемое » PoE in» (входящее). Также в паспорте устройства должно быть обозначено, какой именно тип Power over Ethernet оно поддерживает.
PoE-источники (PSE)
Эти устройства подают электропитание в витую пару. Их, в свою очередь, принято разделять на конечные (endspan) и промежуточные (midspan) источники. PoE-источник, по сути, это либо конструктивно объединенные в одном корпусе блок питания для подключения к электросети + блок, который распределяет питание по проводникам витой пары, либо два этих элемента в комплекте.
Конструктивно PoE-инжектор может представлять собой PoE-блок или PoE-шнур.
PoE-адаптеры в виде блока обычно лучше, так как оснащены защитой, имеют гальваническую развязку, часто дополняются такими функциями, как удаленная перезагрузка устройства, мониторинг перегрузки, короткого замыкания и т. п.
Предназначены для организации удаленного питания в сети, если конечное устройство, которое необходимо запитать, не поддерживает технологию PoE. Сплиттеры действуют обратно адаптерам PoE: поступающие к ним по одному кабелю (витой паре) электропитание и данные они разделяют на два кабеля: отдельно электричество, отдельно данные.
PoE-сплиттер также может конструктивно представлять собой блок или шнур.
При строительстве линков может возникнуть ситуация, когда источник и потребитель PoE работают с разным напряжением, разными стандартами. Для этих случаев существует такая группа устройств, как PoE-конвертеры.
Как с помощью PoE организовать подачу питания по витой паре
Варианты подключения с использованием разных типов устройств по технологии PoE наглядно иллюстрируются этой картинкой со схемами:
Что важно знать для правильного подключения
Вот мы купили какой-то PoE-адаптер, подключили его к Ethernet и электросети, подсоединили LAN-кабель от него в точку доступа, которую хотели запитать. Кажется, просто.
Только точка доступа почему-то сгорела. С чего бы это?
Все дело в том, что на практике, чтобы правильно организовать удаленное подключение по PoE, необходимо учесть несколько важных факторов:
Эти исходные данные помогут подобрать PoE-оборудование, которое совместимо друг с другом, и рассчитать возможность удаленного электропитания в принципе.
Что такое Power over Ethernet (PoE)
P ower over Ethernet, или сокращенно PoE, — это безопасный и удобный способ доставки проводной сети и питания в одном пакете. Это удобный способ питания небольших устройств, например камер видеонаблюдения у Вас дома или на рабочем месте.
Что такое Power over Ethernet
Power over Ethernet, или сокращенно PoE, — это метод подачи питания и подключения к сети для устройства через сетевые кабели. Как и в случае с беспроводной сетью, существуют разные стандарты для различных реализаций PoE, при этом новые стандарты обеспечивают большую мощность для более требовательных устройств.
Power over Ethernet идеально подходит для питания устройств с низким и средним энергопотреблением, таких как камеры, точки беспроводного доступа, системы внутренней связи и устройства доступа без ключа, которые могут использовать как для зарядки, так и для возможности подключения по одному кабелю.
Самым ранним стандартом был 802.3af, который обеспечивал мощность постоянного тока 15,4 Вт по стандартным сетевым кабелям категорий 3 и 5. За этим последовал стандарт 802.3at, также известный как PoE+, который увеличил доступную мощность до 25,5 Вт.
Хотя оба этих стандарта все еще используются (и продаются) сегодня, 802.3bt или PoE ++ теперь могут обеспечивать мощность до 51Вт постоянного тока (тип 3) или 71,4Вт постоянного тока (тип 4) для питания гораздо более широкого диапазона устройств, использующих Cat 5 или лучше. Этот стандарт также обеспечивает поддержку 10-гигабитных проводных сетей.
Power over Ethernet использует стандартные сетевые подключения RJ45 для подачи питания и сети на одно и то же устройство.
Отличается ли PoE от Powerline Ethernet
PoE полностью отличается от Powerline Ethernet. В то время как PoE использует сетевые кабели и стандартные сетевые соединения для подачи питания, Powerline Ethernet работает несколько наоборот, вместо этого доставляя сеть по существующим линиям электропередачи.
Powerline Ethernet позволяет проложить проводную сеть без необходимости прокладывать кабели Ethernet в стене. PoE позволяет Вам питать легкие устройства, используя только те сетевые кабели, которые у Вас уже есть.
Хотя PoE, вероятно, обеспечит более высокую скорость сети, чем Powerline Ethernet, он не обеспечивает такой мощности.
Безопасно ли питание через Ethernet
Пропуск небольшого количества энергии через сетевые кабели на удивление безопасен. Поскольку PoE стандартизирован, защита от перегрузки и недостаточного питания устройств была встроена в стандарты с первых дней появления 802.3af.
PoE подает питание на сетевые кабели от 44 до 57 вольт постоянного тока для старых стандартов и от 50 до 57 для более новых. Это считается цепью низкого напряжения, при этом 120 В постоянного тока считаются «безопасным пределом» для прямого контакта.
Для работы с PoE не нужны специальные знания в области электроники. Вы можете проложить собственный сетевой кабель, подать на него питание и управлять такими устройствами, как камеры и точки доступа, без участия электрика.
PoE позволяет устройствам потреблять столько энергии, сколько они хотят. Камера, которой требуется 3Вт мощности, будет потреблять всего 3 Вт. Более насущная проблема заключается в том, что потребляемая мощность Ваших устройств PoE не превышает общую доступную мощность в сети.
Почему выбирают Power over Ethernet
Power over Ethernet невероятно удобен. Он использует те же самые базовые кабели категорий 5 и 6, которые уже могут быть в Ваших стенах. Это позволяет подключать устройства PoE в любом месте, где у Вас уже есть кабель Ethernet, при условии, что Вы остаетесь в рамках ограничений мощности сети.
Пока Ваше устройство может получать питание через Ethernet, PoE может сэкономить Вам много денег. Вы можете избежать затрат, связанных с наймом электрика и штукатура для прокладки новых линий электропередач в стене, без необходимости покраски и декорирования после этого.
У Вас также будет больше гибкости с точки зрения того, где Вы размещаете свои точки доступа, камеры или что-то еще, что Вы используете. Прокладывать кабель Ethernet может практически любой человек, и эта задача не требует каких-либо знаний в области электротехники или сертификации.
PoE также масштабируется, что позволяет Вам расти вместе с Вашей сетью. После того, как кабели проложены, Вы можете модернизировать коммутатор или инжектор PoE, если Вам нужно больше энергии. Расширение сети — это случай прокладки большего количества сетевого кабеля, что может сделать каждый.
При условии, что у Вас есть накладные расходы в сети, Вы можете добавить больше устройств позже, чтобы расширить зону покрытия CCTV или беспроводной сети.
Что Вам нужно для сети PoE
Все, что Вам нужно для сети PoE, — это кабель Ethernet и инжектор PoE. Если Вы думаете о том, чтобы пойти по этому пути, вероятно, у Вас уже есть сетевые кабели по всему дому или на рабочем месте. Если Вы этого не сделаете, подойдет любая старая Cat 5 или Cat 6.
Для небольших операций PoE, например, в домашней сети, Вам может потребоваться относительно дешевый адаптер инжектора PoE, также известный как промежуточный узел. Эти устройства получают питание от сети и вводят его в Вашу обычную сеть.
Вы можете купить относительно дешевый инжектор PoE, такой как Cudy POE300, который поддерживает старые стандарты 802.3af/at. Если Вам нужна более высокая выходная мощность для 802.3bt, Вам придется купить Pocet Industrial PoE Injector.
Для более сложной настройки, которая может обрабатывать большее количество устройств, лучше всего подойдет сетевой коммутатор, совместимый с PoE. Дешевый 8-портовый коммутатор 802.3af/at с 4 портами PoE, например TP-Link SG108PE или 4-портовый коммутатор с поддержкой 802.3bt, такой как сетевой коммутатор IPCamPower PoE.
Если Вы собираетесь приобрести камеры на целый дом, приобретите коммутатор, рассчитанный на общее количество устройств или общую потребляемую мощность Вашей сети. Если Вам просто нужно разместить камеру или точку доступа в труднодоступном месте, где отсутствует доступное электроснабжение, подумайте о промежуточном пролетном участке.
Одна из лучших особенностей PoE — это масштабируемость. После того, как кабель проложен, Вы можете обновить переходник или выключатель, чтобы добавить больше мощности, когда она Вам понадобится. После того, как у Вас есть кабели и оборудование, следующим шагом будет добавление нескольких устройств PoE в Вашу сеть.
Какие устройства можно запитать с помощью PoE
Многие устройства могут извлечь выгоду из сочетания удобства подключения и питания в одном кабеле. Телефоны VoIP являются одним из основных устройств, которые предопределили эту технологию, позволяя мобильным телефонам потреблять небольшое количество энергии от сетевого оборудования для базовых услуг телефонии.
Точки беспроводного доступа, такие как крошечный Ubiquiti AC LITE, также являются идеальными кандидатами, как и камеры видеонаблюдения, такие как Amcrest UltraHD PoE Camera. Благодаря более мощным сетям 802.3bt, более сложные камеры (например, с активным обогревом и охлаждением для суровых климатических условий) и точки беспроводного доступа большей емкости могут получать питание от сети.
Многие беспроводные интернет-провайдеры используют модемы 4G и 5G для обеспечения доступа в Интернет в домах, и эти устройства часто устанавливаются на крыше для лучшего приема. Использование низковольтного PoE может значительно упростить и удешевить установку таких устройств.
Общедоступные системы внутренней связи, подобные тем, которые используются в многоквартирных домах, также могут больше использовать PoE в будущем, поскольку сеть может обеспечить достаточно энергии для питания небольших веб-камер и микрофонов, от которых зависят эти схемы.
Другие устройства, которые могут получить выгоду от сети PoE, включают декодеры IPTV (например, в гостиницах), подключенное освещение, настенные часы, устройства доступа без ключа и клавиатуры, автомобильные и промышленные системы управления, а также киоски для точек продаж.
Вы также можете использовать разветвители PoE, такие как адаптер UCTRONICS PoE USB-C, для извлечения энергии из сети — например, 5-вольтовый USB-разъем или точку беспроводной зарядки для смартфонов и аналогичных устройств. Даже если он не поддерживает PoE, Вы можете запитать USB-устройство только через Ethernet с помощью подходящего оборудования.
Power over Ethernet особенно полезно, если Вы живете или работаете в здании, в стенах которого уже проложены кабели Ethernet.
Азы и тонкости технологии PoE
Технология PoE для питания сетевых устройств
В этой статье рассмотрим, что такое технология PoE, какие есть её разновидности, когда PoE можно использовать с вашими сетевыми устройствами и когда нельзя, и какие есть подводные камни.
Технология PoE расшифровывается как Power over Internet, что означает, что вместо использования двух проводов (привычная витая пара для передачи данных и шнура питания) можно использовать простой интернет-провод, который будет отвечать как за передачу данных, так и за подачу электричества на устройства. Эта технология значительно упрощает подключение IP-камер, IP-телефонов, точек доступа, других сетевых устройств, и просто значительно помогает в ситуации, когда поблизости нет розетки.
За исключение того, что 802.3at поддерживает также и большие мощности, отличий между 802.3at и 802.3af нет. (Иногда, правда, для 802.3af может использоваться category 3 кабеля, в то время как для 802.3at только category 5, но это редко играет какую-то роль) Другое дело passive PoE, которое хуже стандартизированных 802.3af/at во всём, но стоит значительно дешевле, чем инжекторы и коммутаторы 802.3 af/at стандартов. Passive PoE имеет множество недостатков в том числе и весьма неприятных, так что приведём сравнение Passive PoE и более продвинутых 802.3af/at аналогов.
802.3 af/at vs Passive PoE
Passive PoE небезопасен. Первое о чём стоит упомянуть, сравнивая две реализации, это то, что Passive PoE значительно менее безопасная технология. 802.3at и 802.3af при подключении всегда проверяют, подключено ли к ним устройство, поддерживающее данную технологию. Они подают на подключаемое устройство сигнал, и, если ответа с устройства не приходит, то они просто не подадут напряжение. Passive PoE же очень проста и не имеет в себе никаких дополнительных возможностей управления, потому подаёт напряжение немедленно после получения питание. Это может привести к тому, что при подключении провода с подключенным Passive PoE к устройству, для этого не предназначенное, устройство может не заработать, выйти из строя или вовсе сгореть. Ситуацию осложняет то, что стандартизация для Passive PoE отсутствует, поэтому каждый производитель использует разные напряжения и полярности. По этой же причине, подключая Passive PoE к роутерам, ни в коем случае не следует путать порт, принимающий напряжение и LAN.
Дальность питания по проводу
Как известно, по мере прохождения сигнала по проводу, полезный сигнал постепенно рассеивается. То же самое происходит и с питанием. Passive PoE не всегда способен подавать питание на расстояния до 100 метров, поскольку PoE-инжектор подаёт на провод не изменяющиеся 12В, 24В или 48В. С расстоянием напряжение падает, и PoE-устройство не всегда получает необходимое напряжение, особенно на больших расстояниях. 802.3af/at обладают же управляемым напряжение, и гарантированно подают питание необходимой можности на расстоянии до 100 метров.
Тут следует добавить, что в случае, когда надо подать напряжение дальше, чем на 100 метров, в распоряжении 802.3at/af имеются специальные PoE-удлинители, которые восстанавливают напряжение и полезный сигнал, и являются чем-то вроде PoE-коммутаторов, но всего лишь с одним портом, например, модель PEXT-E. A модель PEXT 1/4 позволяет не только удлинить PoE-провод, но и разделить его на 4 разных провода с PoE, играя таким образом роль своеобразного сплитера.
Использование жил для данных и питания
Витая пара использует 4 жилы для подачи питания (питание идёт по тем же жилам, что и данные). Стандарты 802.3at/af поддерживают два варианта подачи напряжения. По 1/2 3/6 жилам (бело-оранжевый, оранжевый, бело-зелёный и зелёный провода соответственно), либо по 4/5 7/8 (синий, бело-синий, бело-коричневый, коричневый). IP-камеры с поддержкой данных технологий, будет работать при подаче питания, как одним, так и другим способом. Как подавать питание решает PoE-коммутатор или инжектор.
Passive PoE поддерживат только 4/5 7/8 вариант. То есть из восьми жил 4 использованы для питания, а ещё 4 передают полезный сигнал. Поскольку гигабитные порты используют сразу все 4 пары для передачи данных, использование Passive PoE вместе с ними представляет дополнительную проблему.
802.3af/at обладает функциями управления питанием
В то время, как для Passive PoE функции управления отсутствуют полностью. 802.3af/at функции управления могут быть задействованы с помощью PoE-инжекторов или коммутаторов. Возможно включение/отключение по расписанию, перезапуск устройства, контроль и мониторинг потребляемой устройством мощности.
Вариации Passive PoE
Как уже было сказано, разные производители реализуют Passive PoE по-своему. Вот примеры Passive PoE, используемых Ubiquiti, MikroTik и Dahua.
Ubiquiti и Dahua реализовали в своих инжекторах напряжение 24В, но у производителей разная полярность, так что будьте бдительны.
MikroTik может использовать самые разнообразные напряжения, начиная от 8В и до 30В
К всему вышесказанному следует добавить, что бывают исключения. Некоторые инжекторы позволяют осуществлять подачу как пассивного PoE, так и 802.3 af. Кроме того существуют ещё и PoE-конверторы, позволяющие преобразовать один тип PoE в другой. Особое место занимает Ubiquiti PoE Fiber, который позволяет подключать устройства через оптоволокно.
Будущее
В данный момент разрабатываются новые стандарты PoE, которые позволят, например, подавать питание сразу по всем 4-ым витым парам. Все эти стандарты (например, 802.3bt) являются логическим продолжением 802.3af/at стандартов, так что интернет-магазин ipboom советует вам следить за новостями. Passive PoЕ же не имеет определённого вектора, стандартизации не ожидается и каждый производитель продолжает делать по-своему.
Таким образом 802.3 af устройство может быть запитано от 802.3at/af инжекторов или коммутаторов, либо от инжектора Passive PoE на 48В. От инжекторов в 12В, 24В, PoE-порта MikroTik или его инжектора (те из них, которые подают Passive PoE), коммутатора Dahua запитывать 802.3 af устройство нельзя. 12В допустимо подавать только на порт Jack. И вообще при использовании Passive PoE следует быть максимально осторожным.
Технология PoE очень важна в мире коммуникаций, находит всё больше применений. Интернет-магазин ipboom постарался не только рассказать об основных телекоммуникационных технологиях, но также и обозначить возможные подводные камни и тонкости. Также вы можете подробно прочитать про линейку устройств PowerTone, предназначенную специально для работы с PoE.