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.
Тройной версус: сравнение PoE, PoE+ и UPoE (PoE++)
PoE
Что такое PoE?
Преимущества PoE очевидны:
Хорошо, а что такое PoE +?
Обновлением PoE явился стандарт IEEE 802.3at, широко известный в узких кругах как PoE+. Основное различие между 802.3af (PoE) и 802.3at (PoE+) состоит в том, что поддерживающие PoE+ PSE-устройства могут обеспечить почти вдвое большую мощность по одному Ethernet-кабелю, а именно 30 Вт.
Из последнего следует одна из не самых приятных новостей по этому поводу — это то, что PoE+ PSE-устройства могут подавать питание как на PoE, так и на PoE+ PD-девайсы, а вот просто PoE PSE могут подавать питание только на PoE PD. Для PoE+ PD требуется больше энергии, чем могут обеспечить PoE PSE.
А про UPoE не забыли рассказать?
В 2014 году Cisco показалось мало и она создала еще одну нестандартную реализацию PoE, которая называется Universal Power over Ethernet (UPoE), так же проходившая по делу как PoE++. И уж её максимальная мощность составляет целых 60 Ватт!
Cisco Universal Power-Over-Ethernet (UPoE) расширяет стандарт IEEE Power-over-Ethernet-Plus (PoE+), удваивая мощность на порт до 60 Вт. Он обеспечивает отказоустойчивую сетевую мощность для широкого спектра устройств, включая терминалы виртуальных рабочих столов, IP-маршрутизаторы, компактные свичи, шлюзы, светодиодные индикаторы, точки беспроводного доступа и IP-телефоны.
Допустим. А как выбрать PoE, PoE+ или UPoE?
А по параметрам. А параметры в таблицах. А таблицы в статье. А статья в Netstore.su
Таблица 1. Сравнение PoE, PoE+ и UPoE.
| Показатель | PoE | PoE+ | UPoE |
|---|---|---|---|
| Доступная мощность для PD | 12.95 Вт | 25.50 Вт | 51 Вт |
| Максимальная мощность, получаемая от PSE | 15.40 Вт | 30.0 Вт | 60 Вт |
| Минимальный требуемый тип кабеля | Cat 3 | Cat 5 | Cat 5 |
Таблица 2. Сравнение параметров PoE.
| Показатель | 802.3af (802.3at Type 1) “PoE” | 802.3at Type 2 “PoE+” | 802.3bt Type 3 “4PPoE” | 802.3bt Type 4 |
|---|---|---|---|---|
| Доступная мощность для PD | 12.95 Вт | 25.50 Вт | 51 Вт | 71 Вт |
| Максимальная мощность, получаемая от PSE | 15.40 Вт | 30.0 Вт | 60 Вт | 100 Вт |
| Диапазон напряжения (на PSE) | 44.0–57.0 В | 50.0–57.0 В | 50.0–57.0 В | 52.0–57.0 В |
| Диапазон напряжения (на PD) | 37.0–57.0 В | 42.5–57.0 В | 42.5–57.0 В | 41.1–57.0 В |
| Максимальный ток, Imax | 350 mA | 600 mA | 600 mA на пару | 960 mA на пару |
| Максимальное сопротивление кабеля между двумя устройствами | 20 Ω (Cat 3) | 12.5 Ω (Cat 5) | 12.5 Ω | 12.5 Ω |
| Управление питанием | Три уровня мощности (1-3), согласованные по сигнатуре | Четыре уровня класса мощности (1-4), согласованные по сигнатуре или шагами по 0,1 Вт, согласованными по LLDP | Шесть уровней класса мощности (1-6), согласованные с помощью сигнатуры или шагами по 0,1 Вт, согласованными по LLDP | Восемь уровней класса мощности (1-8), согласованные по сигнатуре, или шагами по 0,1 Вт, согласованными по LLDP |
| Понижение максимальной рабочей температуры кабеля | Нет | 5 °C (9 °F) с активным одномодом (две пары) | 10 °C (20 °F) если более чем половина подключённых на Imax | 10 °C (20 °F) |
| Поддерживаемые типы кабеля | Cat 3 and Cat 5 | Cat 5 | Cat 5 | Cat 5 |
| Поддерживаемые режимы | Mode A (endspan), Mode B (midspan) | Mode A, mode B | Mode A, mode B, 4-парный режим | 4-парный режим |
Всем хорошей мощности в устройства!
Ultimate Hardcore PoE
FAQ по PoE, часть 2
Сегодня мы разберем:
Стандарты и типы PoE
Технология PoE на данный момент существует в нескольких, кардинально отличающихся видах. Почему так произошло?
К тому времени, как ребята из IEEE решили стандартизировать технологию, а произошло это не сразу после ее появления, некоторые корпорации уже изобрели свои собственные реализации PoE. Cisco, к примеру, еще в 2000 году представила питание устройств по витой паре.
В итоге на данный момент PoE существует в нескольких вариантах:
Реализация питания по витой паре в устройствах может различаться по типу распиновки. А также, в зависимости от напряжения, подаваемого на порт, существует несколько классов PoE.
Все эти данные должны быть указаны в паспорте производителя и помогают правильно подобрать оборудование для проекта.
Главное преимущество PoE-источников, которые поддерживают эти стандарты, это интеллектуальная схема работы. Она позволяет избежать порчи оборудования, продлить срок его службы, сэкономить потребляемую энергию.
Прежде чем подать питание на подключенное устройство, активный PoE-источник (коммутатор или адаптер) стандарта 802.3af/at проводит согласование с ним и устанавливает:
Параметры
| Характеристика | Стандарт 802.3af | Стандарт 802.3at (PoE+, PoE plus) |
| Диапазон напряжения постоянного тока на питаемом устройстве | от 36 до 57 V (номинальное 48V) | от 42,5 до 57 V |
| Диапазон напряжения, выдаваемого источником | от 44 до 57 V | от 50 до 57 V |
| Максимальная мощность PoE-источника | 15,4 Вт | 30 Вт |
| Максимальная мощность, получаемая PoE-потребителем | 12,95 Вт | 25,50 Вт |
| Максимальный ток | 350 mA | 600 mA |
| Максимальное сопротивление кабеля | 20 Ом (для cat.3) | 12,5 Ом (для cat.5) |
| Классы питания | 0-3 | 0-4 |
Классы питания
Самым распространенным является 1 класс питания.
Passive PoE
Его особенность в том, что источник Passive PoE не опрашивает питаемое устройство и не согласовывает мощность. По свободным проводникам витой пары просто подается постоянное напряжение. Поэтому, если соединить источник PoE и потребитель, несовместимые друг с другом, оборудование может сгореть: сразу или через некоторое время, в результате постоянного перегрева и подгорания плат.
Некоторые производители дополняют технологию Passive PoE полезными функциями. Например, PoE out в устройствах MikroTik способно определять, подключено ли к питаемому порту устройство, выявлять, нет ли перегрузки или короткого замыкания. Кроме того, функциями PoE на большинстве устройств MikroTik можно управлять: включать, отключать их на портах, менять режим и т. п. Речь, конечно идет не о простеньких PoE-шнурах, а о реализации PoE в роутерах, коммутаторах и другом оборудовании производителя.
Источники Passive PoE довольно широко варьируются по напряжению, мощности, силе тока. Чаще всего производители выпускают их под свое оборудование, поэтому в каждом отдельном случае нужно подбирать PoE-источник под конкретные потребности.
Типы распиновки
Для стандарта 802.3af
Тип А. И электричество, и данные подаются по жилам 1, 2, 3, 6. Жилы 5, 7, 8 не используются.
Тип B. Для подачи электропитания используются жилы 4, 5, 7, 8. Данные передаются по остальным.
Для стандарта 802.3at
Применяется только тип B. Использование распиновки типа A запрещено стандартом.
В большинстве случаев подача электропитания осуществляется по проводникам 4, 5, 7, 8 (как в типе B стандарта 802.3af).
(картинка увеличивается по клику).
Существует также распиновка по третьему типу, когда для подачи питания задействуются все жилы стандартного четырехпарного кабеля, но она встречается реже, обычно в фирменных реализациях PoE, например, UPOE от Cisco.
Если с обеих сторон сети вы устанавливаете оборудование с поддержкой стандартов 802.3af/802.3at, то тип распиновки, фактически не имеет значения, так как устройство-потребитель PoE по стандарту может работать с любой из них. Однако если речь идет о совмещении оборудования разных стандартов, это может быть важным.
Кабель для PoE
От качества кабеля напрямую зависит качество PoE, и то, на какую расстояние его можно провести. Витую пару необходимо подбирать:
Отлично подойдут для линка с PoE, к примеру:
Длина PoE
Согласно стандартов 802.3af и 802.3at длина кабеля для PoE заявляется равной 100 метрам. Однако на практике максимальная длина витой пары PoE зависит от многих факторов, в том числе заранее неизвестных:
Со скидкой на перегибы и прочее максимальная длина кабеля PoE желательна не более 75 метров. Однако с действительно качественным кабелем, того же Одескабель, к примеру, можно сделать и больший пролет.
Если же мы говорим о Passive PoE, то здесь длина может быть меньше, вплоть до 30-60 метров. Расчет линии надо проводить с учетом:
Бюджет мощности PoE
При расчете бюджета PoE нужно:
Надеемся, что информация была вам полезной 🙂
Статья может со временем дополняться новыми сведениями.
Стандарты и типы PoE
Power over Ethernet (PoE) — технология, позволяющая передавать удалённому устройству электрическую энергию вместе с данными через стандартную витую пару в сети Ethernet. Данная технология предназначается для IP-телефонии, точек доступа беспроводных сетей, IP-камер, сетевых концентраторов и других устройств, к которым нежелательно или невозможно проводить отдельный электрический кабель.
Технология PoE описана стандартами IEEE 802.3af-2003 и IEEE 802.3at-2009. Существует несколько вариантов этой технологии, предшествующих первому стандарту, но они мало распространены.
Сегодня существует несколько видов технологии PoE и все они существенно отличаются. Причина этого в следующ
ем. Когда IEEE все же решили перейти к стандартизации PoE технологии, прошло уже много времени после ее появления, а многие корпорации уже разработали и внедрили собственные решения PoE. Как пример, Cisco еще в далеком 2000-ом году представили реализацию питания по витой паре. Но даже после стандартизации IEEE 802.3af аж в 2003 году, а IEEE 802.3at в 2009-ом производители продолжают внедрять новые разработки в PoE. В основном из-за дороговизны полноценных стандартов 802.3af и 802.3at, а ведь клиентов все чаще нужны бюджетные решения.
Как результат существует несколько вариантов PoE:
– стандарт 802.3af,
– стандарт 802.3at,
– фирменные частные стандарты, из них наиболее известен в мире Passive PoE.
802.3af и 802.3at относится к активным PoE, а Passive PoE является пассивным.
Сама реализация питания по сетевому кабелю (витой паре) различается по типу распиновки. А еще в зависимости от напряжения на порт PoE делится на классы.
Всё это должно быть указано в техническом паспорте устройства для возможности правильного подбора оборудования.
Стандарты активного PoE – IEEE 802.3af и 802.3at
Основное преимущество таких PoE-источников – это их интеллектуальная рабочая схема, что помогает оборудованию работать дольше, экономить энергию и избегать поломок.
Так, перед тем, как подать питание на нужное устройство, сам активный PoE-источник стандарта 802.3af/at (может быть адаптер или коммутатор) проверяет и узнает следующее:
1. Есть ли поддержка в устройстве технологии PoE. При ее отсутствии электричество по витой паре просто подаваться не будет.
2. Проверит, какое напряжение потребляет устройство. И после установки класса питания подаст только нужное значение напряжения на подсоединенный порт.
3. Необходимо ли питание устройство, включено ли оно. При ответе нет, питание по кабелю не подается.
4. Не было ли перезагрузки устройства. При положительном ответе питание прекращается.
Параметры
Классы питания
Самым распространенным на сегодняшний день является 1-ый класс питания.
Passive PoE
Passive PoE – это существенно удешевленный аналог стандартов 802.3af и 802.3at. Пассивное питание позволяет существенно снизить цену оборудования. Но при этом такое оборудование не производит проверку нуждающегося в питании по витой паре устройства на потребляемую мощность и его состояние. То есть напряжение просто подается постоянно. Присутствует риск несовместимости оборудования, что приведет или к моментальной поломке или устройство сломается чуть позже из-за перегрева плат и их подгорания.
Ведущие производители делают дополнения технологии Passive PoE в виде полезных функций. Приведем пример устройства MikroTik с PoE out. Этот PoE out может определить есть ли подключение устройства к порту, а также узнает о коротком замыкании или перезагрузке. Еще некоторые устройства MikroTik позволяют управлять этими функциями. Можно включать и выключать PoE на портах, изменять режимы ну и так далее. Только в данном случае речь идет не об обычных PoE-шнурах, а о технологии PoE в маршрутизаторах, коммутаторах и прочем оборудовании.
Источники с Passive PoE варьируются по мощности, силе тока и напряжению. Наиболее часто производители их изготовляют непосредственно под определенное свое оборудование. По этой причине PoE-источник нужно подбирать специально под определенное устройство.
Типы распиновки
Также распиновка есть и по третьему типу, то есть когда с целью подачи питания задействована каждая жила кабеля из четырех пар. Но такая распиновка встречается редко и только в фирменной реализации PoE. Лучшим примером будет UPOE от Cisco.
Если в обоих концах сети Вы установите сетевое оборудование с поддержкой стандарта 802.3af или 802.3at, то в этом случае тип распиновки по факту не важен, так как установленное устройство-потребитель PoE будет работать с любым из них. Но, если стандарты разные, то это важно.
Кабель для PoE
Качество PoE очень зависит от качества кабеля и от длины витой пары. Витую пару следует выбирать следующую:
– должно быть четыре пары, то есть четырехпарная витая пара и не ниже cat.5e;
– витая пара должна быть медная, а не омедненная;
– толщина проводников должна быть не менее 0,51 мм (24 AWG);
– сопротивление в проводниках должно быть не выше 9,38 Ом/100 м (если больше, то будет большая потеря мощности);
– желательно известного производителя.
Длина PoE
Стандарты 802.3af и 802.3at говорят о длине витой пары для PoE именно равной 100м. Но на практике же максимальная длина витой пары будет зависеть от множества факторов. И все эти факторы могут быть заранее неизвестны:
– сечение проводников;
– металл проводников;
– наличие изгибов на линии;
– неравномерности витой пары, перегибы кабеля и т.д.
Беря во внимание вышеперечисленное, советуем максимальную длину кабеля PoE не больше 75м. Но если кабель качественный, то можно и больше.
А вот если Passive PoE, то длина должна быть не больше 30-60м. И рассчитывать линию необходимо, учитывая следующее:
– потребляемое напряжение устройством с учетом пиковой нагрузки;
– выдаваемое напряжение источником;
– сопротивление самой витой пары и размер потерь напряжения в этой линии.
Бюджет мощности PoE
Для расчета бюджета PoE необходимо:
1. Провести подсчет общей мощности всех без исключения потребителей PoE на обслуживаемой линии. Рассчитывать нужно по пиковой нагрузке каждого устройства и брать в расчет каждый работающий модуль оборудования.
2. Исходя из показателя мощности, подобрать PoE-источник. При этом необходимо обратить внимание на мощность отдельных портов, то есть, какое устройство к какому именно порту в будущем будете подключать, а также брать в расчет суммарную мощность источника, дабы не превысить общую мощность потребителей. И желательно приплюсовать 25% для резерва. Долгосрочная эксплуатация линии предусматривает, что подаваемая PoE-источником мощность будет терять ежегодно около 10%.
3. Учесть потерю мощности из-за длины кабеля от самого источника до непосредственно потребителя. Здесь главное именно сопротивление проводника. Кроме значений по умолчанию, не забывайте о том, что происходит увеличение сопротивления при нагреве кабеля.
