Питание по витой паре: главное о технологии Power over Ethernet
Мы независимо проверяем товары и технологии которые рекомендуем.
Технология создавалась для IP-телефонии, систем видеонаблюдения и прочего оборудования, расположенного, к примеру, в труднодоступных местах или в зоне дефицита свободных розеток.
Что это такое и какое оборудование поддерживает технологию?
В развернутом виде аббревиатура PoE выглядит как Power over Ethernet, что в дословном переводе означает «питание по сети Ethernet». Технология создана с прицелом на передачу удаленному устройству электрической энергии вкупе с данными через обычную витую пару.
На роль источников питания в таких сетях могут быть назначены коммутаторы, роутеры и другое активное сетевое оборудование. Принимающая сторона питания PoE — точки доступа, камеры видеонаблюдения, IP-телефоны, всевозможные охранные и служебные датчики. Также существуют промежуточные звенья цепочки, позволяющие связать активное оборудование PoE с устройствами, не поддерживающими технологию. Об этом ниже.
Существует три стандарта технологии PoE. |
В сетях с пропускной способностью до 100 Мбит/с данные передаются только по двум парам Ethernet-кабеля. Соответственно, две оставшиеся пары остаются свободными. По ним то и налажена подача удаленного питания в простейшей схеме PoE. На деле же это не единственный вариант распиновки провода — она зависит еще и от стандарта технологии питания по сети.
Стандарты PoE
Всего существует три стандарта PoE:
- IEEE 802.3af — первое поколение стандарта выдает мощность до 15.4 Вт для каждого потребителя;
- IEEE 802.3at (PoE+) — обеспечивает питание мощностью до 30 Вт каждому устройству;
- IEEE 802.3bt (PoE++) — организует подачу электропитания мощностью до 51 Вт на каждого. В работе при этом задействованы все восемь проводников витой пары.
Для первого стандарта IEEE 802.3af предусматривается распиновка типа А и типа В:
- Тип А — передача электричества и данных налажена по жилам 1, 2, 3, 6. Жилы с порядковыми номерами 4, 5, 7, 8 не используются.
- Тип В — для подачи электрического питания используются жилы 4, 5, 7, 8. Данные передаются по остальным.
Вариации схем распиновки Ethernet-провода. |
Во втором стандарте IEEE 802.3at (PoE+) применяется только схема В. Наглядные отличия между стандартами PoE можно лицезреть в табличке:
Характеристики | PoE | PoE+ | PoE++ |
---|---|---|---|
Напряжение постоянного тока на питаемом устройстве (В) | 36-57 | 42.5-57 | 41.1-57 |
Напряжение, выдаваемое источником (В) | 44-57 | 50-57 | 52-57 |
Максимальная мощность PoE-источника (Вт) | 15,4 | 30 | 90 |
Максимальная мощность, получаемая потребителем (Вт) | 12.95 | 25.5 | 71.3 |
Максимальный ток (мА) | 350 | 600 | 960 |
Максимальное сопротивление кабеля (Ом) | 20 (для cat.3) | 12.5 (для cat.5) | 12.5 (для cat.5) |
Классы питания | 0-3 | 0-4 | 0-8 |
В довесок каждому питаемому устройству присваивается определенный класс от 0 до 4 в зависимости от уровня потребляемой мощности. Это необходимо для дальнейшего управления мощностью.
Класс | Вт на порт PoE | Вт на устройство |
---|---|---|
0 | 15.4 | от 0.44 до 12.95 |
1 | 4.5 | от 0.44 до 3.84 |
2 | 7 | от 3.84 до 6.49 |
3 | 15.4 | от 6.49 до 12.95 |
4 | 30 | от 12.95 до 25,5 |
Сетевое устройство подает питание потребителям только в том случае, если подключенное оборудование поддерживает технологию PoE. На первом этапе производится проверка питаемого устройства, в ходе чего на него подается напряжение от 2.8 до 10 B и определяется входное сопротивление. Если параметры соответствуют требуемым, питающее оборудование переходит к определению вышеупомянутых классов. После прохождения этапов определения и классификации питающее устройство подает в кабель напряжение 48 В с фронтом нарастания не быстрее 400 мс.
Промежуточное оборудование PoE
В случае необходимости включения в сетевую инфраструктуру оборудования без поддержки питания по витой паре применяется технология Passive PoE. Ее неотъемлемым звеном выступает PoE-сплиттер, который разделяет поступающий по проводу сигнал на данные и питание (12 В-24 В). Показатели мощности в такой схеме придется согласовывать самостоятельно, тщательно проверяя соответствие характеристик источника и потребителя.
Бывает и обратная ситуация, когда клиентское устройство с PoE требуется подключить к сетевому оборудованию без этой технологии. В такой схеме не обойтись без PoE-инжектора, который имеет на входе порт RJ45 и разъем для подключения к источнику питания. На выходе у него единственный разъем RJ45 уже с PoE.
Наглядное представление схемы PoE с инжектором и со сплиттером. |
Промежуточные звенья в схеме питания PoE именуются термином Mid-span. Ну а устройства, которые подают электропитание от начала кабельной линии, называются End-span.
Требования к кабелю
Отдельный пакет требований предъявляется к кабелю для развертывания схем PoE. В них необходимо использовать витую пару категории 5е и выше. При этом нужны именно медные проводники, а не просто омедненные. Их толщина должна составлять не менее 0.51 мм, а сопротивление должно быть не больше 9.38 Ом/100 м.
К витой паре для систем с PoE предъявляется особый пакет требований. |
Максимальная дальность передачи PoE-питания по витой паре упирается в 100-метровый порог, что прописано в требованиях стандартов 802.3af и 802.3at. Однако на практике желательно использовать кабели длиной до 75 м в случае с оборудованием End-span и до 60 м в схемах Mid-span. Некоторые продвинутые свитчи питают потребителей по витой паре и на расстоянии до 250 м. Яркий тому пример — коммутатор ZyXel GS1350-18HP спецом для обеспечения работоспособности систем видеонаблюдения.
Преимущества технологии
Ключевые преимущества технологии PoE можно выделить отдельными пунктами:
- Подключение питаемых устройств в труднодоступных местах.
- Управление по питанию (актуально «на удаленке», когда требуется перезапустить зависшее оборудование или устройства после «прилета» пакета свежих обновлений).
- Электробезопасность (для PoE максимум напряжения составляет 57 В).
- Упрощения обслуживания (техникам придется меньше ковыряться в схеме в случае неполадок).
- Эстетическая сторона вопроса (отсутствие лишних проводов оценят перфекционисты).
Есть у технологии и минусы: более высокая стоимость сетевого оборудования, пресловутое падение мощности на дальних дистанциях передачи энергопитания, требования к необходимой квалификации обслуживающего персонала.
Привлекательность технологии Power over Ethernet состоит в том, что она использует один комплект проводов для передачи данных и подачи питания. По итогу существенно упрощается инсталляция систем с питанием по витой паре и удается достичь экономии средств на стоимости силовых кабелей и других компонентов развертываемой сети.