Что такое passive poe

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.

Источник

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

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.

Источник

Стандарты и типы PoE

Стандарты и типы PoE

Сегодня существует несколько видов технологии PoE и все они существенно отличаются. Причина этого в следующем. 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.

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.

Великолепно подходит продукция нашего производителя Одескабель или Ok-Net. Они изготавливают неэкранированный наружный кабель и экранированный внутренний. Кстати, заметим, что использование экранированного кабеля в обязательном порядке необходимо уточнять по спецификациям любого производителя. К примеру, PoE стандарта 802.3af или 802.3at в некоторых моделях оборудования MikroTik можно использовать только в паре с неэкранированной витой парой.

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.

Источник

PoE — питаемся по витой паре

Содержание

Содержание

Проводные локальные сети не спешат сдавать позиции даже несмотря на повсеместное распространение Wi-Fi. Подключение с помощью витой пары все еще надежнее беспроводного во многих аспектах. Системы видеонаблюдения, IP-телефоны, индустриальные локальные сети, и локальные сети предприятий — во всех этих случаях использование беспроводной связи нежелательно. Передача электрической энергии по витой паре (PoE — «Power over Ethernet») позволяет немного сократить расходы на построение такой сети, снимая необходимость оснащения розеткой 220В каждой точки подключения сетевого устройства.

Преимущества и недостатки

Оборудование с поддержкой PoE (концентраторы и конечные устройства) стоит дороже обычного, поэтому в некоторых случаях особой экономии не будет. Например, при построении сети IP-телефонии — как правило, в точках установки телефонов розетки уже есть. Но выгода от использования PoE может быть не только экономической.

Подключение устройств через PoE безопаснее, так как питание по витой паре стабилизировано и не зависит от помех в сети 220В. А еще с помощью PoE можно очень просто обеспечить все устройства сети гарантированным питанием — для этого всего лишь надо запитать с ИБП базовый концентратор сети (разумеется, и у него, и у сетевых устройств должна быть поддержка PoE).

PoE обеспечивает централизованное управление и контроль всех устройств сети: включение/выключение каждого отдельного устройства (в том числе автоматическое), ведение учета потребленной каждым устройством электроэнергии; интерфейс PoE-концентраторов обычно также позволяет определять режим работы отдельных устройств и своевременно обнаруживать поломки.

Подключение с использованием PoE выглядит эстетически совершеннее — меньше розеток, меньше проводов.

К недостаткам устройств с PoE (кроме уже упомянутой высокой цены) можно отнести ограниченную электрическую мощность и повышенный уровень энергопотерь: сечение жилы витой пары невелико, поэтому в ней возрастает сопротивление и падает напряжение. Кроме того, из-за большей мощности концентратора с поддержкой PoE, ему потребуется более мощный (и дорогой) ИБП.

Как это работает?

PoE-устройства делятся на несколько видов:

1. Конечные источники питания (endspan) — свитчи, коммутаторы, маршрутизаторы с поддержкой PoE. При подключении к такому коммутатору сетевого устройства, оно получит питание автоматически — если, конечно, тоже поддерживает PoE.

2. Промежуточные источники питания (midspan) — адаптеры (инжекторы) PoE и блоки питания PoE. Эти устройства используются, когда нужно организовать PoE на отдельных линиях сети. Они позволяют подключать PoE-потребителей к обычным коммутаторам.

3. Сплиттеры — устройства, предназначенные для подключения к сети с PoE обычных сетевых устройств. Они разделяют (англ. «split» — разделять) поступающее по одному кабелю питание и данные, выводя их на два отдельных разъема: RJ-45 и разъем питания.

PoE-инжектор и PoE-сплиттер в паре можно использовать для передачи питания по кабелю Ethernet в обычной сети без устройств с поддержкой PoE.

4. PoE-потребители — сетевые устройства (IP-телефоны, видеокамеры, точки доступа, коммутаторы и пр.), способные получать питание по сети Ethernet.

Технология PoE использует два метода передачи данных по витой паре, называемые метод «А» и метод «В». По методу «А» питание передается по тем же проводам, что и данные (1,2,3 и 6 контакты в разъеме). По методу «В» питание передается по другим проводам — 4,5,7 и 8. В сетях 10Base-T и 100Base-TX (10 Мбит и 100 Мбит соответственно) эти провода не задействованы, что позволяет использовать для них недорогой четырехпроводной кабель. Очевидно, метод «В» с такими кабелями работать не будет.

Все PoE-потребители и сплиттеры могут работать по обоим вариантам. А вот источники питания, как правило, поддерживают только один метод.

Таким образом, если у вас сеть 10Base-T или 100Base-TX, построенная на четырехпроводном кабеле, источники питания должны поддерживать метод «А». К сожалению, определить, какой метод поддерживается источником, не так просто. Почему-то в спецификации эта особенность указывается нечасто и порой определить метод питания можно только по документации или по наклейке на корпусе. Если там указаны контакты 1-2-3-6, то питание подается по методу «А», если 4,5,7,8 — по методу «В».

Если же вы используете в ЛВС восьмипроводной кабель, о методе PoE можно не думать — на таких кабелях будет работать любое PoE-оборудование.

У незнакомых с технологией часто возникает вопрос: не опасно ли подключать в сеть с РоЕ «обычные» устройства без поддержки РоЕ? В общем, это безопасно — инжектор подаст в кабель питание только после того, как получит ответ о поддержке протокола от питаемого устройства. Это защищает оборудование от повреждений не только когда PoE не поддерживается, но и если сетевой кабель был обжат неправильно.

Однако существует технология Passive PoE, в которой передача питания по кабелю осуществляется парой отдельных устройств — подключенный к питанию инжектор подает напряжение на свободные пары, а сплиттер снимает его и выводит на отдельный разъем (розетку), к которому уже подключается обычное сетевое оборудование.

Инжектор Passive PoE подает питание в кабель сразу после включения и, если с другой стороны кабеля подключить не сплиттер Passive PoE, а непосредственно сетевое устройство, оно может выйти из строя. Ну и ошибка при обжимке кабеля в этом случае также может привести к неприятным последствиям.

Passive PoE может упростить (и удешевить) подключение «обычных» сетевых устройств без внедрения PoE в локальную сеть, но пользоваться им следует с осторожностью. Кроме того, поскольку Passive PoE может передавать питание только по свободным парам (как метод В в РоЕ и РоЕ+), в сетях 1000Base-T его использовать нельзя.

Стандарты

PoE описан стандартом 802.3af. В настоящее время разработаны и поддерживаются многими устройствами новые стандарты — 802.3at (PoE+) и 802.3bt (PoE++). Различия стандартов приведены в таблице:

Кроме того, последний стандарт 802.3bt задействует для передачи питания все 4 пары, поэтому использовать его на кабелях с двумя парами проводов не получится.

Стандарты 802.3 частично обратно совместимы: питающее устройство 802.3bt снабдит питанием и питаемое устройство 802.3af, и 802.3at. А вот сплиттер 802.3at от инжектора 802.3af может и не заработать — производители порой реализуют обратную совместимость и для приемников, но стандарт этого не требует; кроме того, порой таковая совместимость просто невозможна — например, если сплиттер потребляет больше, чем способен выдать инжектор.

Как мы видим, PoE — это достаточно просто и безопасно, и — в некоторых случаях — может значительно упростить внедрение распределенной системы на базе сети Ethernet и снизить её стоимость. Однако при её использовании следует уделить большее время планированию системы и правильно подобрать оборудование в соответствии с требуемыми скоростями передачи данных, используемыми кабелями, потребляемой мощностью и так далее.

Источник