Что такое power over ethernet
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.
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.
Питание по витой паре: главное о технологии Power over Ethernet
Технология PoE помогает сэкономить на проводах, подводимых к сетевому устройству, и на количестве источников питания. Работает она просто — одна и та же витая пара используется как для передачи данных, так и для энергоснабжения подключенного устройства. Впрочем, это лишь верхушка айсберга, так что давайте копнем глубже.
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:
Для первого стандарта IEEE 802.3af предусматривается распиновка типа А и типа В:
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.
Power over Ethernet (PoE) — технология, позволяющая передавать удалённому устройству электрическую энергию вместе с данными через стандартную витую пару в сети Ethernet. В видеонаблюдении позволяет избавиться от необходимости проводить к камере кабель питания.
PoE работает с напряжением 48 вольт.
Есть 4 стандарта PoE:
Стандарт имеет 2 метода работы. Метод А и метод B.
Камера может уметь работать сразу в двух стандартах.
Ниже приведена таблица распиновки коннектора RJ-45 по жилам стандарта PoE 802.3af для сетей 100 и 1000 Мбит\с.
3) Hi PoE (а также Ultra PoE, PoE++)- Неофициальный стандарт позволяющий передавать до 60ват по всем 8ми жилам. Обратно совместим со стандартами 802.3af\at. По сути это тот же 802.3at, только с подачей питания по всем 8ми жилам.
Описание классов приведены в таблице ниже (HI PoE здесь нет, т.к. он не является официальным стандартом):
1) Технология PoE работает ТОЛЬКО на полностью медном кабеле. Она несовместима с омеднёной витой парой. Это когда в целях удешевления, берут стальной или алюминиевый кабель и делают на нём медное напыление. Для передачи данных такой кабель подходит, а для PoE нет по следующей причине:
Данные это высокочастотный сигнал и он идёт по поверхности жилы, как раз по этому медному напылению, а ток имеет меньшую частоту и идёт через сердцевину жилы, а сталь и алюминий являются гораздо более худшим проводником чем медь, и по этому ток до подключенного устройства не доходит.
Path of Exile? Странный тэг)
Данные это высокочастотный сигнал и он идёт по поверхности жилы, как раз по этому медному напылению, а ток имеет меньшую частоту и идёт через сердцевину жилы, а сталь и алюминий являются гораздо более худшим проводником чем медь, и по этому ток до подключенного устройства не доходит.
Ахуеть. На дисесртацию написал. Доказать сможешь? Днище.
Для этого есть команда «power inline consumption«.
Что насчёт дахуашного епое работающего на километр?
Автор. Раз в теме, не могу найти ответ на вопрос.
Есть девайс LHG LTE6. Это микратиковская 4G тарелка с PoE питанием. Блок питания в комплекте на 24V, по характеристикам PoE 12-57v, т.е. в теории можно запитать от автомобильного аккумулятора через инжектор.
Но есть нюанс. Как преобразование напряжения организованно на устройстве? Просто для передачи той же мощности можно повысить напряжение, понизить ток, что по идее должно уменьшить потенциальный нагрев жил витой пары и контактов.
Собственно вопрос. Что лучше, подать по PoE скажем 12 или 36v?
Вроде хорошо, но есть нюансы.
Сколько я не крутил цифры 0,4 и 48, а 15,4 получить не удалось.
С частотой постоянного тока, тоже как-то математически да, но физики удивляются.
Ток не доходит до конца провода из-за высокого сопротивления.
Т.е. вроде для популярного объяснения на пальцах можно, но блииин.
и по этому ток до подключенного устройства не доходит.
Чтоблянахуй? Он идёт, идёт, идёт и не доходит?
Чувак, ну ты же технарь! Или я ошибаюсь?
Когда напряжение стали в ваттах указывать?
Что думаете по поводу poe injector?
Как не надо ставить камеру видеонаблюдения
В видеонаблюдении прошел путь от сервис инженера до бренд менеджера.
Хочу поделится некоторыми заметками, которые помогут при самостоятельном планировании системы видеонаблюдения, чтобы после установки не было состояния “рукалицо”. Вдруг кому то на праздниках захочется поколхозить)
1. Не ставьте камеру так, чтобы она смотрела на солнце или на источник света. Объекты будут максимально темными, и не во всех случаях спасет WDR (расширенный динамический диапазон, функция камер, предназначенная для работы со сложным освещением). Особенно если это недорогое оборудование.
Вот с моего балкона камера смотрит летом (нашел скрин аж 15 года) и зимой сейчас. Деревья разрослись еще больше.
4. Не ставьте камеру с подсветкой (особенно ИК) таким образом, чтобы она смотрела через стекло. Ночью будет видно подсветку, но не то, что за стеклом. Или выключайте подсветку камеры.
6. Не ставьте аналоговые/AHD/TVI/CVI/4в1 и т.п. камеры с металлическим корпусом на металлические поверхности. Из-за того, что сама по себе чаще всего камера не заизолирована, возникает т.н. земляная петля, а это грозит полосами на видео.
Вот как например на картинке из интернета
Поэтому коробка за 200 рублей может решить проблему дешевле, чем например приемопередатчики.
На выходе получится пошаговая инструкция как сделать что то вроде нашего демо стенда, это когда где то в интернете работает сервер и на него можно парковать любые камеры.
Смущает, что требуются довольно обширные базовые знания для настройки всего этого, не для домохозяек получается гайд )
Ну и если пост соберёт рейтинг хотя бы +50, то запишу и выложу )
Ещё 1 регистратор для видеонаблюдения
Хочу рассказать про видеорегистратор который мы с друзьями писали последние 2 года, почему мы это начали и куда движемся.
Для тех кому лень читать и он хочет сразу потыкаться ссылка на сайт
Там есть ссылки на документацию с инструкциями как установить, а так же демо видео обзор возможностей.
Я работаю инфраструктурным инженером, в быту DevOps. Начинал своё путешествие в мир IT из тех. поддержки интернет провайдера, затем работал в системным администратором на местном телеканале, в тот период очень активно изучал linux, писал скрипты на баше, в силу специфики предприятия(тв канал) познакомился с такой прекрасной утилитой, как ffmpeg. Я был поражён на сколько это крутой софт для работы с любым медиа контентом. Это можно считать точной отсчёта примерно 2016-год.
Примерно 2,5 года назад мой друг открыл магазин автозапчастей и встал вопрос организации видеонаблюдения. Хотелось что бы доступ к видео был с любого устройства, архив можно скачать любого промежутка, и естественно всё бесплатно. В общем то не очень много требований.
Так повелось, что все технические вопросы он задавал мне и я пошёл изучать этот рынок. Пошёл смотреть что там есть на алиэкспресс из готовых недорогих железок. Сначала обрадовался, железные решения были очень бюджетные, но поняв, что софт там на уровне 2003-го (а на дворе был уже 2017), обязательно нужен internet explorer и использование ActiveX вкладку с алиэкспресс я закрыл )
Интерфейс всё так же напоминал 2003-год. Даже я разбирался как добавить камеру минут 10 и без документации не обошлось. Из плюсов безусловно то, что проект старый и стабильный, есть куча фишек связанных с детекцией движения и прочее, но пользоваться этим обычному пользователю не очень удобно, нужно что то интуитивное как ютуб.
Дальше я пробовал и ставил всё, что нагуглил, все решения, опенсорсные, проприетарные, любые.
В итоге из всего, что я попробовал мне понравилось 2 решения это Flussonic Watcher и shinobi.
Я рассказал о своей идее сделать собственный видеорегистратор друзьям. Ребята приняли идею с энтузиазмом. Обсудили перспективы и возможности. Да и просто было интересно сделать что то своё и классное ) И мы начали работу.
Так как разработкой мы занимались в свободное время от основной работы, темпы были черепашьи.
Но время шло, код писался, и начало вырисовываться что то, что уже можно показывать людям.
Цель была почти та же, что и при запросе моего друга с автомагазином: «можно запарковать любую ip камеру, доступ к видео с любого устройства, архив можно скачать любого промежутка, и естественно всё бесплатно«.
К определённому моменту мы поняли, что достигли этой цели и тут я хочу показать несколько демо как это выглядит.
Вот так выглядит добавление новой камеры:
Так как для транспорта мы используем ffmpeg, на входе может быть почти любой протокол.
Единственное ограничение, видео должно быть в кодеке h264, в этом кодеке пишут 100% всех современных ip камер, так что не очень то и ограничение.
Вот так выглядит работа с архивом:
Тут всё просто вам нужен любой современный linux, где можно запустить docker, или MacOS.
Есть сборки под Raspberry pi.
Возможно в будущем появится поддержка windows, но сейчас с этим проблемы.
Есть платная версия.
К сожалению мы не придумали как зарабатывать на опенсорсе. Но есть чёткая позиция, что базовый функционал всегда должен быть бесплатным.
У есть 2 версии FREE и ENTRPRISE.
У нас есть чатик у телеграме, если кто заинтересовался и есть вопросы, то вот ссылка.