Что такое PoE?

Содержание статьи

1. Что такое PoE?
2. Общие термины
3. Типы PSE
4. Стандарты PoE
5. Принцип работы «активного» PoE
6. Принцип подачи питания
7. Реализация PoE в коммутаторах Eltex MES

Что такое PoE?

PoE (Power over Ethernet) – это технология, которая обеспечивает передачу данных и питание устройств по кабелю «витая пара». Она позволяет подключать устройства в тех местах, где обычно было бы затруднительно прокладывать отдельные линии электропитания, упрощая построение сетевой инфраструктуры и уменьшая общие затраты.

Общие термины

Ниже представлена основная терминология, используемая при рассмотрении технологии PoE:

• Питаемое устройство (PD, Powered Device) - это любое сетевое устройство, способное получать питание по технологии PoE. К таковым относятся беспроводные точки доступа, IP-камеры, IP-телефоны, IoT датчики и прочие устройства.
• Питающее устройство (PSE, Powered Sourcing Equipment) - это устройства, которые передают данные и питают PD через кабель «витая пара». PSE делятся на ENDSPAN и MIDSPAN.
  • ENDSPAN - это устройство, которое может самостоятельно обеспечить передачу данных и питание подключенного устройства без необходимости в наличии дополнительного источника питания между PSE и PD.
  • MIDSPAN - это устройство, обеспечивающее подачу электропитания на PD, которое подключается между коммутатором без поддержи PoE и PD. 

Типы PSE

• PoE коммутатор (PoE Switch) - это коммутатор с поддержкой PoE, позволяет подключать PD без дополнительных источников питания.
• Удлинители PoE (PoE Extender) - это устройство, передающее питание от PoE коммутатора или инжектора и позволяющее подключать PD на расстоянии более 100 метров. Некоторые удлинители PoE допускают последовательную установку. 
• Разветвители PoE (PoE Splitter) - это устройство, которое разделяет данные и питание, передаваемое по технологии PoE, на два отдельных разъема (RJ-45 и DC-разъем питания). Таким образом позволяет питать устройства, напрямую не поддерживающие PoE.
• PoE-инжектор (Injector PoE) - это устройство, позволяющее запитать PD, и устанавливаемое между коммутатором без поддержки PoE и PD.
• PoE медиаконвертеры (PoE Media Converter) - отличается от обычных медиаконвертеров поддержкой технологии PoE.

Стандарты PoE

Технология PoE является частью набора стандартов Ethernet IEEE 802.3, такое PoE называется «активным». Эти стандарты были разработаны и управляются рабочей группой Института инженеров электротехники и электроники (IEEE) (см. табл. 1). 

Таблица 1. Стандарты PoE

Среди стандартов, разрабатываемых частными фирмами, наиболее известен Passive PoE - пассивный стандарт. В отличие от сертифицированного по стандартам IEEE оборудования, Passive PoE является бюджетным решением передачи питания.
Такое оборудование не производит проверку нуждающегося в питании устройства на потребляемую мощность и его состояние – напряжение подается постоянно.

Принцип работы «активного» PoE

Принцип работы технологии PoE можно описать в три этапа:

1. Обнаружение подключенного устройства (Детектирование);
2. Классификация устройства;
3. Подача электропитания.

Перед подачей полной мощности на свои порты PSE периодически проверяет, не подключено ли к ним что-либо, отправляя тестовый сигнал с низким напряжением (2.7-10 В), после чего ожидает ответ от запитываемого устройства (определяет параметры входного сопротивления PD). Если ответ получен, то PSE переходит к этапу классификации, в ином случае продолжается периодическая отправка тестовых сигналов.

После обнаружения устройства необходимо определить диапазон мощности, которое оно может потреблять. Каждому питаемому устройству, в зависимости от заявленной потребляемой мощности, присваивается класс от 0 до 8 (см. табл. 2).

Таблица 2. Классы устройств

После завершения этапа классификации PSE выдает напряжение в рабочем диапазоне (см. табл. 3).

Таблица 3. Значения мощности и напряжения PoE

*U – напряжение;
**P – мощность.
***Разница между мощностью PSE и PD – это потери в кабеле с учетом нагрева.

Принцип подачи питания

В Passive PoE передача данных происходит по 1, 2 и 3, 6 парам, а питание подается по незадействованным (свободным) 4, 5 и 7, 8 парам: на 4 и 5 пары поступает PoE+ (+12В), а на 7 и 8 - PoE- (земля/Ground).
При подаче питания в соответствии со стандартами IEEE 802.3af/at используется 2 пары контактов, а в соответствии со стандартом IEEE 802.3bt (Type 3, Type 4) - 4 пары контактов. Минимальная категория используемого кабеля - 5e. Рекомендуется использовать полностью медный кабель.

В стандарте 802.3af подразумевается два типа подключения: A и B.

Тип B идентичен пассивному за исключением того, что PSE перед подачей напряжения производит проверку PD на возможность питания по технологии PoE (см. рис. 1).

По типу А питание подается не по свободным парам, а совместно с данными по сигнальным парам 1, 2 и 3, 6. Такое питание называют «фантомным», что означает одновременную передачу питания и данных по одному проводу (см. рис. 2).

Кроме учета мощности, передаваемой непосредственно клиентскому устройству через порт, стоит учитывать общую мощность питания на коммутатор, или бюджет РоЕ.

Реализация PoE в коммутаторах Eltex

Среди линейки коммутаторов Eltex MES имеются PoE коммутаторы, как с поддержкой стандартов IEEE 802.3af/at, так и IEEE 802.3bt. Такие коммутаторы в своем названии имеют литеры «P» или «U», например, MES2324P, MES2300-48P, MES2420-48P, MES2310-12XU.
Настройки PoE для конкретного коммутатора представлены в руководстве по эксплуатации, в разделе «Электропитание по линиям Ethernet (РоЕ)».

Смотрите также:

Автоматический перезапуск PoE нагрузки средствами коммутатора MES при её зависании [MES23xxP, MES3508P, MES3510P]

Пример расчета необходимого бюджета мощности PoE коммутатора