что такое poe устройства
О технологии PoE простыми словами
Технология PoE (Power-over-Ethernet) была создана для IP-телефонии, точек доступа, IP-камер и других устройств, к которым нежелательно проводить отдельный питающий кабель. На качество передачи данных технология PoE влияния не оказывает, используется потенциал уровня Ethernet, то есть сетевых кабелей.
Важно понимать, что питающее устройство (например, PoE маршрутизатор) подает питание в кабель только в том случае, если подключенное устройство (например, IP камера ) поддерживает технологию PoE. Как это происходит?
1) Вначале производится проверка: является ли подключенное устройство питаемым (PD). На него подается напряжение от 2,8 до 10 B, определяется входное сопротивление подключаемого устройства. Если параметры соответствуют требуемым, питающее устройство переходит к следующему этапу.
2) Питающее устройство определяет потребляемую мощность подключенного девайса, для последующего управления этой мощностью. В зависимости от мощности, устройствам присваивается класс: от 0 до 4.
| 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 |
После того, как устройство классифицировано, на него подается напряжение 48В с фронтом нарастания не более 400 мс., и питающее устройство приступаетет в контролю его работы:
1) Если устройство будет потреблять ток менее 5 мА в течении 400Мс, то подача питания прекращается;
2) Если сопротивление подключенного устройства будет больше 1980 кОм в течение 400 мс, подача питания прекращается.
3) Если потребление тока превысит 400 мА в течение 75 мс, подача питания прекращается.
Всего существует 3 стандарта PoE, чем они отличаются?
Отличия стандарта PoE от PoE+
| Способ передачи питания | PoE | PoE+ |
|---|---|---|
| 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 |
3. IEEE 802.3bt
Type 2: Класс PoE 4:
POE стандарт IEEE 802.3af распиновка:
Требования по питанию для PoE устройств:
| Параметр | Мин | Макс |
|---|---|---|
| Сопротивление, кОм | 23.75 | 26.25 |
| Время запуска (> 10 мА), мс | 300 | |
| Потребляемая мощность, Вт | 12.95 | |
| Диапазон входного напряжения, В | 36 | 57 |
| Вкл. напряжения, В | 44 | |
| Откл. напряжения, В | 30 В | |
| Входной ток (@ 36VDC), мА | 10 | 350 |
| Входной ток, Пик, мА | 400 |
Passive PoE
Как же быть, если в вашу инфраструктуру требуется подключить устройства без поддержки PoE? В таких случаях используется технология Passive PoE. Ее особенность в том, что источник питания не опрашивает подключенное устройство и не согласовывает его мощность. Питание просто подается по по свободным проводникам витой пары при помощи PoE сплиттера.
PoE-сплиттер разделяет поступающий по витой паре сигнал на данные и питание (12В-24В). Таким образом становится возможным подать питание и интегрировать в существующую инфраструктуру устройство без поддержки PoE.
PoE-сплиттер
При данном способе подключения необходимо тщательно подбирать мощность источника питания, и его потребителя.
PoE инжектор
На примере. Представим, что в вашей инфраструктуре используется коммутатор без поддержки PoE, сетевой кабель передает только данные.
Как подключить и подать питание по витой паре на устройства с поддержкой этой технологии в такую систему? Как раз в таких случаях и используется PoE инжектор, который служит для подачи в сетевой кабель электрического напряжения.
PoE адаптер
Это AC-DC преобразователь со встроенным сплиттером и стабилизатором на выходе. PoE адаптер не использует фантомное питание а использует свободные пары (что означает невозможность использования гигабитных портов, невозможность использования двухпарных кабелей, невозможность расшаривания кабеля). Отличие от сплиттера только в том, что адаптер, за счет повышения напряжения, поддерживает длину линии до 100м на номинальной мощности и активирует схему питания через PoE. Не факт что заработает оборудование, которое питается по стандарту PoE-B. То есть использует для питания и передачи данных те же 1, 2, 3, 6 контакты.
Требование к кабелю
Стандарты 802.3af и 802.3at говорят о длине витой пары для PoE равной 100м. Но на практике рекомендованная максимальная длина кабеля не должна больше 75м. При использовании Passive PoE, длина кабеля должна быть не более 60м.
Таким образом технология PoE обладает широкими коммуникационными возможностями, позволяющими создавать сети с устройствами разного типа и предназначения. Инсталляционные затраты на системы PoE как правило гораздо ниже, чем расходы на организацию традиционных силовых распределительных систем.
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.
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.