Що таке та навіщо створене.
З розвитком інтернет речей, таких як камери точки доступу та інше, з’явилась потреба в такому типі живлення пристроїв як PoE, походить від абревіатурного скорочення Power over Ethernet, що в перекладі означає «живлення через мережу Ethernet». Звучить просто, але технічно все не так. Це далеко не кабель, де з одного боку вилка, а на другому роз’єм RJ-45. Адже це поки що неможливо, тому що електронні пристрої працюють на постійному струмі з низькою напругою 12В, 24В, 48В і так далі. А отже в мережі повинні бути присутні пристрої для виконання функцій знижувальної напруги трансформатора і в обов’язковому порядку випрямляча. Ця технологія також спрощує монтаж пристроїв, таких як мережеві камери та інші. Не потрібно додаткові дроти та пристрої. Але виникає інша складність, потрібно розуміти як це працює. Також потрібно знати стандарти напруг та сили струму. Їх на ринкові існує досить багато.
У кручений парі стандарту 100BASE-T або Fast Ethernet на 100 Мбіт/с дані передають лише 2 парі, тобто ще 2 пари залишаються вільними. І комусь прийшла думка, що можна їх використовувати для подачі електроживлення. Використовуючи один LAN-кабель, пристрій отримує дані і так потрібне їй електроживлення. Це вирішує завдання, коли обладнання розміщується на даху, високій щоглі і в ті місця, куди окремий кабель для електроживлення подати важко, дорого або взагалі неможливо.
Трохи пізніше придумали варіант, коли і дані та електроживлення подається за тими самими жилами в кабелі. Технологія стала в нагоді для мереж Gigabit Ethernet, 10/100/1000 Мб/с, коли всі присутні 4 пари передають інформацію. При цьому дані та живлення передаються на абсолютно різних рівнях, щоб не заважати один одному.
Найголовніше, що потрібно знати для підключення.
Припустимо, Ви замовили якийсь PoE-адаптер, здійснили його підключення до електромережі та Ethernet, з’єднали по LAN-кабелю з точкою доступу, який потрібно було живлення. Начебто все просто.
Але тут «Бах!» і Ваша точка доступу згоріла. Як же так? А вся річ у тому, що важливо враховувати кілька факторів, щоб правильно організувати підключення через PoE.
1. Вивчіть який тип живлення надасть PoE-комутатор або інжектор. Тобто, який стандарт, яка подається на виту пару напруга і як зроблена розпинка.
2. Зіставте напругу, яку повинен отримати пристрій.
3. На яку відстань має подаватись напруга.
Це допоможе Вам вибрати сумісне PoE-обладнання, а також прорахувати саму можливість електроживлення віддалено. І якщо Ви це не зробите, то у кращому випадку ваш пристрій просто не ввімкнеться, а в гіршому – його вже ніхто не зможе відремонтувати. Насправді не все так страшно, пристрої самі розуміють напругу і підбирають її.
Як працює PoE ?
IP-камери, точки WiFi та інші пристрої що підтримують технологію PoE, підключаються за допомогою мережевого кабелю (витої пари) до пристрою живлення (наприклад, мережевого відеореєстратора або свіча). Реєстратор, підключений до електромережі, подає живлення в камери. Важливо відзначити:
- Спочатку на камери подається напруга від 2,8 до 10 B. Таким чином визначається вхідний опір пристрою.
- Пристрій живлення визначає споживану потужність підключеної відеокамери, для подальшого управління цією потужністю. Залежно від потужності, пристроїв присвоюється клас: від 0 до 4.
- Після того, як пристрій (IP-відеокамеру) класифіковано, на неї подається напруга 48В з фронтом наростання не більше 400 мс., і пристрій живлення (відеореєстратор або свіч) починає контроль її роботи:
- Якщо камера буде споживати струм менше 5 мА протягом 400мс, то подача живлення припиняється;
- Якщо опір підключеної камери буде більше 1980 кОм протягом 400 мс, подача живлення припиняється.
- Якщо споживання струму перевищить 400 мА протягом 75 мс, подача живлення припиняється.
З часом стандарти PoE еволюціонували, забезпечуючи подачу дедалі вищої потужності задоволення вимог нових додатків. Це призвело до появи складного різноманіття продуктів PoE, що ґрунтуються на стандартах, так і є до стандартними реалізаціями. Ці численні реалізації розрізняються функціонально, пропонованими рівнями напруги, рівнями потужності, керуванням подачею харчування та класифікацією. Через велику різноманітність представленого на ринку обладнання PSE та PD тягар вибору правильного обладнання та перевірки сумісності лягає на споживача. Пристрої PD, що потребують більш високої електричної потужності, наприклад, камери PTZ з підігрівом для систем вуличного відеоспостереження, відрізняються тим, що мають вимоги до електроживлення, що змінюються, наприклад, для режимів очікування і активного стану. Успішне розгортання систем PoE вимагає від установника розуміння цього різноманіття та врахування максимальної потужності, необхідної для пристроїв Стандарти PoE змінювалися з часом для задоволення зростаючих потреб пристроїв живлення (PD) в електроживленні. Створений 2003 року оригінальний стандарт IEEE 802.3af забезпечує подачу електроживлення постійного струму потужністю до 13 Вт на кожен пристрій. Оновлений у 2009 році стандарт IEEE 802.3at, також відомий як PoE Plus (PoE+), забезпечує електричну потужність до 25,5 Вт. У своїй реалізації UPOE компанії Cisco для збільшення електричної потужності на пристрої PD до 51 Вт використовували всі чотири пари кабелю. Із прийняттям стандарту IEEE 802.3bt нині існує дев'ять можливих класів потужності для чотирьох класів джерел PSE. Для розпізнавання вимог та можливостей електроживлення між джерелами PSE та пристроями PD використовуються різні схеми встановлення зв'язку та узгодження. У наступній таблиці показано тип PoE, потужність, пари та керуючий стандарт для кожного класу потужності. Управління електроживленням На багатьох джерелах PSE максимальна доступна потужність пристрою обмежує загальну кількість портів, через які може подаватися електроживлення. Наприклад, для пристроїв PD класу 4 потрібно 30 Вт на виході джерела PSE, а 48-портовий PoE комутатор типу 2 повинен підтримувати потужність до 1440 Вт. Додавання стандарту 802.3bt і 90 Вт на порт джерела PSE потребувало б електричної потужності 4320 Вт тільки для частини комутатора, яке забезпечує живлення PoE. Багато комутаторів з функцією PoE підтримують меншу потужність, що робить необхідним керування електроживленням. Управління електроживленням ускладнює переміщення, додавання та зміну, а також усунення несправностей. Деякі джерела PSE дозволяють встановлювати різні рівні пріоритету кожного порту. Коли до джерела PSE підключається пристрій PD, PSE перевіряє його клас та резервує певну потужність зі свого доступного запасу електричної потужності. Коли джерело PSE досягає своєї межі потужності, наступний пристрій PD, який вимагає більше потужності, ніж доступно на джерелі PSE, все ще можна підключити, якщо порт підключення має більший пріоритет, ніж інші порти. Єдиний спосіб гарантувати, що запитана потужність може бути надана на порту, перевірити це.
Перевірка PoE
Існує багато точок, у яких під час подачі електроживлення PoE можуть виникати несправності. Це і порти комутаторів та PoE інжекторів, а також у самій мережі Ethernet. Тим більше що багато кабельних інфраструктур існували ще до розгортання технології PoE або при використанні лише малопотужного стандарту 802.3af. Завдяки використанню двох додаткових пар та збільшенню струму до 960 мА на пару доступна для пристроїв PD електрична потужність збільшилася порівняно зі стандартом 802.3af у п'ять разів. А це говорить про використання кабельної інфраструктури, як ніколи раніше. Чи правильно налаштований комутатор (або інжектор PoE) для подачі запитаної електричної потужності на правильні порти. Якщо комутатор налаштований правильно, чи немає в нього обмежень щодо електричної потужності?
Зазвичай між джерелом PSE та пристроєм PD є два патч-кабелі. Чи мають кабелі правильну категорію, розмір та склад?
чи мають роз'єми RJ-45 100-відсоткове з'єднання на всіх 8 контактах?
Чи має горизонтальна кабельна проводка належну категорію, розмір, матеріал провідника та екран? Чи правильно підключені пари кабелів на задній стороні патч-панелі та на настінній розетці? Висока температура, наприклад, при щільній прокладці кабелів або підвісній стелі з освітлювальними приладами, може призводити до зниження струму в кабелі.
Чи сумісний пристрій PD із джерелом PSE? Крім узгодження класу обладнання, існує ще два різні протоколи (LLDP і CDP), які можна використовувати для узгодження додаткової потужності.
Найкращим способом гарантувати всю необхідну електричну потужність на існуючих та майбутніх пристроях PD є функціональна перевірка можливості отримання на пристрої PD максимальної потужності.