Power over Ethernet , или PoE , описывает любой из нескольких стандартов или специальных систем, которые передают электроэнергию вместе с данными по витой паре Ethernet- кабеля. Это позволяет использовать один кабель , чтобы обеспечить как соединение для передачи данных и электрической энергии для устройств , таких как беспроводные точки доступа (WAPS), Интернет - протокола (IP) камеры , и голоса по интернет - протоколу (VoIP) телефонов .
Существует несколько распространенных методов передачи мощности по кабелю Ethernet. Три из них были стандартизированы Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) стандартом IEEE 802.3 с 2003 года. Эти стандарты известны как альтернатива A , альтернатива B и 4PPoE . Для 10BASE-T и 100BASE-TX используются только две из четырех сигнальных пар в типичном кабеле Cat 5 . Альтернатива B разделяет данные и силовые провода, что упрощает поиск и устранение неисправностей. Он также полностью использует все четыре витые пары в типичном кабеле категории 5. Положительное напряжение проходит по контактам 4 и 5, а отрицательное - по контактам 7 и 8.
Альтернатива A передает питание по тем же проводам, что и данные для вариантов Ethernet 10 и 100 Мбит / с. Это похоже на технику фантомного питания , обычно используемую для питания конденсаторных микрофонов. Мощность передается по проводам данных за счет приложения общего напряжения к каждой паре. Поскольку Ethernet на витой паре использует дифференциальную сигнализацию , это не мешает передаче данных. Синфазное напряжение легко снимается с помощью центрального отвода стандартного импульсного трансформатора Ethernet . Для Gigabit Ethernet и выше обе альтернативы A и B передают мощность по парам проводов, которые также используются для данных, поскольку все четыре пары используются для передачи данных на этих скоростях.
4PPoE обеспечивает питание, используя все четыре пары кабеля витой пары. Это обеспечивает более высокую мощность для таких приложений, как PTZ-камеры , высокопроизводительные точки доступа или даже для зарядки аккумуляторов портативных компьютеров .
В дополнение к стандартизации существующей практики для резервной пары ( Альтернатива B ), мощности пары синфазных данных ( Альтернатива A ) и передачи по 4 парам ( 4PPoE ), стандарты IEEE PoE обеспечивают передачу сигналов между оборудованием источника питания (PSE) и устройство с питанием (ПД). Эта сигнализация позволяет источнику питания обнаруживать присутствие соответствующего устройства и позволяет устройству и источнику согласовывать количество требуемой или доступной мощности.
Разработка стандартов
Двух- и четырехпарный Ethernet
Исходный стандарт IEEE 802.3af-2003 [1] PoE обеспечивает до 15,4 Вт постоянного тока (минимум 44 В постоянного тока и 350 мА) [2] [3] на каждый порт. [4] Обеспечивается доступность только 12,95 Вт на питаемом устройстве, так как некоторая мощность рассеивается в кабеле. [5] Обновленный стандарт IEEE 802.3at-2009 [6] PoE, также известный как PoE + или PoE plus , обеспечивает до 25,5 Вт мощности для устройств типа 2. [7] Стандарт 2009 г. запрещает подключенным устройствам использовать все четыре пары для питания. [8] Оба эти стандарта были включены в публикацию IEEE 802.3-2012 . [9]
Стандарт IEEE 802.3bt-2018 дополнительно расширяет возможности питания 802.3at. Он также известен как PoE ++ или 4PPoE . Стандарт вводит два дополнительных типа мощности: поставляемая мощность до 51 Вт (тип 3) и до 71,3 Вт поставляемая мощность (тип 4). Каждая пара витых пар должна выдерживать ток до 600 мА (тип 3) или 960 мА (тип 4). [10] Кроме того, включена поддержка 2.5GBASE-T, 5GBASE-T и 10GBASE-T . [11] Эта разработка открывает двери для новых приложений и расширяет возможности использования таких приложений, как высокопроизводительные точки беспроводного доступа и камеры наблюдения.
Однопарный Ethernet
802.3bu-2016 стандарта IEEE [12] поправка введена одной пары питания по линиям передачи данных (PoDL )для однопарных стандартов Ethernet100BASE-T1и1000BASE-T1,предназначенных для автомобильных и промышленных приложений. [13] В стандартах с двумя или четырьмя парами мощность передается толькомежду парами, так что внутри каждой пары нет другого напряжения, кроме напряжения, представляющего передаваемые данные. В однопарном Ethernet мощность передается параллельно с данными. PoDL определяет 10 классов мощности в диапазоне от 0,5 до 50 Вт (при частичном разряде).
Использует
IP камера питается от питания через Ethernet
IP-телефон Avaya 1140E с поддержкой PoE
Примеры устройств с питанием от PoE: [14]
- VoIP телефоны
- IP-камеры, включая поворотные камеры
- WAP
- Декодеры IP TV (IPTV)
- Сетевые маршрутизаторы
- Сетевой мини- коммутатор, установленный в отдаленных комнатах, для поддержки небольшого кластера портов Ethernet с помощью одного восходящего кабеля. Питание PoE подается на порт PD (или PoE in). Эти коммутаторы, в свою очередь, могут питать удаленные устройства PoE, используя сквозной PoE.
- Интерок и громкие системы и усилители прихожей колонка
- Настенные часы в комнатах и коридорах с установкой времени по протоколу сетевого времени (NTP)
- Уличные радиостанции на крыше со встроенными антеннами, беспроводные CPE на базе 4G / LTE, 802.11 или 802.16 (оборудование в помещении клиента), используемые беспроводными интернет-провайдерами
- Наружные двухточечные радиостанции микроволнового и миллиметрового диапазона, а также некоторые устройства с оптикой свободного пространства (FSO), как правило, с запатентованным PoE
- Компоненты промышленных систем управления, включая датчики, контроллеры, счетчики и т. Д.
- Компоненты контроля доступа, включая пункты помощи, домофоны, карты доступа, вход без ключа и т. Д.
- Интеллектуальные контроллеры освещения и светодиодные осветительные приборы [15]
- Сценические и театральные устройства, такие как сетевые аудиоразъемы и маршрутизаторы.
- Киоски удаленных точек продаж (POS)
- Встраиваемые удлинители Ethernet [16]
- Разветвители PoE, которые выводят мощность, часто с другим напряжением (например, 5 В), для питания удаленного устройства или зарядки мобильного телефона.
Терминология
Энергетическое оборудование
Оборудование источника питания (PSE) - это устройства, которые обеспечивают ( источник ) питания по кабелю Ethernet. Это устройство может быть сетевым коммутатором, обычно называемым конечной точкой (IEEE 802.3af называет его конечной точкой ), или промежуточным устройством между коммутатором, не поддерживающим PoE, и устройством PoE, внешним инжектором PoE , называемым промежуточным устройством. [17]
Приведенное в действие устройство
Устройство с питанием (PD) - это любое устройство с питанием от PoE, которое потребляет энергию. Примеры включают точки беспроводного доступа , телефоны VoIP и IP-камеры .
Многие устройства с питанием имеют дополнительный разъем питания для дополнительного внешнего источника питания. В зависимости от конструкции, часть, никакая или вся мощность устройства может подаваться через вспомогательный порт [18] [19], при этом вспомогательный порт также иногда действует как резервный источник питания в случае сбоя питания, подаваемого через PoE.
Функции управления питанием и интеграция
Сторонники PoE ожидают, что PoE станет глобальным долгосрочным стандартом для кабелей питания постоянного тока и заменит множество отдельных адаптеров переменного тока , которыми невозможно легко централизованно управлять. [20] Критики этого подхода утверждают, что PoE по своей природе менее эффективен, чем мощность переменного тока из-за более низкого напряжения, и это усугубляется тонкими проводниками Ethernet. Сторонники PoE, такие как Ethernet Alliance , указывают на то, что указанные потери относятся к наихудшим сценариям с точки зрения качества кабеля, длины и энергопотребления устройствами с питанием. [21] В любом случае, когда центральный источник питания PoE заменяет несколько выделенных цепей переменного тока, трансформаторов и инверторов, потери мощности в кабелях могут быть оправданы.
Интеграция EEE и PoE
Интеграция PoE со стандартом IEEE 802.3az Energy-Efficient Ethernet (EEE) потенциально обеспечивает дополнительную экономию энергии. Предстандартные интеграции EEE и PoE (такие как EEPoE Marvell , описанные в официальном документе за май 2011 г.) утверждают, что позволяют достичь экономии до 3 Вт на ссылку. Эта экономия особенно значительна при подключении устройств с более высокой мощностью. Marvell утверждает, что: [22]
С развитием PoE от источника с довольно низким энергопотреблением (до 12,95 Вт на порт) к источнику с устройствами мощностью до 25,5 Вт, потери мощности постоянного тока (DC) в кабелях Ethernet увеличились в геометрической прогрессии. Приблизительно 4,5 Вт / порт мощности расходуется на кабель CAT5, CAT5e, CAT6 или CAT6A ... через 100 м ... EEE обычно экономит не более 1 Вт на канал, поэтому устранение потерь 4,5 Вт на канал при передаче PoE неэффективность обеспечит гораздо большую дополнительную экономию. Новая энергоэффективная технология PoE (EEPoE) может повысить эффективность до 94% при передаче по тому же кабелю с сопротивлением 25 Ом, обеспечивая питание устройств, совместимых с IEEE 802.3at, в синхронных 4-х парах. При использовании синхронных 4-х пар питаемые устройства питаются по всем доступным проводам. Например, в системе IEEE 802.3at-2009 Type 2 с 24 портами (обеспечивающей 25,5 Вт на порт) сохраняется более 50 Вт.
Стандартная реализация
Основанная на стандартах технология Power over Ethernet реализована в соответствии со спецификациями IEEE 802.3af-2003 (который позже был включен в качестве пункта 33 в IEEE 802.3-2005 ) или обновлением 2009 г., IEEE 802.3at. Стандарты требуют использования кабеля категории 5 или выше для высоких уровней мощности, но позволяют использовать кабель категории 3, если требуется меньшая мощность. [23]
Питание подается в виде синфазного сигнала по двум или более дифференциальным парам проводов, имеющихся в кабелях Ethernet, и поступает от источника питания в сетевом устройстве с поддержкой PoE, таком как коммутатор Ethernet, или может подаваться в кабельную трассу. с промежуточным блоком питания. Промежуточный источник питания, также известный как инжектор питания PoE , представляет собой дополнительный источник питания PoE, который можно использовать в сочетании с переключателем без PoE.
Используется технология фантомного питания , позволяющая парам с питанием также передавать данные. Это позволяет использовать его не только с 10BASE-T и 100BASE-TX , которые используют только две из четырех пар в кабеле, но и с 1000BASE-T (гигабитный Ethernet), 2.5GBASE-T, 5GBASE-T и 10GBASE- T, которые используют все четыре пары для передачи данных. Это возможно, потому что все версии Ethernet по кабелю витой пары определяют дифференциальную передачу данных по каждой паре с трансформаторной связью ; питание постоянного тока и нагрузки могут быть подключены к центральным ответвлениям трансформатора на каждом конце. Таким образом, каждая пара работает в обычном режиме как одна сторона источника постоянного тока, поэтому для замыкания цепи требуются две пары. Полярность источника постоянного тока может быть изменена перекрестными кабелями ; Запитываемое устройство должно работать с любой парой: запасными парами 4–5 и 7–8 или парами данных 1–2 и 3–6. Полярность определяется стандартами на запасные пары и неоднозначно реализуется для пар данных с использованием диодного моста .
Имущество | 802.3af (802.3at, тип 1) «PoE» | 802.3at Тип 2 «PoE +» | 802.3bt Тип 3 «4PPoE» [24] / «PoE ++» | 802.3bt Тип 4 «4PPoE» / «PoE ++» |
---|---|---|---|---|
Мощность, доступная в PD [примечание 1] | 12,95 Вт | 25,50 Вт | 51 Вт | 71 Вт |
Максимальная мощность, выдаваемая PSE | 15,40 Вт | 30,0 Вт | 60 Вт | 100 Вт [примечание 2] |
Диапазон напряжения (на PSE) | 44,0–57,0 В [25] | 50,0–57,0 В [25] | 50,0–57,0 В | 52,0–57,0 В |
Диапазон напряжения (при ЧР) | 37,0–57,0 В [26] | 42,5–57,0 В [26] | 42,5–57,0 В [27] | 41,1–57,0 В |
Максимальный ток I макс. | 350 мА [28] | 600 мА [28] | 600 мА на пару [27] | 960 мА на пару [27] |
Максимальное сопротивление кабеля на пару | 20 Ом [29] ( Категория 3 ) | 12,5 Ом [29] ( Категория 5 ) | 12,5 Ом [27] | 12,5 Ом [27] |
Управление энергопотреблением | Три уровня мощности (1-3) оговариваются подписью | Четыре уровня мощности (1-4), согласованные по подписи, или ступени 0,1 Вт, согласованные с помощью LLDP | Шесть уровней классов мощности (1–6), согласованные по подписи, или шаги 0,1 Вт, согласованные с помощью LLDP [30] | Восемь уровней классов мощности (1-8) согласовываются по подписи или с шагом 0,1 Вт согласовываются с помощью LLDP |
Снижение максимальной рабочей температуры окружающей среды кабеля | Никто | 5 ° C (9 ° F) с одним активным режимом (две пары) | 10 ° C (20 ° F) с более чем половиной пар связанных кабелей при I max [31] | 10 ° C (20 ° F) с учетом температурного планирования |
Поддерживаемые кабели | Категория 3 и Категория 5 [23] | Категория 5 [23] [примечание 3] | Категория 5 | Категория 5 |
Поддерживаемые режимы | Режим A (конечный диапазон), режим B (средний диапазон) | Режим A, режим B | Режим A, режим B, 4-парный режим | 4-парный режим Обязательный |
Заметки:
- ^ Большинство импульсных блоков питания в питаемом устройстве теряют еще 10–25% доступной мощности на нагрев.
- ^ Стандарт безопасного сверхнизкого напряжения (SELV) ISO / IEC 60950 ограничивает мощность до 100 Вт на порт (аналогично схеме NEC класса 2 США).
- ^ Более строгие спецификации кабеля позволяют предполагать более высокую допустимую нагрузку по току и более низкое сопротивление (20,0 Ом для Категории 3 по сравнению с 12,5 Ом для Категории 5).
Устройства питания
Доступны три режима: A, B и 4 пары. Режим A обеспечивает питание пар данных 100BASE-TX или 10BASE-T. В режиме B питание подается на запасные пары. 4 пары обеспечивают питание всех четырех пар. PoE также можно использовать на 1000BASE-T, 2.5GBASE-T, 5GBASE-T и 10GBASE-T Ethernet, и в этом случае нет запасных пар, и вся мощность подается с использованием фантомной техники.
Режим A имеет две альтернативные конфигурации (MDI и MDI-X) с использованием тех же пар, но с разной полярностью. В режиме A контакты 1 и 2 (пара № 2 в проводке T568B ) образуют одну сторону 48 В постоянного тока, а контакты 3 и 6 (пара № 3 в T568B) образуют другую сторону. Это те же две пары, которые используются для передачи данных в 10BASE-T и 100BASE-TX, что позволяет обеспечивать питание и данные только по двум парам в таких сетях. Свободная полярность позволяет использовать PoE для перекрестных кабелей, соединительных кабелей и Auto MDI-X .
В режиме B контакты 4–5 (пара №1 в обоих T568A и T568B) образуют одну сторону источника постоянного тока, а контакты 7–8 (пара № 4 в обоих T568A и T568B) обеспечивают возврат; это «запасные» пары в 10BASE-T и 100BASE-TX. Следовательно, для режима B требуется 4-парный кабель.
PSE, а не PD, решает, какой режим мощности следует использовать: A или B. PD, которые реализуют только режим A или режим B, запрещены стандартом. [32] PSE может реализовать режим A или B или оба. PD указывает, что он соответствует стандартам, помещая резистор 25 кОм между запитанными парами. Если PSE обнаруживает слишком высокое или слишком низкое сопротивление (включая короткое замыкание), питание не подается. Это защищает устройства, не поддерживающие PoE. Дополнительная функция класса мощности позволяет PD указывать свои требования к мощности, изменяя сопротивление датчика при более высоких напряжениях.
Для сохранения питания PD должен использовать не менее 5–10 мА в течение не менее 60 мс за раз. Если PD проходит более 400 мс, не удовлетворяя этому требованию, PSE сочтет устройство отключенным и по соображениям безопасности отключит питание. [33]
Есть два типа PSE: концевые и промежуточные. Endspans (обычно называемые коммутаторами PoE) - это коммутаторы Ethernet, которые включают схему передачи питания через Ethernet. Инжекторы представляют собой инжекторы питания, которые устанавливаются между обычным коммутатором Ethernet и устройством с питанием, подавая мощность, не влияя на данные. Конечные интервалы обычно используются в новых установках или когда коммутатор необходимо заменить по другим причинам (например, переход с 10/100 Мбит / с на 1 Гбит / с), что позволяет удобно добавлять возможность PoE. Промежуточные каналы используются, когда нет желания заменять и настраивать новый коммутатор Ethernet, а в сеть нужно добавить только PoE.
Этап | Действие | Указанные вольты (В) | |
---|---|---|---|
802.3af | 802.3at | ||
Обнаружение | PSE определяет, имеет ли PD правильное сигнатурное сопротивление 19–26,5 кОм. | 2,7–10,1 | |
Классификация | PSE обнаруживает резистор, указывающий диапазон мощности ( см. Ниже ) | 14,5–20,5 | |
Марка 1 | Сигналы PSE поддерживает 802.3at. PD представляет собой нагрузку 0,25–4 мА . | - | 7–10 |
2 класс | PSE снова выводит классификационное напряжение, чтобы указать на возможность 802.3at. | - | 14,5–20,5 |
Марка 2 | Сигналы PSE поддерживает 802.3at. PD представляет собой нагрузку 0,25–4 мА . | - | 7–10 |
Запускать | Пусковое напряжение [34] [35] | > 42 | > 42 |
Нормальная операция | Подайте питание на устройство [34] [35] | 37–57 | 42,5–57 |
Устройства с поддержкой IEEE 802.3at также называются типом 2 . 802.3at PSE может также использовать связь LLDP, чтобы сигнализировать о возможности 802.3at. [36]
Класс | Применение | Классификационный ток (мА) | Диапазон мощности при PD (Вт) | Максимальная мощность от PSE (Вт) | Описание класса |
---|---|---|---|---|---|
0 | По умолчанию | 0–5 | 0,44–12,94 | 15.4 | Классификация не реализована |
1 | По желанию | 8–13 | 0,44–3,84 | 4.00 | Очень низкая мощность |
2 | По желанию | 16–21 | 3,84–6,49 | 7.00 | Малая мощность |
3 | По желанию | 25–31 | 6,49–12,95 | 15.4 | Средняя мощность |
4 | Действительно для устройств типа 2 (802.3at), не разрешено для устройств 802.3af | 35–45 | 12,95–25,50 | 30 | Высокое напряжение |
5 | Действительно для устройств типа 3 (802.3bt) | 36–44 и 1–4 | 40 (4 пары) | 45 | |
6 | 36–44 и 9–12 | 51 (4 пары) | 60 | ||
7 | Действительно для устройств типа 4 (802.3bt) | 36–44 и 17–20 | 62 (4 пары) | 75 | |
8 | 36–44 и 26–30 | 71,3 (4 пары) | 99 |
Класс 4 может использоваться только устройствами IEEE 802.3at (тип 2), для которых требуются допустимые токи класса 2 и Mark 2 для ступеней включения. Устройство 802.3af, представляющее ток класса 4, считается несовместимым и вместо этого будет рассматриваться как устройство класса 0. [39] : 13
Конфигурация через Ethernet уровня 2 LLDP
Протокол обнаружения канального уровня (LLDP) - это протокол Ethernet уровня 2 для управления устройствами. LLDP позволяет обмениваться информацией между PSE и PD. Эта информация отформатирована в формате значения длины типа (TLV). Стандарты PoE определяют структуры TLV, используемые PSE и PD для сигнализации и согласования доступной мощности.
Заголовок TLV | Информационная строка TLV | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Тип ( 7 бит ) | Длина ( 9 бит ) | IEEE 802.3 OUI ( 3 октета ) | Подтип IEEE 802.3 ( 1 октет ) | Поддержка питания MDI [41] ( 1 октет ) | Пара питания PSE [41] ( 1 октет ) | Класс мощности ( 1 октет ) | Приоритет типа / источника ( 1 октет ) | Запрошенное значение мощности PD ( 2 октета ) | Значение выделенной мощности PSE ( 2 октета ) |
127 | 12 | 00-12-0F | 2 | b0 класс порта: 1 = PSE; 0 = PD b1 Поддержка мощности PSE MDI b2 Состояние мощности PSE MDI b3 Возможность управления парами PSE b7-4 зарезервировано | 1 = сигнальная пара 2 = запасная пара | 1 = класс 0 2 = класс 1 3 = класс 2 4 = класс 3 5 = класс 4 | b7 тип питания: 1 = Тип 1; 0 = Тип 2 b6 Тип питания: 1 = PD; 0 = PSE b5-4: источник питания b3-2: зарезервирован b0-1 Приоритет мощности: 11 = низкий; 10 = высокий; 01 = критический; 00 = неизвестный | 0–25,5 Вт с шагом 0,1 Вт | 0–25,5 Вт с шагом 0,1 Вт |
Заголовок TLV | Информационная строка TLV | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
Тип ( 7 бит ) | Длина ( 9 бит ) | IEEE 802.3 OUI ( 3 октета ) | Подтип IEEE 802.3 ( 1 октет ) | Поддержка питания MDI [41] ( 1 октет ) | Пара питания PSE [41] ( 1 октет ) | Класс мощности ( 1 октет ) |
127 | 7 | 00-12-0F | 2 | b0 класс порта: 1 = PSE; 0 = PD b1 Поддержка мощности PSE MDI b2 Состояние мощности PSE MDI b3 Возможность управления парами PSE b7-4 зарезервировано | 1 = сигнальная пара 2 = запасная пара | 1 = класс 0 2 = класс 1 3 = класс 2 4 = класс 3 5 = класс 4 |
Заголовок TLV | Заголовок MED | Расширенная мощность через MDI | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Тип ( 7 бит ) | Длина ( 9 бит ) | TIA OUI ( 3 октета ) | Расширенная мощность через подтип MDI ( 1 октет ) | Тип питания ( 2 бита ) | Источник питания ( 2 бита ) | Приоритет мощности ( 4 бита ) | Значение мощности ( 2 октета ) |
127 | 7 | 00-12-BB | 4 | PSE или PD | Обычное или резервное сохранение | Критический, высокий, низкий | 0–102,3 Вт с шагом 0,1 Вт |
Этапы настройки следующие:
- PSE (провайдер) проверяет PD (потребитель) физически, используя фазовый класс 3 802.3af.
- PSE включает PD.
- PD отправляет в PSE: Я PD, максимальная мощность = X, максимальная запрошенная мощность = X.
- PSE отправляет PD: Я PSE, максимальная допустимая мощность = X.
- Теперь PD может использовать количество энергии, указанное PSE.
Правила этого согласования мощности следующие:
- PD никогда не должен запрашивать больше мощности, чем физический класс 802.3af
- PD никогда не должен потреблять больше, чем максимальная мощность, заявленная PSE.
- PSE может отказать любому PD, потребляющему больше мощности, чем разрешено PSE.
- PSE не должен уменьшать мощность, выделяемую используемому PD.
- PSE может запросить пониженную мощность в режиме сохранения [43] : 10
Нестандартные реализации
Cisco
Некоторые точки доступа Cisco WLAN и телефоны VoIP поддерживали частную форму PoE за много лет до того, как появился стандарт IEEE для доставки PoE. Первоначальная реализация Cisco PoE не поддерживает обновление программного обеспечения до стандарта IEEE 802.3af. Оригинальное оборудование Cisco PoE способно обеспечить до 10 Вт на порт. Количество подаваемой мощности оговаривается между конечной точкой и коммутатором Cisco на основе значения мощности, которое было добавлено к проприетарному протоколу Cisco Discovery Protocol (CDP). CDP также отвечает за динамическую передачу значения голосовой VLAN от коммутатора Cisco к телефону Cisco VoIP.
Согласно предварительной стандартной схеме Cisco, PSE (коммутатор) будет отправлять импульс быстрого соединения (FLP) на передающую пару. PD (устройство) соединяет линию передачи с линией приема через фильтр нижних частот . PSE получает взамен FLP. PSE будет обеспечивать ток синфазного режима между парами 1 и 2, в результате чего 48 В постоянного тока [44] и 6,3 Вт [45] по умолчанию распределенной мощности. Затем PD должен обеспечить соединение Ethernet в течение 5 секунд с портом переключателя режима автосогласования. Более позднее сообщение CDP со значением длины типа сообщает PSE его окончательное требование к мощности. Прекращение передачи импульсов отключает питание. [46]
В 2014 году Cisco создала еще одну нестандартную реализацию PoE под названием Universal Power over Ethernet ( UPOE ). UPOE может использовать все 4 пары, после согласования, для подачи до 60 Вт. [47]
Линейная технология
Запатентованная разработка с высоким энергопотреблением под названием LTPoE ++, использующая один кабель Ethernet CAT-5e, способна обеспечивать различные уровни мощности - 38,7, 52,7, 70 и 90 Вт [48].
Microsemi
PowerDsine , приобретенная Microsemi в 2007 году, с 1999 года продает промежуточные инжекторы питания со своим запатентованным решением Power over LAN . Несколько компаний, таких как Polycom , 3Com , Lucent и Nortel, используют Power-over-LAN PowerDsine. [49]
Пассивный
В пассивной системе PoE инжектор не связывается с питаемым устройством, чтобы согласовать его требования к напряжению или мощности, а просто постоянно подает питание. Обычные пассивные приложения со скоростью 100 Мбит / с используют распиновку 802.3af, режим B (см. § Распиновки ) - с положительным постоянным током на контактах 4 и 5 и отрицательным постоянным током на контактах 7 и 8 и данными на 1-2 и 3-6. В пассивных гигабитных инжекторах на выводах данных используется трансформатор, позволяющий передавать питание и данные по кабелю, и, как правило, они совместимы с 802.3af Mode A. Доступны пассивные промежуточные инжекторы с максимум 12 портами.
Устройства, которым требуется 5 В, обычно не могут использовать PoE при 5 В на кабеле Ethernet за пределами коротких расстояний (около 15 футов (4,6 м)), поскольку падение напряжения на кабеле становится слишком значительным, поэтому от 24 В или 48 В до 5 В постоянного тока. преобразователь требуется на удаленном конце. [50]
Пассивные источники питания PoE обычно используются с разнообразным внутренним и наружным беспроводным радиооборудованием, чаще всего от Motorola (теперь Cambium), Ubiquiti Networks , MikroTik и других. Более ранние версии пассивных источников питания PoE 24 В постоянного тока, поставляемые с радиомодулями на базе 802.11a, 802.11g и 802.11n, обычно имеют скорость только 100 Мбит / с.
Также существуют пассивные форсунки DC-to-DC, которые преобразуют источник питания постоянного тока от 9 В до 36 В или от 36 В до 72 В постоянного тока в стабилизированный источник питания PoE 24 В 1 А, 48 В 0,5 А или до 48 В 2,0 А. с '+' на контактах 4 и 5 и '-' на контактах 7 и 8. Эти инжекторы PoE DC-to-DC используются в различных телекоммуникационных приложениях. [51]
Пределы мощности
В проектах стандартов ISO / IEC TR 29125 и Cenelec EN 50174-99-1 описывается повышение температуры кабельного пучка, которого можно ожидать при использовании 4PPoE. Различают два сценария:
- пучки нагреваются изнутри наружу, и
- пучки нагреваются снаружи до температуры окружающей среды.
Второй сценарий во многом зависит от окружающей среды и установки, тогда как первый зависит исключительно от конструкции кабеля. В стандартном неэкранированном кабеле повышение температуры, связанное с PoE, увеличивается в 5 раз. В экранированном кабеле это значение падает до 2,5–3, в зависимости от конструкции.
Распиновка
Контакты на переключателе | T568A цвет | T568B цвет | 10/100 режим B, DC на запасных частях | 10/100 режим A, смешанный постоянный ток и данные | 1000 (1 гигабит) режим B, постоянный ток и двунаправленная передача данных | 1000 (1 гигабит) режим A, постоянный ток и двунаправленная передача данных | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Контакт 1 | Белая / зеленая полоса | Белая / оранжевая полоса | Rx + | Rx + | DC + | TxRx A + | TxRx A + | DC + | ||
Пин 2 | Зеленое твердое вещество | Оранжевое твердое вещество | Rx - | Rx - | DC + | TxRx A - | TxRx A - | DC + | ||
Пин 3 | Белая / оранжевая полоса | Белая / зеленая полоса | Tx + | Tx + | DC - | TxRx B + | TxRx B + | DC - | ||
Штырь 4 | Синее твердое вещество | Синее твердое вещество | DC + | Неиспользованный | TxRx C + | DC + | TxRx C + | |||
Штырь 5 | Белая / синяя полоса | Белая / синяя полоса | DC + | Неиспользованный | TxRx C - | DC + | TxRx C - | |||
Штырь 6 | Оранжевое твердое вещество | Зеленое твердое вещество | Tx - | Tx - | DC - | TxRx B - | TxRx B - | DC - | ||
Штырь 7 | Белая / коричневая полоса | Белая / коричневая полоса | DC - | Неиспользованный | TxRx D + | DC - | TxRx D + | |||
Штырь 8 | Коричневое твердое вещество | Коричневое твердое вещество | DC - | Неиспользованный | TxRx D - | DC - | TxRx D - |
Рекомендации
- ^ 802.3af-2003 , июнь 2003 г.
- ^ IEEE 802.3-2005, раздел 2, таблица 33-5, пункт 1
- ^ IEEE 802.3-2005, раздел 2, таблица 33-5, пункт 4
- ^ IEEE 802.3-2005, раздел 2, таблица 33-5, пункт 14
- ^ IEEE 802.3-2005, раздел 2, пункт 33.3.5.2
- ^ 802.3at, поправка 3: питание оконечного оборудования данных (DTE) через усовершенствования медиа-зависимого интерфейса (MDI) , 11 сентября 2009 г.
- ^ «Поправка к стандарту IEEE 802.3 улучшает управление питанием и увеличивает доступную мощность» . IEEE. Архивировано 17 октября 2012 года . Проверено 24 июня 2010 .
- ^ Пункт 33.3.1 гласит: «PD, которые одновременно требуют питания как в режиме A, так и в режиме B, специально не разрешены этим стандартом».
- ^ Стандарт IEEE 802.3-2012 для Ethernet , Ассоциация стандартов IEEE , 28 декабря 2012 г.
- ^ IEEE 802.3bt 145.1.3 Системные параметры
- ^ «Проект стандарта IEEE P802.3bt / D1.5 для Ethernet - поправка: физический уровень и параметры управления для питания DTE через MDI по 4 парам» (PDF) . 30 ноября 2015. Архивировано (PDF) из оригинала 2017-04-10 . Проверено 9 апреля 2017 .
- ^ "Целевая группа IEEE P802.3bu 1-Pair Power over Data Lines (PoDL)" . 2017-03-17. Архивировано 10 октября 2017 года . Проверено 30 октября 2017 .
- ^ «Автомобильный стандарт Power-over-Ethernet расширяет диапазон мощности» . 2017-03-13. Архивировано 22 января 2021 года . Проверено 16 января 2021 .
- ^ «Питание через Ethernet» . Коммерческая веб-страница . GarrettCom. Архивировано из оригинального 29 августа 2011 года . Проверено 6 августа 2011 года .
- ^ «Новый взгляд на светодиоды: новые драйверы, новые возможности» (PDF) . Примечание по коммерческому применению . Максим Интегрированный . Проверено 27 апреля 2015 года .
- ^ «Удлинитель Ethernet для оборудования POE и POE Plus» . Архивировано 30 сентября 2015 года . Проверено 26 октября 2015 .
- ^ Технические заметки Cisco Aironet на устройствах среднего диапазона 1000BASE-T , Архивировано 2 августа2011 г.на Wayback Machine, которую посетил 18 июля 2011 г.
- ^ IEEE 802.3-2008, раздел 2, пункт 33.3.5
- ^ IEEE 802.3at-2009, пункт 33.3.7
- ^ Дэйв Двелли (26 октября 2003 г.), «Изгоните эти« настенные бородавки »с помощью Power Over Ethernet» , электронный дизайн , архивировано из оригинала 26 ноября 2017 г. , получено 21 июля 2018 г.
- ^ Дэвид Тремблей; Леннарт Исебудт (10 ноября 2017 г.), «Разъяснение неправильных представлений о питании через Ethernet и потерях в кабелях» , Установка и обслуживание кабелей , заархивировано из оригинала 22 июля 2018 г. , получено 21 июля 2018 г.
- ^ Роман Клейнерман; Дэниел Фельдман (май 2011 г.), Power over Ethernet (PoE): An Energy-Efficient Alternative (PDF) , Marvell, архивировано (PDF) из оригинала 16 апреля 2016 г. , получено 31 августа 2016 г.
- ^ a b c IEEE 802.3at-2009, пункт 33.1.1c
- ^ Кусаля Баласубраманян; Дэвид Абрамсон (май 2014 г.). «Базовый текст для IEEE 802.3 BT» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала на 2017-04-02 . Проверено 2 апреля 2017 .
- ^ a b IEEE 802.3at-2009 Таблица 33-11
- ^ a b IEEE 802.3at-2009 Таблица 33-18
- ^ a b c d e IEEE 802.3bt Таблица 145-1
- ^ a b IEEE 802.3at-2009 Таблица 33-1
- ^ a b IEEE 802.3at-2009 33.1.4 Параметры системы типа 1 и типа 2
- ^ IEEE 802.3bt 145.3.1 Определения типов PD
- ^ IEEE 802.3bt 145.1.3.1 Требования к кабелям
- ^ IEEE 802.3 33.3.1 PD PI
- ^ Гербольд, Джейкоб; Дуэлли, Дэйв (27 октября 2003 г.), «Изгоните эти« настенные бородавки »с помощью Power Over Ethernet» , Electronic Design , 51 (24): 61, архивировано с оригинала 20 марта 2005 г.
- ^ a b IEEE 802.3-2008, раздел 2, таблица 33-12
- ^ a b IEEE 802.3at-2009, таблица 33-18
- ^ «LTC4278 IEEE 802.3at PD с синхронным контроллером обратного хода без оптики и поддержкой 12 В Aux» (PDF) . cds.linear.com . п. 15. Архивировано из оригинального (PDF) 13 июля 2011 года.
- ^ IEEE 802.3-2018, раздел 2, таблица 33-9
- ^ IEEE 802.3bt, таблица 145-26
- ^ IEEE 802.3-2008, раздел 2, пункт 33.3.4
- ^ IEEE 802.3 Пункт 79.3.2 Питание через MDI TLV
- ^ а б в г IETF RFC 3621
- ^ IEEE 802.1AB-2009 Приложение F.3 Питание через MDI TLV
- ^ а б «Предложение LLDP / LLDP-MED для PoE Plus (15 сентября 2006 г.)» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 23 сентября 2010 года . Проверено 10 января 2010 .2010-01-10
- ^ «Планирование IP-телефонии Cisco> Анализ сетевой инфраструктуры» . Архивировано 8 июля 2011 года . Проверено 12 января 2010 . 2010-01-12 ciscopress.com
- ^ «Питание через Ethernet на коммутаторе Cisco Catalyst серии 6500» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 06.11.2010. 2010-01-12 conticomp.com
- ^ «Понимание алгоритма обнаружения питания Ethernet 10/100 Ethernet для IP-телефонов Cisco - Системы Cisco» . Архивировано 2 февраля 2009 года . Проверено 12 января 2010 . 2010-01-12 cisco.com
- ^ «Cisco Universal Power Over Ethernet - раскрыть всю мощь вашей сети» . Cisco Systems. 2014-07-11. Архивировано из оригинала на 2017-11-28.
- ^ «Контроллеры интерфейса Power over Ethernet» . Архивировано 20 июля 2016 года . Проверено 27 июля 2016 .
- ^ PowerDsine Limited , заархивировано из оригинала 28июля 2012 г.
- ^ «Питание 5 В через адаптеры Ethernet» . Архивировано из оригинала на 2013-07-02.[ ненадежный источник? ]
- ^ «Оборудование пассивного питания через Ethernet, AC-DC и DC-DC» . Архивировано из оригинала на 2010-06-20.
Внешние ссылки
- Купить стандарты IEEE 802.3
- ieee802.org: Целевая группа IEEE 802.3af
- ieee802.org: Целевая группа IEEE 802.3at
- Распиновки POE различных производителей