POE zasilanie

PoE (Power over Ethernet) jest nazwą szeregu metod, które pozwalają zasilić sprzęt sieciowy poprzez skrętkę komputerową przy równoczesnym przesyle danych. Możliwe jest zasilanie urządzeń takich, jak: kamery, telefony, przełączniki, punkty dostępowe, itp. W 2003 r. organizacja IEEE ustanowiła standard zasilania PoE 802.3af, który został zmodernizowany w 2009 r. do standardu 802.3at. Rozróżnia on typ pierwszy (wcześniejszy 802.3af) i typ drugi o maksymalnej przesyłanej mocy 30W. Daje on możliwość prawie dwukrotnego zwiększenia mocy zasilanych urządzeń. Dzięki temu kamery z mocnymi oświetlaczami podczerwieni, telefony IP czy drukarki sieciowe można zasilać po skrętce.

*Niektóre firmy stworzyły własny format standardu z wykorzustaniem do przesyłu zasilania 4 par (UPOE firmy Cisco). Pozwala to na zwiększona moc wyjściowa z zasilacza do 60W, co daje 51W dostępny dla urządzeń zasilanych (maksymalna strata mocy na linii 100m to 9W)

Najważniejsze cechy technologii PoE:

• transmisja zasilania i danych poprzez jeden przewód zmniejsza koszty okablowania i instalacji
• gwarantowany minimalny zasięg 100m przy użyciu odpowiedniego okablowania
• wysokie bezpieczeństwo dzięki transmisji niskim napięciem oraz procedurom badania łącza i urządzenia
• zabezpieczenia przed podłączeniem napięcia do urządzeń niezgodnych ze standardem
• wsteczna kompatybilność ze starszymi wersjami

Z uwagi na miejsce w torze tramisyjnym, gdzie zasilanie jest dołączane do danych można wyróżnić 2 grupy urządzeń zasilających: swtich z technologią PoE (endspan) oraz adaptery PoE (midspan).

Ze względu na przesyłaną moc i prędkość transmisji standard 802.3at przewiduje 2 typy urządzeń:

• typ 1 – zawierają się w nim urządzenia zgodne ze strandardem 802.3af, wykorzystujące do przesyłu napięcia 2 pary przewodów. Moc wyjściowa 12.95W, wymagana jest skrętka min kat.3
• typ 2 – moc wyjściowa 30W. Wymagana skrętka min kat. 5

Oprócz tego definiuje 2 sposoby przesyłania zasilania:

• opcja A – zasilanie przesłane łącznie z danymi na parach 1/2 oraz 3/6
• opcja B -zasilanie przesłane jest przez wolne pary 4/5 and 7/8

Urządzenie zasilające może zapewniać oba lub tylko jeden ze sposobów zasilania, pozostając przy tym zgodnym ze standardem. Urządzenie zasilane musi zatem obsługiwać oba tryby, jednak, jak okazuje się w praktyce, nie wszystkie urządzenia końcowe są w pełni zgodne ze standardem. Może to być powodem braku kompatybilności z częścią urządzeń zasilających.

Testowanie połączenia i klasyfikacja urządzeń zasilanych

Standard PoE został zoptymalizowany pod kątem bezpieczeństwa użytkowania. Oprócz bezpiecznego zakresu napięć, urządzenia muszą komunikować się według ustalonych procedur.
Przed podaniem wysokiego napięcia urządzenie zasilające testuje połączenie. Testując prądem o małym natężeniu (do 5mA), urządzenie szuka charakterystycznej rezystancji – około 25kΩ. Dzięki temu urządzenia mogą się rozpoznać. Urządzenie zasilające stale monitoruje połączenie, aby upewnić się czy jest nadal podłączone i wymaga dostarczania zasilania. Oprócz tego ta procedura pozwala na sprawdzenie ciągłości linii zasilającej.

Klasyfikacja urządzeń jest opcjonalna w standardzie 802.3af. Zapewnia ona przydatną informację o zapotrzebowaniu urządzenia na moc. Podział na klasy dokonywany jest w oparciu o pomiar prądu płynącego podczas testowania połączenia. Urządzenia zasilane mogą być w jednej z 5 klas opisanych poniżej.

W standardzie 802.3at urządzenia komunikują się również w 2 warstwie (łącza danych modelu OSI). Wykorzystują do tego protokół LLDP-MED (rozszerzona wersja protokołu automatycznego wykrywania urządzeń). Dzięki takiej komunikacji możliwe do ustalenia jest faktyczne zapotrzebowanie na moc z dokładnością do 1.11W. Urządzenie zasilające co określony czas przesyła informację na temat zapotrzebowania na moc.

Zasilanie niezgodne ze standardem, czyli tzw. pasywne PoE

Pasywne PoE polega na przesłaniu napięcia zasilania przez wybrane żyły kabla sieciowego. Napięcie może zostać podłączone bezpośrednio do urządzenia lub „wyciągnięte” przez specjalne adaptery. Nie istnieje żadna komunikacja pomiędzy urządzeniem zasilającym a zasilanym. Napięcie dostarczane jest w sposób ciągły.
Schemat zasilania zwykle odpowiada temu z IEEE 802.3af opcji B. Czyli napięcie przesłane na wolnych parach, na żyłach 4/5 przesyłany jest (+), a 7/8 (-). Prędkość transmisji jest ograniczona do 100Mbit/s.
Istnieją urządzenia zasilające, które mogą pracować w sieci 1000Mbit/s. Mają transformatory, które umożliwiają przesłanie napięcia razem z danymi (jak w 802.3af opcja A).
Należy zaznaczyć, że pasywne PoE jest niezgodne ze standardem i nie jest polecane przy realizacji profesjonalnych sieci.

Urządzenia pozwalające na zasilanie pasywnym PoE