Napájení přes Ethernet - Power over Ethernet

Napájení přes Ethernetnebo PoE, popisuje některé z několika standardy nebo ad hoc systémy, které projdou elektrická energie spolu s údaji o kroucená dvojlinka Ethernet kabeláž. To umožňuje jedinému kabelu poskytovat datové připojení i elektrickou energii zařízením, jako je Bezdrátové přístupové body (WAP), Kamery internetového protokolu (IP), a Telefony Voice over Internet Protocol (VoIP).
Existuje několik běžných technik přenosu energie po ethernetové kabeláži. Tři z nich byly standardizovány Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Standard IEEE 802.3 od roku 2003. Tyto standardy jsou známé jako alternativa A, alternativa B, a 4PPoE. Pro 10BASE-T a 100BASE-TX pouze dva ze čtyř signální páry v typickém Kočka 5 jsou použity kabely. Alternativa B odděluje data a napájecí vodiče, což usnadňuje řešení problémů. Rovněž plně využívá všechny čtyři kroucené páry v typickém kabelu Cat 5. Kladné napětí vede podél pinů 4 a 5 a záporné podél pinů 7 a 8.
Alternativa A přenáší energii na stejné vodiče jako data pro varianty Ethernet 10 a 100 Mbit / s Ethernet. To je podobné jako fantomová síla technika běžně používaná pro napájení kondenzátorových mikrofonů. Síla se přenáší na datové vodiče přivedením společného napětí na každý pár. Protože Ethernet používá kroucenou dvojici diferenciální signalizace, to neruší přenos dat. Napětí v běžném režimu lze snadno extrahovat pomocí střed kohoutku standardního Ethernetu pulzní transformátor. Pro Gigabitový Ethernet a rychlejší, obě alternativy A a B přenášejí energii na párech vodičů také pro data, protože všechny čtyři páry se používají pro přenos dat při těchto rychlostech.
4PPoE poskytuje napájení pomocí všech čtyř párů kabelu kroucené dvoulinky. To umožňuje vyšší výkon pro aplikace jako Kamery Pan – Tilt – Zoom (PTZ), vysoce výkonné WAP nebo dokonce nabíjení baterie do notebooku.
Kromě standardizace stávající praxe pro náhradní pár (Alternativa B), napájení datového páru v běžném režimu (Alternativa A) a přenos 4 párů (4PPoE), standardy IEEE PoE zajišťují signalizaci mezi zařízení pro získávání energie (PSE) a napájené zařízení (PD). Tato signalizace umožňuje, aby zdroj energie detekoval přítomnost konformního zařízení, a umožňuje zařízení a zdroji vyjednat požadovanou nebo dostupnou energii.
Vývoj standardů
Originál IEEE 802.3af-2003[1] Standard PoE poskytuje až 15,4 W. z DC výkon (minimální 44 V DC a 350 mA[2][3]) na každém portu.[4] Pouze 12,95 W. je zajištěno, že bude k dispozici na napájeném zařízení, protože část energie se rozptýlí v kabelu.[5] Aktualizováno IEEE 802.3at-2009[6] Standard PoE známý také jako PoE + nebo PoE plus, poskytuje až 25,5 W. energie pro zařízení typu 2.[7] Standard z roku 2009 zakazuje napájenému zařízení používat k napájení všechny čtyři páry.[8] Oba tyto standardy byly od té doby začleněny do IEEE 802.3-2012 vydání.[9]
The IEEE 802.3bu-2016[10] změna zavedena jeden pár Napájení přes datové linky (PoDL) pro standardy Ethernetu s jedním párem 100BASE-T1 a 1000BASE-T1 určené pro automobilové a průmyslové aplikace. U standardů se dvěma nebo čtyřmi páry se přenáší pouze síla mezi páry, takže v každé dvojici není přítomno jiné napětí než to, které představuje přenášená data. U jednoho páru Ethernet se energie přenáší paralelně s daty. PoDL definuje 10 výkonových tříd v rozmezí od 0,5 do 50 W (při PD).
Podíváme-li se na způsoby, jak zvýšit množství přenášeného výkonu, IEEE definoval IEEE 802.3bt 4PPoE v září 2018.[11] Standard zavádí dva další typy napájení: až 55 W (typ 3) a až 90-100 W (typ 4). Každá dvojice kroucených párů musí zvládnout proud až 600mA (Typ 3) nebo 960 mA (Typ 4).[12] Navíc podpora pro 2,5 GBASE-T, 5 GBASE-T a 10 GBASE-T je zahrnuto.[13] Tento vývoj otevírá dveře novým aplikacím a rozšiřuje využití aplikací, jako je vysoce výkonný bezdrátové přístupové body a bezpečnostní kamery.
Použití
- Produkty využívající PoE
An IP kamera napájeno přes Power over Ethernet
IP telefon Avaya 1140E s podporou PoE
Ve Spojených arabských emirátech je nainstalován mikrovlnný spoj CableFree FOR3: kompletní venkovní rádio s proprietárním vysokým výkonem přes Ethernet
Mezi příklady zařízení napájených PoE patří:[14]
- VoIP telefony
- IP kamery počítaje v to PTZ
- WAP
- Dekodéry IP TV (IPTV)
- Síť směrovače
- Mini síťový přepínač instalován ve vzdálených místnostech, aby podporoval malý shluk ethernetových portů z jednoho uplink kabel. Napájení PoE se přivádí do portu PD (nebo PoE in). Tyto přepínače mohou zase napájet vzdálená zařízení PoE využívající průchod PoE.
- Interkom a systémy veřejného ozvučení a zesilovače reproduktorů na chodbě
- Nástěnné hodiny v místnostech a chodbách, s použitím nastaveného času Network Time Protocol (NTP)
- Venkovní střešní rádia s integrovanými anténami, bezdrátovými CPE na bázi 802.11 nebo 802.16 (vybavení zákazníka) používanými bezdrátovými ISP
- Venkovní bod k bodu mikrovlnná a milimetrová rádia a některé Optika volného prostoru (FSO) jednotky obvykle s proprietárním PoE
- Průmyslový kontrolní systém komponenty včetně senzorů, ovladačů, měřičů atd.
- Řízení přístupu komponenty včetně pomocných bodů, interkomů, vstupních karet, bezklíčového vstupu atd.
- Inteligentní ovladače osvětlení a Světelná dioda (LED) Svítidla[15]
- Jevištní a divadelní zařízení, jako jsou síťové zvukové únikové a směrovací boxy
- Dálkový Point of Sale (POS) kiosky
- Inline ethernetové prodlužovače[16]
- Rozbočovače PoE, které vysílají energii, často při jiném napětí (např. 5 V), k napájení vzdáleného zařízení nebo nabíjení a mobilní telefon
Terminologie
Zařízení pro získávání energie
Zařízení pro získávání energie (PSE) jsou zařízení, která poskytují (zdroj ) napájení ethernetového kabelu. Tímto zařízením může být síťový přepínač, běžně nazývaný endspan (IEEE 802.3af to označuje jako koncový bod), nebo zprostředkující zařízení mezi přepínačem nepodporujícím PoE a zařízením PoE, externím PoE injektor, nazvaný a střední rozpětí přístroj.[17]
Napájené zařízení
A napájené zařízení (PD) je jakékoli zařízení napájené pomocí PoE, které tedy spotřebovává energii. Mezi příklady patří bezdrátové přístupové body, Telefony VoIP, a IP kamery.
Mnoho napájených zařízení má konektor pomocného napájení pro volitelný externí zdroj napájení. V závislosti na provedení lze z pomocného portu napájet část, žádnou nebo veškerou energii zařízení,[18][19] s pomocným portem také někdy funguje jako záložní napájení v případě výpadku napájení napájeného PoE.
Funkce správy napájení a integrace
Zastánci PoE očekávají, že se PoE stane globálním dlouhodobým standardem stejnosměrného napájecího kabelu a nahradí mnoho jednotlivců AC adaptéry, které nelze snadno centrálně spravovat.[20] Kritici tohoto přístupu tvrdí, že PoE je ze své podstaty méně efektivní než střídavé napájení kvůli nižšímu napětí, a to je ještě horší díky tenkým vodičům Ethernetu. Obhájci PoE, jako Ethernet Alliance, poukazují na to, že uvedené ztráty jsou pro nejhorší scénáře, pokud jde o kvalitu kabelu, délku a spotřebu energie napájených zařízení.[21] V každém případě, kdy centrální napájení PoE nahradí několik vyhrazených střídavých obvodů, transformátorů a měničů, lze ztrátu energie v kabeláži ospravedlnit.
Integrace EEE a PoE
Integrace PoE s IEEE 802.3az Energeticky efektivní Ethernet Standard (EEE) potenciálně produkuje další úspory energie. Předstandardní integrace EEE a PoE (např Marvell je EEPoE uvedené v bílé knize z května 2011) tvrdí, že je třeba dosáhnout úspor až 3 W na odkaz. Tato úspora je obzvláště významná, protože zařízení s vyšším výkonem jsou online. Marvell tvrdí, že:
- „S vývojem PoE z poměrně nízkého zdroje energie (až 12,95 W na port) na jeden se zařízeními do 25,5 W se ztráty stejnosměrného (DC) výkonu přes kabely Ethernet exponenciálně zvýšily. Přibližně 4,5 W / port plýtvání energií na kabelu CAT5, CAT5e, CAT6 nebo CAT6A ... po 100 m ... EEE obvykle nešetří více než 1 W na linku, takže řešení ztráty 4,5 W na linku z neefektivity přenosu PoE by poskytlo mnohem více přírůstků úspory. Nová energeticky účinná technologie PoE (EEPoE) může zvýšit účinnost na 94% při přenosu přes stejný 25 ohmový kabel a napájet zařízení vyhovující standardu IEEE 802.3at v synchronních 4 párech. Při použití synchronních 4 párů jsou napájena napájená zařízení pomocí všech dostupných vodičů. Například na 24portovém systému IEEE 802.3at-2009 typu 2 (s výkonem 25,5 W na port) je uloženo více než 50 W. “[22]
Standardní implementace
Standardy Power over Ethernet jsou implementovány podle specifikací v IEEE 802.3af-2003 (který byl později začleněn jako klauzule 33 do IEEE 802.3-2005 ) nebo aktualizace 2009, IEEE 802.3at. Standardy vyžadují kabel kategorie 5 nebo lepší pro vysoké úrovně výkonu, ale umožňují použití kabel kategorie 3 pokud je zapotřebí méně energie.[23]
Napájení se dodává jako signál v běžném režimu přes dva nebo více z diferenciální páry vodičů nalezených v Ethernet kabely a pochází ze zdroje napájení v síťovém zařízení s podporou PoE, jako je například Ethernetový přepínač nebo mohou být vstřikovány do kabelového vedení pomocí střední rozpětí zdroj napájení. Napájecí zdroj se středním rozpětím, známý také jako a PoE napájecí injektor„, je dalším zdrojem napájení PoE, který lze použít v kombinaci s přepínačem bez PoE.
A fantomová síla Používá se technika, která umožňuje napájeným párům také přenášet data. To umožňuje jeho použití nejen s 10BASE-T a 100BASE-TX, které používají pouze dva ze čtyř párů v kabelu, ale také s 1000BASE-T (gigabitový Ethernet), 2,5 GBASE-T, 5 GBASE-T, a 10 GBASE-T které pro přenos dat používají všechny čtyři páry. To je možné, protože specifikují všechny verze ethernetového kabelu s kroucenými páry diferenciální přenos dat přes každý pár s spojka transformátoru; na středních odbočkách transformátoru na každém konci lze provést stejnosměrné napájení a připojení zátěže. Každá dvojice tedy operuje běžný režim jako jedna strana stejnosměrného napájení, takže k dokončení obvodu jsou zapotřebí dva páry. Polarita stejnosměrného napájení může být invertována křížené kabely; napájené zařízení musí pracovat buď s párem: náhradní páry 4–5 a 7–8, nebo datové páry 1–2 a 3–6. Polarita je definována standardy pro náhradní páry a nejednoznačně implementována pro datové páry s použitím a diodový můstek.
Vlastnictví | 802.3af (802.3at typ 1) "PoE" | 802.3at typ 2 „PoE +“ | 802.3bt typ 3 „4PPoE“[24]/ "PoE ++" | 802.3bt typ 4 „4PPoE“ / „PoE ++“ |
---|---|---|---|---|
Napájení dostupné na PD[poznámka 1] | 12,95 W. | 25,50 W. | 51 W. | 71 W. |
Maximální výkon dodávaný společností PSE | 15,40 W. | 30,0 W. | 60 W. | 100 W.[poznámka 2] |
Rozsah napětí (na PSE) | 44,0–57,0 V[25] | 50,0–57,0 V[25] | 50,0–57,0 V | 52,0–57,0 V |
Rozsah napětí (při PD) | 37,0–57,0 V[26] | 42,5–57,0 V[26] | 42,5–57,0 V[27] | 41,1–57,0 V |
Maximální proud Imax | 350 mA[28] | 600 mA[28] | 600 mA za pár[27] | 960 mA za pár[27] |
Maximální odpor kabelu na sadu párů | 20 Ω[29] (Kategorie 3 ) | 12,5 Ω[29] (Kategorie 5 ) | 12,5 Ω[27] | 12,5 Ω[27] |
Řízení spotřeby | Tři úrovně výkonové třídy (1-3) sjednané podpisem | Čtyři úrovně výkonové třídy (1–4) sjednané podpisem nebo 0,1 W kroky vyjednané LLDP | Šest úrovní výkonové třídy (1–6) sjednaných podpisem nebo 0,1 W kroky vyjednané LLDP[30] | Osm úrovní výkonové třídy (1–8) sjednaných podpisem nebo 0,1 W kroky vyjednané LLDP |
Snížení maximální provozní teploty kabelu | Žádný | 5 ° C (9 ° F) s aktivním jedním režimem (dva páry) | 10 ° C (20 ° F) s více než polovinou svázaných párů kabelů na Imax[31] | 10 ° C (20 ° F) s požadovaným plánováním teploty |
Podporovaná kabeláž | Kategorie 3 a kategorie 5[23] | Kategorie 5[23][Poznámka 3] | Kategorie 5 | Kategorie 5 |
Podporované režimy | Režim A (endspan), režim B (midspan) | Režim A, Režim B | Režim A, Režim B, 4párový režim | 4párový režim je povinný |
Poznámky:
- ^ Většina spínané napájecí zdroje v napájeném zařízení ztratí dalších 10 až 25% dostupné energie k ohřevu.
- ^ Norma ISO / IEC 60950 Safety Extra Low Voltage (SELV) omezuje výkon na 100 W na port (obdoba obvodu US NEC třídy 2).
- ^ Přísnější specifikace kabelu umožňuje předpokládat vyšší proudovou zatížitelnost a nižší odpor (20,0 Ω pro kategorii 3 oproti 12,5 Ω pro kategorii 5).
Napájecí zařízení
K dispozici jsou tři režimy, A, B a 4-pair. Režim A dodává energii datovým párům 100BASE-TX nebo 10BASE-T. Režim B dodává energii na náhradní páry. 4-pair dodává energii na všechny čtyři páry. PoE lze také použít na Ethernetu 1000BASE-T, 2,5GBASE-T, 5GBASE-T a 10GBASE-T, v takovém případě nejsou žádné náhradní páry a veškerá energie je dodávána pomocí fantomové techniky.
Režim A má dvě alternativní konfigurace (MDI a MDI-X), které používají stejné páry, ale s různými polaritami. V režimu A, piny 1 a 2 (pár # 2 v T568B kabeláž) tvoří jednu stranu 48 V DC a kolíky 3 a 6 (pár # 3 v T568B) tvoří druhou stranu. Jedná se o stejné dva páry, které se používají k přenosu dat v sítích 10BASE-T a 100BASE-TX, což v těchto sítích umožňuje poskytování energie i dat pouze přes dva páry. Volná polarita umožňuje PoE přizpůsobit se kříženým kabelům, propojovacím kabelům a Auto MDI-X.
V režimu B piny 4–5 (pár # 1 v obou T568A a T568B) tvoří jednu stranu stejnosměrného napájení a piny 7–8 (pár č. 4 u T568A i T568B) zajišťují návrat; jedná se o „náhradní“ páry v 10BASE-T a 100BASE-TX. Režim B proto vyžaduje 4párový kabel.
O tom, zda bude použit režim napájení A nebo B, rozhoduje PSE, nikoli PD. PD, které implementují pouze režim A nebo režim B, jsou standardem zakázány.[32] PSE může implementovat režim A nebo B nebo oba. PD označuje, že je v souladu se standardy tím, že mezi napájené páry umístí rezistor 25 kΩ. Pokud PSE detekuje příliš vysoký nebo příliš nízký odpor (včetně zkratu), není přivedeno napájení. To chrání zařízení, která nepodporují PoE. Volitelné výkonová třída Tato funkce umožňuje PD indikovat své energetické požadavky změnou snímacího odporu při vyšších napětích.
Aby si PD udržel energii, musí používat alespoň 5–10 mA po dobu alespoň 60 ms najednou. Pokud PD trvá déle než 400 ms bez splnění tohoto požadavku, bude PSE považovat zařízení za odpojené a z bezpečnostních důvodů odpojí napájení.[33]
Existují dva typy PSE: endspans a midspans. Endspans (běžně nazývané přepínače PoE) jsou ethernetové přepínače, které zahrnují přenosové obvody napájení přes Ethernet. Midspans jsou napájecí injektory, které stojí mezi běžným ethernetovým přepínačem a napájeným zařízením a dodávají energii bez ovlivnění dat. Koncové rozpětí se běžně používají v nových instalacích nebo v případě, že je nutné přepínač vyměnit z jiných důvodů (například při přechodu z 10/100 Mbit / s až 1 Gbit / s), což usnadňuje přidání funkce PoE. Střední rozteče se používají, když není potřeba vyměňovat a konfigurovat nový ethernetový přepínač a do sítě je třeba přidat pouze PoE.
Etapa | Akce | Specifikované volty (V) | |
---|---|---|---|
802.3af | 802.3at | ||
Detekce | PSE detekuje, zda má PD správnou odolnost podpisu 19–26,5 kΩ | 2.7–10.1 | |
Klasifikace | PSE detekuje odpor indikující rozsah výkonu (viz. níže ) | 14.5–20.5 | |
Marek 1 | Signals PSE podporuje standard 802.3at. PD představuje a 0,25–4 mA zatížení. | — | 7–10 |
Třída 2 | PSE znovu vydává klasifikační napětí pro indikaci schopnosti 802.3at | — | 14.5–20.5 |
Marek 2 | Signály PSE podporuje standard 802.3at. PD představuje a 0,25–4 mA zatížení. | — | 7–10 |
Spuštění | Spouštěcí napětí[34][35] | > 42 | > 42 |
Normální operace | Napájení zařízení[34][35] | 37–57 | 42.5–57 |
Zařízení vyhovující standardu IEEE 802.3at se také označují jako Typ 2. Může také použít síťový standard 802.3at LLDP komunikace signalizovat schopnost 802.3at.[36]
Třída | Používání | Klasifikační proud (mA) | Rozsah výkonu při PD (W) | Maximální výkon z PSE (W) | Popis třídy |
---|---|---|---|---|---|
0 | Výchozí | 0–5 | 0.44–12.94 | 15.4 | Klasifikace není implementována |
1 | Volitelný | 8–13 | 0.44–3.84 | 4.00 | Velmi nízký výkon |
2 | Volitelný | 16–21 | 3.84–6.49 | 7.00 | Nízký výkon |
3 | Volitelný | 25–31 | 6.49–12.95 | 15.4 | Střední síla |
4 | Platí pro zařízení typu 2 (802.3at), není povoleno pro zařízení 802.3af | 35–45 | 12.95–25.50 | 30 | Vysoký výkon |
5 | Platí pro zařízení typu 3 (802.3bt) | 36–44 & 1–4 | 40 (4 páry) | 45 | |
6 | 36-44 & 9–12 | 51 (4 páry) | 60 | ||
7 | Platí pro zařízení typu 4 (802.3bt) | 36–44 & 17–20 | 62 (4 páry) | 75 | |
8 | 36–44 & 26–30 | 71,3 (4 páry) | 99 |
Třídu 4 mohou používat pouze zařízení IEEE 802.3at (typ 2), která pro fáze zapnutí vyžadují platné proudy třídy 2 a Mark 2. Zařízení 802.3af představující proud třídy 4 je považováno za nekompatibilní a místo toho bude považováno za zařízení třídy 0.[39]:13
Konfigurace pomocí ethernetové vrstvy 2 LLDP
Link Layer Discovery Protocol (LLDP) je ethernetový protokol vrstvy 2 pro správu zařízení. LLDP umožňuje výměnu informací mezi PSE a PD. Tyto informace jsou formátovány v Typ-délka-hodnota (TLV). Standardy PoE definují struktury TLV používané PSE a PD k signalizaci a vyjednání dostupného výkonu.
TLV Záhlaví | Informační řetězec TLV | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Typ (7 bitů) | Délka (9 bitů) | IEEE 802.3 OUI (3 oktety) | Podtyp IEEE 802.3 (1 oktet) | Podpora napájení MDI[41] (1 oktet) | Výkonový pár PSE[41] (1 oktet) | Výkonová třída (1 oktet) | Priorita typu / zdroje (1 oktet) | PD požadovaná hodnota výkonu (2 oktety) | Hodnota výkonu přidělená PSE (2 oktety) |
127 | 12 | 00-12-0F | 2 | třída portu b0: 1 = PSE; 0 = PD Podpora napájení b1 PSE MDI b2 PSE stav napájení MDI Schopnost ovládat páry b3 PSE b7-4 vyhrazeno | 1 = signální pár 2 = náhradní pár | 1 = třída 0 2 = třída 1 3 = třída 2 4 = třída 3 5 = třída 4 | b7 typ napájení: 1 = typ 1; 0 = Typ 2 b6 typ napájení: 1 = PD; 0 = PSE b5-4: zdroj energie b3-2: vyhrazeno b0-1 priorita napájení: 11 = nízká; 10 = vysoká; 01 = kritická; 00 = neznámá | 0–25,5 W. v 0,1 W kroky | 0–25,5 W. v 0,1 W kroky |
TLV Záhlaví | Informační řetězec TLV | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
Typ (7 bitů) | Délka (9 bitů) | IEEE 802.3 OUI (3 oktety) | Podtyp IEEE 802.3 (1 oktet) | Podpora napájení MDI[41] (1 oktet) | Výkonový pár PSE[41] (1 oktet) | Výkonová třída (1 oktet) |
127 | 7 | 00-12-0F | 2 | b0 třída portu: 1 = PSE; 0 = PD Podpora napájení b1 PSE MDI b2 PSE stav napájení MDI Schopnost ovládat páry b3 PSE b7-4 vyhrazeno | 1 = signální pár 2 = náhradní pár | 1 = třída 0 2 = třída 1 3 = třída 2 4 = třída 3 5 = třída 4 |
TLV Záhlaví | MED Záhlaví | Rozšířené napájení prostřednictvím MDI | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Typ (7 bitů) | Délka (9 bitů) | TIA OUI (3 oktety) | Rozšířený výkon prostřednictvím podtypu MDI (1 oktet) | Typ napájení (2 bity) | Zdroj energie (2 bity) | Priorita napájení (4 bity) | Hodnota výkonu (2 oktety) |
127 | 7 | 00-12-BB | 4 | PSE nebo PD | Normální nebo Zachování zálohy | Kritický, Vysoký, Nízký | 0–102,3 W. v 0,1 W kroky |
Fáze nastavení jsou následující:
- PSE (poskytovatel) fyzicky testuje PD (spotřebitel) pomocí fáze 3 třídy 802.3af.
- PSE zapíná PD.
- PD odešle do PSE: Jsem PD, maximální výkon = X, požadovaný maximální výkon = X.
- PSE pošle PD: Jsem PSE, maximální povolený výkon = X.
- PD nyní může využívat takové množství energie, jaké určuje PSE.
Pravidla pro toto vyjednávání o moci jsou:
- PD nikdy nebude vyžadovat více energie než fyzická třída 802.3af
- PD nikdy nebude čerpat více než maximální výkon inzerovaný PSE
- PSE může popřít jakékoli PD čerpající více energie, než je maximální povolená PSE
- PSE nesnižuje výkon přidělený PD, který se používá
- PSE může žádost snížený výkon, prostřednictvím režimu zachování[43]:10
Nestandardní implementace
Cisco
Některé přístupové body Cisco WLAN a Telefony VoIP podporoval proprietární formu PoE mnoho let předtím, než existoval standard IEEE pro doručování PoE. Původní implementace PoE od společnosti Cisco nelze upgradovat na software podle standardu IEEE 802.3af. Originální zařízení PoE od společnosti Cisco je schopné dodat až 10 W. na port. Množství energie, které má být dodáno, je sjednáno mezi koncovým bodem a přepínačem Cisco na základě hodnoty výkonu, která byla přidána k proprietárnímu produktu Cisco Cisco Discovery Protocol (CDP). CDP je také zodpovědné za dynamickou komunikaci hodnoty Voice VLAN z přepínače Cisco do telefonu Cisco VoIP Phone.
V rámci předstandardního schématu společnosti Cisco pošle PSE (switch) a pulz rychlého odkazu (FLP) na vysílacím páru. PD (zařízení) spojuje vysílací linku s přijímací linkou pomocí a dolní propust.PPE dostane na oplátku FLP. PSE bude poskytovat společný režim proudu mezi páry 1 a 2, což bude mít za následek 48 V DC[44] a 6,3 W[45] výchozí přidělený výkon. PD pak musí poskytovat ethernetové spojení uvnitř 5 sekund na port přepínače režimu automatického vyjednávání. Pozdější zpráva CDP s a hodnota typu délka řekne BCPP svůj konečný energetický požadavek. Přerušení linkových impulzů vypne napájení.[46]
V roce 2014 společnost Cisco vytvořila další nestandardní implementaci PoE s názvem Univerzální napájení přes Ethernet (UPOE). UPOE může po vyjednání použít všechny 4 páry k napájení až 60 W.[47]
Lineární technologie
Proprietární vývoj s vysokým výkonem s názvem LTPoE ++, využívající jediný ethernetový kabel CAT-5e, je schopen dodávat různé úrovně při 38,7, 52,7, 70 a 90 W.[48]
Microsemi
PowerDsine, získané Microsemi v roce 2007 prodává výkonové vstřikovače midspan od roku 1999 se svým vlastním Napájení přes LAN řešení. Několik společností jako např Polycom, 3Com, Lucente a Nortel využívat PowerDsine Power over LAN.[49]
Pasivní
V pasivním systému PoE injektor nekomunikuje s napájeným zařízením, aby vyjednal jeho požadavky na napětí nebo výkon, ale pouze neustále dodává energii. Běžné pasivní aplikace 100 Mbit / s používají pinout režimu B 802.3af (viz § Pinouts ) - s DC pozitivní na piny 4 a 5 a DC negativní na 7 a 8 a daty na 1-2 a 3-6. Gigabitové pasivní injektory používají transformátor na datových pinech, aby umožnily sdílení energie a dat o kabelu, a jsou obvykle kompatibilní s režimem 802.3af Mode A. K dispozici jsou pasivní injektory midspan s až 12 porty.
Zařízení, která potřebují 5 voltů, obvykle nemohou používat PoE při 5 V na ethernetovém kabelu na krátké vzdálenosti (asi 4,6 m), protože pokles napětí na kabelu je příliš výrazný, takže 24 V nebo 48 V až 5 V DC-DC na vzdáleném konci je vyžadován převodník.[50]
Pasivní zdroje napájení PoE se běžně používají s řadou vnitřních a venkovních bezdrátových rádiových zařízení, nejčastěji od společnosti Motorola (nyní Cambium), Ubiquiti Networks, MikroTik a další. Dřívější verze pasivních zdrojů napájení 24 VDC PoE dodávaných s rádii založenými na standardech 802.11a, 802.11ga 802.11n jsou obvykle pouze 100 Mbit / s.
Existují také pasivní stejnosměrné vstřikovače, které převádějí napájecí zdroj 9 V na 36 V DC nebo 36 V na 72 V DC na stabilizovaný 24 V 1 A, 48 V 0,5 A nebo až 48 V 2,0 A PoE napájení s '+' na pinech 4 a 5 a '-' na pinech 7 a 8. Tyto injektory DC-to-DC PoE se používají v různých telekomunikačních aplikacích.[51]
Omezení kapacity energie
The ISO / IEC TR 29125 a Cenelec Návrhy norem EN 50174-99-1 nastiňují nárůst teploty kabelového svazku, který lze očekávat od použití 4PPoE. Rozlišují se dva scénáře:
- svazky se zahřívají zevnitř ven a
- svazky se zahřívají zvenčí, aby odpovídaly teplotě okolí.
Druhý scénář do značné míry závisí na prostředí a instalaci, zatímco první je ovlivněn pouze konstrukcí kabelu. U standardního nestíněného kabelu se nárůst teploty související s PoE zvyšuje o faktor 5. U stíněného kabelu tato hodnota klesá v závislosti na provedení na 2,5 až 3.
Pinouts
Kolíky na spínači | Barva T568A | Barva T568B | 10/100 režim B, DC na náhradní díly | Režim 10/100 A, smíšené DC a data | 1000 (1 gigabitový) režim B, DC a bi-data | 1000 (1 gigabitový) režim A, DC a bi-data | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pin 1 | ![]() Bílý / zelený proužek | ![]() Bílý / oranžový proužek | Rx + | Rx + | DC + | TxRx A + | TxRx A + | DC + | ||
Pin 2 | ![]() Zelená pevná látka | ![]() Oranžová pevná látka | Rx - | Rx - | DC + | TxRx A - | TxRx A - | DC + | ||
Kolík 3 | ![]() Bílý / oranžový proužek | ![]() Bílý / zelený proužek | Tx + | Tx + | DC - | TxRx B + | TxRx B + | DC - | ||
Pin 4 | ![]() Modrá pevná látka | ![]() Modrá pevná látka | DC + | Nepoužitý | TxRx C + | DC + | TxRx C + | |||
Kolík 5 | ![]() Bílý / modrý proužek | ![]() Bílý / modrý proužek | DC + | Nepoužitý | TxRx C - | DC + | TxRx C - | |||
Kolík 6 | ![]() Oranžová pevná látka | ![]() Zelená pevná látka | Tx - | Tx - | DC - | TxRx B - | TxRx B - | DC - | ||
Pin 7 | ![]() Bílý / hnědý proužek | ![]() Bílý / hnědý proužek | DC - | Nepoužitý | TxRx D + | DC - | TxRx D + | |||
Kolík 8 | ![]() Hnědá pevná látka | ![]() Hnědá pevná látka | DC - | Nepoužitý | TxRx D - | DC - | TxRx D - |
Reference
- ^ 802.3af-2003, Červen 2003
- ^ IEEE 802.3-2005, oddíl 2, tabulka 33-5, položka 1
- ^ IEEE 802.3-2005, oddíl 2, tabulka 33-5, položka 4
- ^ IEEE 802.3-2005, oddíl 2, tabulka 33-5, položka 14
- ^ IEEE 802.3-2005, oddíl 2, bod 33.3.5.2
- ^ Dodatek 3 protokolu 802.3at: Napájení datových koncových zařízení (DTE) prostřednictvím vylepšení rozhraní závislých na médiích (MDI), 11. září 2009
- ^ „Dodatek k standardu IEEE 802.3 vylepšuje správu napájení a zvyšuje dostupnou energii“. IEEE. Citováno 2010-06-24.
- ^ Článek 33.3.1, který uvádí, „PD, které současně vyžadují napájení jak z režimu A, tak z režimu B, nejsou touto normou výslovně povoleny.“
- ^ Standard IEEE 802.3-2012 pro Ethernet, Asociace standardů IEEE, 28. prosince 2012
- ^ „Pracovní skupina IEEE P802.3bu 1-Pair Power over Data Lines (PoDL)“. 2017-03-17. Citováno 2017-10-30.
- ^ „Napájení IEEE P802.3bt DTE přes MDI přes čtyřpárovou pracovní skupinu“. 2016-03-29. Citováno 2018-10-11.
- ^ IEEE 802.3bt 145.1.3 Parametry systému
- ^ „Návrh standardu IEEE P802.3bt / D1.5 pro Ethernet - dodatek: Parametry fyzické vrstvy a správy pro DTE Power přes MDI přes 4-páry“ (PDF). 30. listopadu 2015. Citováno 2017-04-09.
- ^ „Power over Ethernet“. Komerční webová stránka. GarrettCom. Archivovány od originál 29. srpna 2011. Citováno 6. srpna 2011.
- ^ „Jasný nový výhled pro LED: nové ovladače, nové možnosti“ (PDF). Poznámka ke komerční aplikaci. Maxim Integrated. Citováno 27. dubna 2015.
- ^ „Ethernet Extender pro zařízení POE a POE Plus“. Citováno 2015-10-26.
- ^ Technické poznámky Cisco Aironet Zařízení se středním rozsahem 1000BASE-T, Archivováno 02.08.2011 na Wayback Machine navštívil 18. července 2011
- ^ IEEE 802.3-2008, oddíl 2, bod 33.3.5
- ^ IEEE 802.3at-2009, bod 33.3.7
- ^ Dave Dwelley (26. října 2003), „Vyhoďte ty„ zdi bradavice “pomocí napájení přes Ethernet“, Elektronický design, vyvoláno 2018-07-21
- ^ David Tremblay; Lennart Yseboodt (10. listopadu 2017), „Objasnění mylných představ o ztrátách napájení přes Ethernet a kabelech“, Instalace a údržba kabeláže, vyvoláno 2018-07-21
- ^ Roman Kleinerman; Daniel Feldman (květen 2011), Power over Ethernet (PoE): Energeticky efektivní alternativa (PDF)Marvell, vyvoláno 2016-08-31
- ^ A b C IEEE 802.3at-2009, bod 33.1.1c
- ^ Koussalya Balasubramanian; David Abramson (květen 2014). „Base Line Text for IEEE 802.3 BT“ (PDF). Citováno 2017-04-02.
- ^ A b IEEE 802.3at-2009 Tabulka 33-11
- ^ A b Tabulka 33-18 IEEE 802.3at-2009
- ^ A b C d E Tabulka IEEE 802.3bt 145-1
- ^ A b IEEE 802.3at-2009 Tabulka 33-1
- ^ A b IEEE 802.3at-2009 33.1.4 Parametry systému typu 1 a typu 2
- ^ IEEE 802.3bt 145.3.1 Definice typu PD
- ^ IEEE 802.3bt 145.1.3.1 Požadavky na kabeláž
- ^ IEEE 802.3 33.3.1 PD PI
- ^ Herbold, Jacob; Dwelley, Dave (27. října 2003), „Vyhoďte ty„ zdi bradavice “pomocí napájení přes Ethernet“, Elektronický design, 51 (24): 61, archivovány z originál dne 2005-03-20
- ^ A b IEEE 802.3-2008, oddíl 2, tabulka 33-12
- ^ A b IEEE 802.3at-2009, tabulka 33-18
- ^ „LTC4278 IEEE 802.3at PD se synchronním řadičem No-Opto Flyback a podporou 12V Aux“ (PDF). cds.linear.com. str. 15. Archivovány od originál (PDF) dne 13.7.2011.
- ^ IEEE 802.3-2018, oddíl 2, tabulka 33-9
- ^ IEEE 802.3bt, tabulka 145-26
- ^ IEEE 802.3-2008, oddíl 2, bod 33.3.4
- ^ Ustanovení IEEE 802.3 79.3.2 Napájení přes MDI TLV
- ^ A b C d IETF RFC 3621
- ^ IEEE 802.1AB-2009 příloha F.3 Napájení přes MDI TLV
- ^ A b „Návrh LLDP / LLDP-MED pro PoE Plus (2006-09-15)“ (PDF).2010-01-10
- ^ „Plánování pro Cisco IP Telephony> Analýza síťové infrastruktury“. 12. 1. 2010 ciscopress.com
- ^ „Power over Ethernet na přepínači řady Cisco Catalyst 6500“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 06.11.2010. 12. 1. 2010 conticomp.com
- ^ „Porozumění algoritmu Cisco IP Phone 10/100 Ethernet In-Line Power Detection Power - Cisco Systems“. 12. 1. 2010 cisco.com
- ^ „Cisco Universal Power Over Ethernet - uvolněte sílu své síťové bílé knihy“. Systémy Cisco. 11.7.2014. Archivovány od originál dne 2017-11-28.
- ^ „Řadiče rozhraní Power over Ethernet“.
- ^ PowerDsine Limited, archivovány z originál dne 2012-07-28
- ^ „5voltové napájení přes ethernetové adaptéry“. Archivovány od originál dne 02.07.2013.[nespolehlivý zdroj? ]
- ^ „Pasivní napájení přes ethernetové zařízení, AC-DC a DC-DC“. Archivovány od originál dne 2010-06-20.