Что такое PoE? Для чего используют PoE устройства.

Что такое PoE?

PoE пошло от аббревиатурного сокращения Power over Ethernet, что в переводе означает «питание по сети Ethernet». Звучит просто, но технически все не так просто. Это далеко не кабель, где на одной стороне вилка, а на второй разъем RJ-45. Ведь это пока невозможно, так как электронные устройства работают на постоянном токе с низким напряжением 12В, 24В, 48В и так далее. А значит в сети должны присутствовать устройства для выполнения функций понижающего напряжения трансформатора и в обязательном порядке выпрямителя.

В витой паре стандарта 100BASE-T или Fast Ethernet на 100 Мбит/с данные передают только 2 паре, то есть еще 2 пары остаются свободными. И кому то пришла мысль, что можно их использовать для подачи электропитания. Используя один LAN-кабель, устройство получает и данные и так нужное ей электропитание. Это решает задачи, когда оборудование размещается на крыше, высокой мачте и в те места, куда отдельный кабель для электропитания подать трудно, дорого или вообще невозможно.

Чуть позже придумали вариант, когда и данные и электропитание подается по тем же самым жилам в кабеле. Технология пригодилась для сетей Gigabit Ethernet, 10/100/1000 Мб/с, когда все присутствующие 4 пары передают информацию. При этом данные и питание передаются на совершенно разных уровнях, что бы не мешать друг другу.

Устройства PoE

Существует 3 вида устройств PoE:

PoE-потребители (PD)

Ими являются IP-камеры, точки доступа и прочие устройства, где производителем предусмотрена возможность получения электричества по витой паре (сетевому кабелю). Весьма часто такие устройства имеют и стандартный разъем для питания. В технических характеристиках такого устройства будет пометка о том, что поддерживается входящее «PoE in». И обязательно в паспорте должен быть указан поддерживающийся тип Power over Ethernet.

PoE-источники (PSE)

Данные устройства могут подавать электропитание в сетевой кабель (витую пару). В свою очередь они делятся на конечные источники (endspan) и промежуточного типа (midspan). Как правило это конструктивно сложенные вместе блок питания для подключения электрической сети плюс блок, с помощью которого распределяется питание по проводникам витой пары. Или же вообще оба эти элемента в комплекте.

Конечными PoE-источниками являются PoE-коммутаторы и маршрутизаторы, еще их называют активными источниками. К портам таких устройств с помощью витой пары подключают точки доступа и IP-камеры, которые смогут получать электропитание.

К промежуточным относятся PoE-адаптеры (инжекторы). Еще их называют PoE-источниками пассивного типа или просто пассивные PoE-источники. Представляют собой PoE-шнур или PoE-блок. Использовать лучше PoE-блоки, ведь они оснащены защитой, присутствует гальваническая развязка и зачастую имеют полезные функции. В основном это удаленная перезагрузка, мониторинг короткого замыкания, перезагрузки и тому подобное.

PoE-шнур станет наиболее простым способом реализации источника питания по сетевому шнуру (витой паре). Его задача – это просто добавить электрическую составляющую в LAN-кабель. Но в отличии от PoE-блока не имеет гальванической развязки.

PoE-сплиттеры

Их назначением является организация удаленного стабильного питания в сети в том случае, когда конечному устройству необходимо питание но нет поддержки технологии PoE. Действие их противоположно PoE-адаптерам. А точнее, электропитание, что поступает к PoE-сплиттерам по одному кабелю разделяется на два кабеля. Идут отдельно данные и отдельно питание. По конструкции PoE-сплиттер может быть и блоком и шнуром.

PoE конвертеры

При создании сети иногда возникают ситуации, когда потребитель и источник PoE работают с совершенно разным напряжением и используют разные стандарты. Этот момент решит PoE-конвертер.

А теперь давайте посмотрим, как при помощи PoE подать питание по витой паре.

Самое главное, что нужно знать для подключения.

Припустим, Вы заказали какой-то PoE-адаптер, произвели его подключение к электросети и Ethernet, соединили по LAN-кабелю с точкой доступа, которой нужно было питание. Вроде все просто.

Но тут «Бах!!!» и Ваша точка доступа сгорела. Как же так?

А все дело в том, что важно учитывать несколько факторов, чтобы правильно организовать подключение по PoE.
1. Изучите какой тип питания предоставит PoE-коммутатор или же инжектор. То есть, какой стандарт, какое подается на витую пару напряжение и как сделана распиновка.
2. Сопоставьте напряжение, которое должно получить устройство.
3. На какое расстояние должно подаваться напряжение.

Это поможет Вам выбрать совместимое друг с другом PoE-оборудование, а также просчитать саму возможность электропитания удаленно.

И если Вы это не сделаете, то в лучшем случае ваше устройство просто не включится, а в худшем – его уже никто не сможет отремонтировать.

ntools.com.ua

Что такое PoE-адаптер. Power over Ethernet

В привычных современному IT-специалисту кабелях типа «витая пара», с помощью которой ПК могут объединяться в сеть, скрыта одна примечательная возможность. Дело в том, что посредством них может передаваться не только цифровой поток данных, но также и электропитание. Для этого должны быть задействованы дополнительные устройства — PoE-адаптеры. При этом существует большое количество их разновидностей и способов подключения данных девайсов в сеть. Какова специфика работы такого оборудования?

Основные сведения об устройстве

PoE-адаптер — это девайс, задействующий возможности PoE-технологии, которая позволяет передавать через обычную витую пару питание на требуемое устройство. При этом способность Ethernet-кабеля осуществлять обмен цифровыми сигналами не теряется, и сеть остается полностью функциональной.

Расшифровка аббревиатуры PoE — Power over Ethernet. То есть «питание посредством стандарта Ethernet». PoE-адаптер иногда именуется «инжектором» — но второй тип устройства все же корректнее считать разновидностью первого. Изучим специфику использования рассматриваемого девайса в контексте задействования возможностей PoE-технологии.

Подробнее о технологии

Технология Power over Ethernet позволяет обеспечивать подачу питания на самые разные типы устройств: Wi-Fi-роутеры, камеры, накопители. Главное преимущество данной технологии в том, что она предполагает задействование единственного комплекта проводов — как для осуществления трансляции цифровых сигналов, так и для подачи электричества.

В итоге при монтаже сетей нет потребности в том, чтобы прокладывать провода для розеток, а также в том, чтобы инсталлировать необходимое дополнительное электрооборудование. В некоторых случаях монтаж силовых кабелей может быть осложнен не вполне оптимальным физическим расположением компонентов сети. Например, бывает, что Wi-Fi-адаптер обеспечивает наилучший сигнал в той точке здания, к которой подвести электричество проблематично. То же можно сказать и о камерах: иногда может возникнуть потребность в мониторинге территорий, которые трудно обеспечить электропитанием.

Технология PoE позволяет организовывать подключение девайсов к розеткам, которые могут, как мы отметили выше, одновременно выводить устройства в сеть и подавать питание на него. Данный подход может быть задействован в случае модернизации текущей сетевой инфраструктуры. Вполне реально подвести питание к уже действующим розеткам.

Преимущества технологии

Итак, если резюмировать ключевые преимущества технологии, о которой идет речь, то они могут формировать следующий перечень:

— использование одного и того же кабеля возможно как для подачи электропитания, так и для обмена цифровыми данными;

— возможны экономические выгоды, связанные с отсутствием необходимости инсталлировать силовые кабели и иное необходимое оборудование;

— достигается высокий уровень безопасности сетевой инфраструктуры соответствующего типа, благодаря наличию стандартов, обеспечивающих необходимую защиту компонентов от скачков напряжения;

— есть возможность модернизации текущей сетевой инфраструктуры, организации связи на участках, которые были ранее недоступны для проведения монтажа в силу необходимости в прокладывании электрокабелей;

— есть возможность организации удаленного контроля над устройствами посредством сетевых протоколов.

Изучим теперь основные стандарты, на базе которых функционируют PoE-сети.

Стандарты

Основной протокол, задействуемый при организации соответствующей инфраструктуры — IEEE 802.3af. Он предполагает включение в сеть 2 типов устройств — источников электроэнергии и потребителей. Ими могут быть, как мы отметили выше, Wi-Fi-роутеры, сетевые накопители. Отлично работают в таких системах камеры. В числе известных брендов-производителей, выпускающих девайсы, с которыми может взаимодействовать PoE-адаптер — Axis.

Девайсы первого типа — источники — могут располагаться на начальном участке сети либо между девайсом, подающим электропитание, и потребителем. Рассматриваемый стандарт позволяет осуществлять подачу электропитания по витой паре неэкранированного типа различных классов — в частности, поддерживается 5, 5е и 6 при напряжении в 48 В и мощности потребления в пределах 15 Вт. При этом никакого влияния на качество передачи цифровых данных по кабелю не оказывается и существенной модернизации текущей сетевой инфраструктуры в аспекте пропускной способности не предполагается.

Способы подачи напряжения

Сеть, функционирующая на базе стандарта Power over Ethernet, может обеспечиваться электричеством посредством двух схем.

Во-первых, можно использовать на конечных участках линий сигнальные трансформаторы, относимые к категории высокочастотных. Напряжение питания будет подаваться на их центральные отводы. Аналогично с них, но у же на стороне приема, напряжение будет сниматься. Подобная технология позволяет задействовать одну и ту же пару проводов как для трансляции высокочастотных сигналов, так и для передачи электричества.

Во-вторых, можно задействовать с целью передачи питания свободные пары, присутствующие в кабеле соответствующего типа. Как это возможно? Дело в том, что на практике 2 из 4 пар, что есть в Ethernet-кабеле, часто не задействуются. Разумеется, если речь идет об их соответствии технологии 100 Base TX.

Отмеченная специфика организации работы сети в формате PoE предполагает, что особенности использования инжекторов будут зависеть от того, каким именно способом — первым или вторым, передается напряжение. Так, возможности отмеченного стандарта 802.3af позволяют осуществлять передачу электричества на пары в связках 1,2 или, например, 4,5 кабеля. В свою очередь, инжекторы могут быть вполне совместимы с технологией 100 Base TX. Однако если речь идет о сплиттерах, то они должны работать при любой из отмеченных выше схем передачи питания, даже если полярность соединения будет изменена.

Типы PoE-оборудования

Существует несколько классов оборудования, способного работать в режиме передачи питания по витой паре. PoE-адаптер — один из них (соответствующие девайсы имеют большое количество разновидностей — их специфику мы изучим). Наряду с ним также существуют PoE-коммутаторы, а также потребляющие девайсы. Во многих случаях они могут интегрироваться в одну систему. Изучим специфику работы каждого из отмеченных типов оборудования подробнее.

Потребляющие устройства

Потребляющие устройства — это, собственно, те самые сетевые девайсы, на которые подается питание по витой паре. Важная их характеристика — входное сопротивление. Соответствующий показатель обычно определяется в интервале 19-26,5 кОм. Как правило, в структуре системы, к которой подключаются потребляющие устройства, присутствует также конденсатор.

Коммутаторы

Коммутатор PoE предназначен для обеспечения функционирования сети в части распознавания корректности подключений кабелей к точкам доступа. Сети соответствующего типа работают на основе протоколов 802.3af, о котором мы сказали выше, а также 802.3at. Они позволяют обеспечивать взаимодействие различных девайсов в условиях возможных скачков напряжения. Если коммутатор PoE не использовать, то есть вероятность, что в силу случайных колебаний тока в витой паре потребляющее устройство выйдет из строя.

Адаптеры

Девайсы рассматриваемого типа, как мы отметили выше, классифицируются на дополнительные разновидности. Так, PoE-адаптер может быть питающим. В его структуре присутствует блок питания, а также элемент спряжения, который может быть оснащен гальванической развязкой и в этом случае выглядеть как небольшая коробка либо представлять собой обычный провод. Адаптер питания PoE, собственно, иногда именуется инжектором. На российском рынке присутствует большое количество решений данного типа. Так, например, популярен адаптер PoE TP Link 150S. Важнейшая техническая характеристика девайса соответствующего типа — стабилизированное напряжение. Оптимальным показателем считается 48 В, если говорить об отмеченной модели устройства от TP Link.

Другой тип PoE-адаптера — принимающий. Он, однако, также задействуется для обеспечения питания девайсов с помощью витой пары, но только тех, что не относятся к категории потребляющих. Для того чтобы такое оборудование функционировало, желательно, чтобы его мощность не превышала 24 Вт. Можно отметить, что в рамках рассматриваемого класса устройств выделяются девайсы, относящиеся к категории сплиттеров. По сути дела, их также можно отнести к потребляющим устройствам.

Если говорить о PoE-адаптерах, являющихся сплиттерами, они предназначены для работы с другим типом устройств — PoE-Switch. То есть главная их функция — разделение сетевых данных на отдельные потоки с целью последующей трансляции на девайсы, которые не принадлежат к категории потребляющих устройств. Сплиттеры отвечают за преобразование напряжения, которое в них подается, до тех уровней, что оптимальны для конечного оборудования — например, это могут быть показатели в 5, 12 или 48 В.

В свою очередь, сплиттеры также классифицируются на две разновидности — активные и пассивные. Что касается первых, они могут функционировать как с коммутаторами, так и с питающими адаптерами. К таким устройствам относится, например, сплиттер типа DWL-P50 от D-Link. PoE-адаптер, классифицируемый как девайс рассматриваемого типа, также может быть пассивным. Работать они могут только с инжекторами. При этом они, как отмечают специалисты, часто продаются вместе с ними в едином комплекте.

Нюансы эксплуатации адаптеров

При грамотном подключении адаптеров, задействующих технологию Power over Ethernet, проблем с организацией работы сети возникать не должно. Но некоторые сложности, в силу специфики используемых в подобных системах стандартов, все же могут появляться. Так, например, PoE-Switch может определить, что активный источник не является потребляющим устройством, и сеть может временно обесточиться в силу того, что в системе задействуется пассивный сплиттер. Нужно, в свою очередь, заменить его на активный. Другая возможная проблема — отключение напряжения при попытке соединить потребляющее устройство к коммутатору. Решить ее можно посредством установки дополнительного девайса — PoE-конвертера.

Интересен тот факт, что с точки зрения издержек предприятия, в котором прокладывается сеть, при небольшом количестве потребляющих устройств выгоднее задействовать пассивные девайсы, при большом — активные. Некоторые IT-специалисты считают, что уже после того, как количество точек доступа превысит 3 штуки, можно задействовать активные адаптеры.

Оптимальный тип кабеля

Технология Power over Internet предполагает задействование, таким образом, витой пары. Но они бывают, как известно, разных типов — например, с 2 и 4 парами. Какая из них лучше всего подходит для монтажа сетей соответствующего типа? Как отмечают специалисты, функциональность система сохранит при использовании любого типа кабеля. Но если речь идет о большой нагрузке на коммутатор — например, если задействуются все доступные его порты, то кабель с 4 парами — оптимальный вариант.

fb.ru

Что такое PoE на примере пары коммутаторов

С приходом большого количества устройств, подключаемых по локальной сети, появилось и желание их удаленно питать. Ведь согласитесь, тянуть отдельный кабель к небольшому устройству, которое и так уже подключено своим кабелем для передачи данных не только неудобно, а еще и дорого.
В общем сегодня поговорим о том, что такое PoE и с «чем его едят».

PoE или полностью — Power over Ethernet технология очень старая, впервые я о ней узнал лет так 15 назад, примерно тогда, когда у нас начали появляются всякие домовые сети типа «пионернэт». А так как я много занимаюсь разными блоками питания, то заинтересовался и этим.

Данная технология позволяет питать относительно маломощные устройства прямо по сетевому кабелю. Причем в этот список входят самые разнообразные устройства — сетевые камеры, IP телефоны, метеостанции, коммутаторы, даже маломощные компьютеры.
Кстати именно такой способ позволяет простыми средствами преодолеть рубеж в 100м для медного кабеля, когда посередине линии ставится дополнительный коммутатор, питающийся от кабеля и транслирующий данные на следующие 100м.

Кабели для локальных сетей существуют разные, но чаще всего применяется двух или четырехпарный, при этом в четырехпарном кабеле и 100 Мбит сети остается две незадействованные пары, которые изначально планировали использовать для телефона (как вариант — синюю пару).
При этом по стандарту на синюю пару подается плюс, а на коричневую — минус, что лично на мой взгляд немного нелогично, так как куда логичнее было бы подавать на коричневую плюс, а на синюю минус, по аналогии с фаза/ноль в электрической сети. Но видимо разработчики руководствовались другим принципом.

Самый простейший способ передачи питания по витой паре, это так называемый Passive PoE, когда жилы кабеля просто продолжают провод выхода БП. Для данного способа используют специальные комплекты.

Внешняя реализация при этом выглядит следующим образом:
Переходники включатся в разрыв между кабелем и устройством, причем как по линии Ethernet, так и по линии питания, и по сутия являются просто удлинителем.
Но есть проблема, малая дальность работы. На левом рисунке указано что длина не более 30 метров, но это зависит от многих вещей:
1. Напряжения питания.
2. Качества кабеля
3. Запаса по входному напряжению у конечного устройства

И в итоге при питании в 5 Вольт и довольно потребляющем устройстве дистанция может быть существенно уменьшена, кроме того такой вариант не имеет гальванической развязки.

Так как сопротивление жил кабеля уменьшить нельзя, то для увеличения дальности работы поднимают напряжение, а на удаленной стороне ставят инжектор с понижающим преобразователем. Собственно такие системы я неоднократно делал и сам.

Максимальное напряжение питания в таких системах составляет около 48-55 Вольт. Подобные системы бывают:
1. Как на 1 порт, так и на несколько.
2. Как полностью поддерживающие стандарт PoE, так и работающие в режиме Passive PoE
3. На 48 и на 24/12 Вольт.

Кроме того некоторые «альтернативно одаренные» пытались даже подавать просто 220 Вольт, я сам встречал подобные «решения». За такие вещи этим людям надо как минимум укорачивать руки, желательно по самые плечи, потому как такое решение не просто неправильно, а еще и предельно опасно:
1. Риск удара электрическим током
2. Не меньший риск свернуть себе шею, так как можно резануть кабель под напряжением стоя на стремянке, которая в свою очередь стоит на какой нибудь лестнице в подъезде.
3. Шанс устроить пожар.

Основных схем подачи питания в кабель существует два, А и В. Разница между ними предельно проста, в А для питания используются те же жилы что и для данных (такая вот неожиданность), в В синяя и коричневая пары, т.е. незадействованные в 100 Мбит подключении.

Чаще всего применяется вариант В, как немного более простой, вариант А выигрывает тем, что можно использовать двухпарный кабель, который немного дешевле.

Кроме того в варианте В есть возможность установки промежуточного инжектора, например на половине пути, хотя никто не мешает поставить его и около коммутатора.

Я в свое время также делал по варианту В.

В вики есть табличка, где указано расположение контактов и их назначение в случае разных схем включения.
При этом ниже есть упоминание —

Организация IEEE планирует собрать группу по разработке нового стандарта PoE, который позволит использовать все четыре пары кабеля Ethernet и, как минимум, удвоить предел мощности для питания устройств

На самом деле схема питания с использованием всех жил уже довольно давно и вполне успешно применяется и позволяет передать в два раза больше мощность на то же расстояние. Причем с гигабитным подключением!
Именно такой вариант я хотел делать в своих устройствах, но дело стало за специальными трансформаторами со средним отводом, хотя у меня еще была идея сделать развязку как в телевидении, где по коаксиальному кабелю идет и питание и сигнал. Но потом мне это стало просто неинтересно и я все забросил.

Кроме того, существует и соответствующий стандарт — ieee802.3at или т.н. PoE+.
Ниже скриншот из этого документа, где указана максимальная мощность в стандарте PoE и PoE+. А так как сопротивление кабеля и напряжение неизменно, то получить больше мощность можно только одним способом — передавая энергию сразу по всем четырем парам проводников.

Также ниже показаны классы по энергопотреблению, т.е. правильное PoE устройство сначала сообщает источнику питания что оно хочет, а дальше если источник может это отдать (это зашито в настройках источника), то на выходе появляется питание.
По понятным причинам поддержка стандарта PoE+ необходима и на строне потребителя.

Очень хорошее описание стандарта PoE+ есть по этой ссылке, на русском языке и довольно понятно.

Все что я написал выше, определяет по сути среду передачи, т.е. что, как и через что передаем, в данном случае речь идет конечно о питании, а не о данных.
Но на самом деле PoE это не просто — подал питание в кабель и все заработало, ситуация несколько сложнее и об этом я расскажу ниже, а пока перейду к практической части обзора, т.е. коммутатору который имеет функцию PoE.

Меня часто спрашивают — подскажи где лучше купить камеры на али. Вот как раз в этом обзоре товар из магазина, где я беру камеры постоянно и за все время была только одна проблема, вместо двух камер прислали одну (я заказываю попарно, чтобы не пугать таможню). Так я еще до распаковки посылки написал продавцу, мол проблема. В ответ он попросил номер заказа, и через час ответил что мол да, есть такое дело, вам лучше деньги вернуть или недостающий товар отправить?

Второй раз была даже не столько проблема, сколько мелкий нюанс. Я оплатил заказ, но продавец не отсылает и не отсылает. В итоге заказ закрылся автоматически до отправки, деньги вернулись автоматом.
Пишу — мол что за ерунда. Мне отвечают — была заминка с товаром на складе (бывает), отправить можем через 2 дня.
Я — ок, но покупал с купоном и была скидка в сумме на 4 бакса + почти доллар потерял на транзакции денег. Можете компенсировать мои убытки? В ответ — нет проблем, заказывайте но не оплачивайте, компенсируем. И действительно, через 10 минут после заказа мне скинули цену.

И так, получил я коммутатор, упакован был довольно неплохо, хотя в отзывах к заказу была жалоба на недостаточное качество упаковки, но как по мне, то все отлично. Сам коммутатор упакован в картонную коробку + еще общая коробка 1 в 1 по размеру первой. Постоянно у данного продавца встречаю что наружная коробка подобрана так, что упаковка товара внутри не болтается.

В комплект поставки входит:
1. Коммутатор
2. Кабель питания
3. Крепеж
4. Инструкция и гарантийный талон.

1. Инструкция полностью на китайском, расписано подключение, а также приведены все варианты выпускаемых коммутаторов и их условные обозначения у производителя.
2. Кабель питания самый обычный, знакомый любому компьютерщику. Качество среднее, кабель тонкий, но с тем что потребление у устройства низкое, то вполне пойдет.

3, 4. Также дали 5 винтиков и пару крепежных «ушек», за которые можно прикрутить коммутатор в стойку. На самом деле винтов надо 4, пятый является запасным.

В описании заявлена поддержка (ieee802.3af) Макс. 15.4 Вт/ (ieee802.3at) Макс. 30 Вт на 1 порт, но при этом максимальная потребляемая мощность 150 Ватт, насколько я понимаю, это максимальная мощность от сети, а не по выходам.

Сам по себе коммутатор выглядит вполне стандартно, прямоугольная металлическая коробочка с кучей разъемов.
Ширина передней панели 220мм, что в комплекте с «ушками» позволяет его установить в 10 дюймов стойку.

Конфигурация разъемов 8+2. В данном случае это означает, что коммутатор имеет 8 PoE и 2 обычных разъема.
Бывают разные конфигурации, например 4 PoE+1 обычный, 8 PoE + 2 гигабитных, 24 PoE + 24 обычных + 2 гигабитных и т.д.

Например на работе один из коммутаторов для питания камер это Cisco SF200-48P. У него 24 порта PoE, 24 просто 100 Мбит и пара гигабитных.

Правда в данном случае это управляемый коммутатор и одной из его удобных особенностей является удаленное управление питанием портов на случай если какая-то камера зависла (такое тоже иногда случается).
После одной из летних гроз у меня из двух таких коммутаторов остался один, второй безнадежно вышел из строя, надо будет забрать домой поковыряться. Заменил на 24 порта TPlink.
Думаю все понимают, что ценник на такие устройства немного больше, чем на обозреваемое. На момент покупки он стоил около 600 долларов (если не путаю) или 12 долларов за порт, обозреваемый стоит 57 или 5.7 доллара за порт.

Как и у «взрослых» коммутаторов, здесь часть портов выделена для подключения устройств, в данном случае восемь.

Еще два порта ничего питать не могут и обычно их используют для последовательного включения нескольких коммутаторов.

Применяется несколько разных схем подключения.
1. Распределенная (вверху). Коммутаторы устанавливаются в местах наибольшего скопления потребителей, а с сервером и друг с другом соединяются одним кабелем.
2. Звезда. Здесь все кабели сводятся в одну точку, где уже заведены на центральный коммутатор/коммутаторы, который подключен к серверу.

Преимущества первого варианта — меньшее количество кабеля, соответственно меньше итоговая стоимость проекта, возможность работы устройств на большем удалении от сервера.
Преимущества второго варианта — выше надежность решения.

Каскадирование коммутаторов удобно когда надо охватить большую площадь, потому как длина кабельных линий ограничена. но при этом появляется проблема, в случае обесточивания одного из коммутаторов (или обрыва линии) погасает все. У топологии «звезда» выключается только один потребитель, причем это очень легко диагностировать.

Кроме того, наращивать коммутаторы до бесконечности нельзя, так как есть ограничение на пропускную способность основного канала. Например к данному коммутатору можно подключить 8 камер, а скорость «наружных» портов 100 Мбит. Я настраиваю камеры обычно на скорость потока 3-4 Мбит, соответственно 8 камер будут требовать до 32 Мбит, два последовательно до 64 Мбит, три…, нет, три вообще нормально работать не будут, так как необходим запас. Итого обозреваемых коммутаторов можно поставить последовательно два, ну в теории три, с ограничениями.
Если потребителей будет больше, то выбирают коммутаторы с гигабитными Uplink (так называются дополнительные порты) и тогда можно систему значительно расширить.

Почему я предпочитаю топологию «звезда». Превысить предел длины кабеля в 100-150 метров в пределах одного объекта получается не очень часто, потому обычно сначала выбирается место для «серверной», находящееся как можно близко к центру звезды и тогда мы получаем диаметр охвата в 200-300м, что весьма неплохо. При этом мы получаем централизованное бесперебойное питание (а в моем случае еще и питание от двух энерговводов с АВР) и соответственно больше надежность.

Как-то в ходе всего что я писал выше, забыл о том, что данное решение подходит для тех, кто не использует регистраторы со встроенным PoE. В случае покупки такого регистратора он умеет питать камеры сам, но есть минусы:
1. В случае форсмажора в виде молнии есть высокий шанс остаться и без регистратора
2. Надежность такого решения несколько ниже, так как в коробке с электроникой и греющимися жесткими дисками находится еще и довольно мощный блок питания.

К примеру фото регистратора Хиквижн с 8 PoE портами.

Вообще эти фотографии готовились для другого обзора еще зимой, но не думаю что буду его писать. Могу лишь сказать от себя, что в итоге я с парой регистраторов Хиквижн поймал такой глюк, что сомневаюсь в том, что буду в дальнейшем смотреть на них позитивно.

Сзади находится разъем для подключения кабеля питания, а слева почти все отведено под вентиляционные щели.

Но справа кроме отверстий для вентиляции есть еще и мелкий переключатель, которого нет у обычных коммутаторов. Данный переключатель реализует функцию, больше необходимую для систем видеонаблюдения и подобных с не очень большим трафиком, но с необходимостью применения кабеля большой длины.
Дело в том, что данный переключатель принудительно переводит PoE порты в режим 10 Мбит и тес самым позволяет получить больше дальность работы за счет более низкой скорости.

Снизу просто наклейка, увы но у данного коммутатора нет ножек, что весьма неудобно при установке его на столе.

Наверняка те, кто читает мои обзоры не в первый раз, решат что сейчас будет разборка. Нет, разборка конечно будет, но не сейчас 🙂
Дальше я покажу еще один коммутатор, который также использую. Куплен он в оффлайне и стоит в районе 40-50 долларов.
Поставляется также в картонной коробке, а внутри упаковка типа как лоток для яиц.

Так как блок питания у данного коммутатора внешний, то соответственно и комплектация выглядит куда как больше, хотя по сути все почти одинаково.
1. Коммутатор
2. Блок питания
3. Кабель питания
4. Крепеж
5. Ножки
6. Инструкция

1. Кабель питания здесь немного получше, блок питания 54 Вольта 1.11 Ампера (60 Ватт).
2. Пара кронштейнов, пять винтиков и резиновые ножки! Вот последнего пункта мне реально не хватало у предыдущего коммутатора.

Коммутатор продается под ТМ UTEPO.

Вы наверное спросите, почему я выше написал — под ТМ (торговой маркой), а не произведен. Да все очень просто. Во время подготовки обзора я искал некоторую информацию и случайно наткнулся на вот такой коммутатор, не замечаете ничего общего?
Кстати, к коммутаторам FoxGate я еще вернусь.

Здесь также присутствует переключатель CCTV\Default, кроме него на переднюю панель вынесена только индикация включения.

Соку отверстия для вентиляции и отверстие для замка Кенсингтона.

Данный коммутатор рассчитан на 6 портов, организованных как 4+2, т.е. 4 порта PoE и два работают как Uplink для связи с другими коммутаторами или компьютером/регистратором.
Сюда же вынесено гнездо для подключения блока питания.

Два коммутатора в сравнении.

Ну а теперь разборка, но так как это зрелище не для слабонервных, то оно находится под спойлером.

Разборка большого коммутатора.

Справедливости ради стоит сказать, что сначала я разбирал мелкий коммутатор, но по некоторым причинам решил показать его вторым.
В общем выкручиваем четыре винта, попутно срывая бумажную гарантийную пломбу и снимаем крышку.

Блок питания выполнен на отдельной плате, что в общем-то как и положено, но при этом не имеет собственного кожуха.
Зато все подключения выполнены при помощи разъемов, а выходной кабель еще и в дополнительной изоляции, потому монтаж даже неплох.

Вторая плата соответственно сам коммутатор.

1. На входе БП присутствует сетевой фильтр и термистор, но вот варистора нет, а предохранитель мелкий.
2. Входной конденсатор неизвестного мне производителя, емкость 120 мкФ.
3. Радиатор высоковольтного транзистора имеет несколько забавную форму, а кроме того он по сути собран из двух, верхняя часть привинчена к основной. Но как по мне, то хоть радиатор и имеет большую площадь, но место установки транзистора некорректное, очень далеко от центра радиатора.
4. Кроме того дополнительная часть радиатора хоть и привинчена через термопасту, но имеется небольшая щель в месте изгиба основного радиатора.

У выходного диода радиатор имеет уже более привычный внешний вид, по площади вполне с запасом.
На выходе три конденсатора, имеется также и дроссель для уменьшения пульсаций.

Под блоком питания присутствует пленка-изолятор, а вот сверху изоляции нет, за это минус, потому как радиатор «горячей» части находится очень близко от верхней крышки корпуса а сам радиатор подключен к минусу входного диодного моста.

Коммутатор.

Что любопытно, на плате есть место для установки разъема, а значит существует подобный коммутатор с внешним БП.

Узел контроля PoE, о нем я расскажу после разборки, тем более что информация в одинаковой степени касается обоих коммутаторов.

Коммутатор состоит из двух чипов, а не одного общего. Такое решение часто чревато потерей скорости между соседними портами, так как у «правильных» коммутаторов чаще стоит один мощный чип с высокоскоростной переключающей матрицей, но в данном случае это все абсолютно не важно.

Узел управления PoE немного ближе. Видны токоизмерительные резисторы и транзисторы коммутирующее питание, а также контроллер, но увы без маркировки.

Снизу почти пусто.

1. ШИМ контроллер питания коммутатора.
2. По входу высоковольтного питания установлен супрессор.
3. Также супрессоры есть по каждому из восьми каналов.
4. Светодиоды индикации режимов непривычно вынесены на нижнюю сторону платы. Кстати мне это не очень понравилось, так как крайний светодиод светит больше в бок, чем вперед.

Еще одну недоработку я заметил когда собирал все это обратно. На фото около платы видно две стойки, так вот при установке платы одни из стоек (ближняя) упирается в печатную плату и при этом не имеет никакой изоляции. По идее она контачит с земляным полигоном, но я на всякий случай наклеил на нее кусочек изоленты.

Разборка мелкого коммутатора.

Разборку я начну неожиданно, с блока питания и тому будет объяснение.

Внутренности внешне похожи на недорогие БП для ноутбуков.

Выше я писал, что начал разбирать этот коммутатор первым, а точнее первым я разобрал этот БП. Посмотрел на него и подумал, какие-то странные конденсаторы неизвестной фирмы. Но каково же было мое удивление, когда при разборке большого коммутатора я внутри увидел блок питания с точно таким же комплектом конденсаторов, а точнее от той же фирмы.
И если при просто разборке я бы сказал — обычные дешевые конденсаторы, что еще можно ждать от неизвестного производителя, то когда увидел такие же компоненты в коммутаторе купленном в оффлайне, то даже не знаю что и сказать.

Входной конденсатор от той же фирмы и на такую же емкость, что наталкивает меня на мысль о некотором родстве, как минимум блоков питания.
Правда здесь по входу добавлен варистор, хотя в остальном все примерно так же.

А вот коммутатор состоит из двух плат, установленных в два этажа. Кстати разбирается он менее удобно, винты крепления находятся под передней панелью, которая приклеена к корпусу.

Плата коммутатора ничего особенного из себя не представляет.
.

По выходам, а также по входу питания также виднеются защитные супрессоры.

Снизу находится EEPROM, ШИМ контроллер и всякая мелочевка.

Дополнительная плата куда интереснее. Здесь расположен контроллер управления PoE, транзисторы управления питанием каналов, супрессоры, защитная схема из кучи диодов, фильтрующие дроссели, а также предохранители.
В общем могу сказать, что в плане функции PoE данная модель немного интереснее предыдущей.

Сравнительное фото двух коммутаторов. Уже на данном этапе могу сказать, что большой коммутатор более «нежный» и больше подходит для внутридомовых систем, а мелкий имеет лучше защиту.

Ну а теперь немножко тестов.
Сначала тест пропускной способности.

Скорость без коммутатора — 75 Мбит, через Uplink порты — 65-67 Мбит. Почему-то у меня даже при прямом подключении скорость не поднималась выше 80 Мбит, хотя при тестировании Андроид устройств я наблюдал и 90-95.

Теперь один компьютер подключен к Uplink порту, второй к PoE порту.
В нормальном режиме — 61-64 Мбит
В режиме CCTV — 9.5 Мбит, причем скорость режется очень ровно.

Тест второго коммутатора показал точно такие же результаты, я бы сказал — на грани погрешности самого теста.

Дальше тест под нагрузкой. Я решил, что неплохо бы провести тест как можно наглядней, без всякой заумной аппаратуры, тестеров, электронных нагрузок и т.п.
В общем тест предельно простой, берем 8 IP видеокамер, подключаем их к коммутатору и оставляем на несколько часов.

Потребление коммутатора на холостом ходу 3.1-3.2 Ватта.
При подключенных камерах было 34 Ватта, при этом ИК подсветка работала примерно на 50% мощности. К сожалению полную яркость получить не вышло, но в полной темноте было около 40-42 Ватт, хотя так как камер было много, то они начинали подсвечивать друг друга.

По итогу я понял, что такой тест совсем не тест, так как самым горячим место (45 градусов) была кучка камер, а коммутатор на их фоне выглядел вообще холодным, температура его корпуса была 37 градусов, и это в летом.

Вся проблема состояла в том, что вышеприведенный тест хоть и очень нагляден, но также и некорректен, так как потребление зависит от длины кабеля.
Объясняется это все очень просто, допустим камера потребляет 6 Ватт, при коротком кабеле такое же потребление будет и от коммутатора. Но с ростом длины кабеля добавляется его активное сопротивление, а так как потребление камеры в Вт неизменно, то вместе с падение напряжения на ее входе она пытается компенсировать потери, поднимая ток. Так как ток в цепи неизменен, то получается что при неизменном напряжении на выходе коммутатора и возросшем токе растет и мощность потребляемая от него.

В общем решил я сравнить, сколько потребляет камера подключенная коротким кабелем и куском длиной около 20м. но тест показал что потребление неизменно, банально не хватает разрешения Ваттметра.

Ладно, подумал я, усложним тест. Выше я писал что данный коммутатор поддерживает работу в стандарте ieee802.3at, т.е. передача питания по всем парам, соответственно сопротивление кабеля падает в два раза.
В итоге я взял еще кусок кабеля длиной около 15-20, но обжал его так, чтобы подключены были только две пары. Ну и заодно проверил, что коммутатор может питать камеру даже по двум сигнальным парам.
Но увы, этот тест также закончился ничем, потребление осталось на прежнем уровне. Вернее оно выросло, но грубыми приборами эту разницу не измерить.

По хорошему следующий тест должен был быть с длинным кабелем, но хоть у меня и есть на работе три полные катушки, проводить этот тест я не буду, так как 305 м это все равно много, а резать на куски новый кабель несколько затратно, как будут куски меньшей длины, обязательно попробую.

Собственно потому дальше я перешел к тесту при помощи электронной нагрузки, так как альтернатив у меня не осталось.
1, 2. Припаял пару проводов, вывел их наружу и подключил к электронной нагрузке.
3, 4. Ток нагрузки выставил 2.2 Ампера, а так как выходное напряжение блока питания составляет 51.6 Вольта, то получил около 114 Ватт или 14 Ватт на один порт при норме для PoE 13 Ватт. Потребляемая мощность при этом была около 130 Ватт.
5, 6. Погонял так с часок, а потом снизил мощность нагрузки до 80 Ватт или 10 Ватт на один порт, что с большим запасом для камер наблюдения.

А теперь измерим температуру.
1. Через полчаса при мощности 114 Ватт
2. Еще через пол часа при мощности 114 Ватт.
3. Через час работы при мощности 80 Ватт, пауза на остывание не делалась, просто снизил мощность и засек еще час.

Могу сказать, что 114 Ватт это предел для данного блока питания, при 104 Ватта (13 Ватт на порт) будет конечно немного лучше, но реально лучше не превышать лимит 10 Ватт на порт, что впрочем более чем достаточно для питания камер наблюдения.

А дальше мне почему-то захотелось убедиться, что коммутатор действительно соответствует стандарту ieee802.3at. Для этого я опять вынул плату собственно коммутатора и начал ее внимательно изучать.
В процессе выяснилось, что не все так гладко. Ниже на фото участок платы с разводкой четырех портов из восьми. Можно проследить дорожки от элементов D21, D79-81, которые идут в район гнезд RJ45.

Но меня интересовал узел около самих гнезд.

Для лучшего понимания я выделил цветом один из разъемов так, что цвет соответствует цвету проводов кабеля Ethernet, подключенного к нему.
По логике коричневая и синяя пары должны также идти к питанию, но ниже видны перемычки (элементы с маркировкой 0) и они распаяны не все. Отсутствуют перемычки к контактам обозначенным синим и коричневым. Измерение подтвердило, на этих контактах нет напряжения при работе камеры.
Такая схема допустима и нормальна, но это не ieee802.3at, потому если переключение в режим 10 Мбит поможет с увеличением дальности, то в плане питания я бы все равно не превышал 100-150 метров, впрочем это сильно зависит от мощности нагрузки.

Каково же было мое удивление, когда я решил посмотреть на этот счет и второй коммутатор, с гордой надписью на передней панели — PoE+.
В общем снизу к разъемам дорожки вообще не подходят.

А сверху явно видно что питание подведено по информационным парам (1,2 и 3,6). На всякий случай подключил камеру и проверил питание, ноль, только на указанных выше контактах.

В ходе обзора я упомянул коммутаторы FoxGate и то, что коммутатор на 4 порта, который я показал, является тем же самым, просто под другим именем.
Нашелся интересный коммутатор той же фирмы FoxGate или Utepo (уж не знаю кто у кого передирает), но который тестировали.
При этом у него есть интересная фишка, кнопки кратковременного отключения питания портов, хотя на мой взгляд это уже излишество и маркетинг. Там где критично пропадание связи от обесточивания всего коммутатора, обычно ставят управляемые, а там где не критично, проще передернуть разъем или обесточить весь коммутатор.

В общем ребята получили такие результаты, Cu — медь, CCA — биметалл.

А вот теперь попробую свести всю информацию вместе, а заодно ответить на некоторые вопросы, которые мне задают и которые я встречаю в обсуждениях. Не претендую на 100% достоверность и точность, но распишу как знаю.
1. PoE это действительно удобно, можно питать оборудование по тому же кабелю что и передаются данные.
2. PoE бывает двух видов:
а. «нормальный», т.е. с применением специального контроллера и с высоким напряжением до 57 Вольт.
б. Пассивный, без контроллера, просто подача питания в кабель.
3. «нормальный» PoE без нагрузки подает в кабель небольшое напряжение с ограничением тока, кабель подключенный к коммутатору можно резать, обжимать, ничего из строя не выйдет. Ничего не сгорит даже если перепутать все провода в разъеме, сам проверял, хотя конечно лучше не рисковать. При подключении соответствующего оборудования с таким же «нормальным» РоЕ питание будет подано автоматически.
4. Оборудование с «нормальным» РоЕ будет работать и просто от БП с напряжением 44-57 Вольт если подать питание на синюю (плюс) и коричневую (минус) пару. Впрочем внутри у РоЕ оборудования должен стоять диодный мост и полярность особого значения не имеет.
5. Оборудование рассчитанное под пассивное РоЕ при подключении к РоЕ коммутатору скорее всего работать не будет.
6. «Нормальный» PoE делится на три типа:
а. питание по тем же парам что и данные.
б. питание по коричневой и синей паре
в. питание по всем четырем парам. В данном случае это стандарт PoE+. В таком же варианте работает и гигабитное оборудование с РоЕ.
7. Следует помнить, что в отличии от «нормального» РоЕ, пассивное бывает и на 12, 24 Вольта, потому надо сначала это выяснить иначе можно вывести из строя ваше оборудование. У «нормального» РоЕ напряжение строго оговорено и такого быть не может.
8. Помимо коммутаторов с РоЕ бывает еще куча разного оборудования, например внешние инжекторы с полной его поддержкой, видеорегистраторы и т.п.
9. Как понять, поддерживает оборудование «нормальный» РоЕ или нет. Как минимум должна быть надпись — РоЕ, как максимум, указаны номера стандартов — IEEE802.3, IEEE802.3u, IEEE802.3x, IEEE802.3af/AT.

Что можно сказать по обозреваемому коммутатору.
К работе особых нареканий нет, работает стабильно, для простых решений вполне подходит, хотя и с некоторыми оговорками.
Снимать больше чем 10 Ватт на порт не рекомендую, будет перегреваться. Расстроило то, что не умеет питать нагрузку по четырем парам, но радует что питает по информационным, в таком варианте при необходимости можно по одному кабелю передать сигнал от двух устройств сразу.
Есть переключатель, который снижает скорость на РоЕ портах до 10 Мбит, тем самым увеличивая возможную длину кабеля к оборудованию.
Нарекание в плане безопасности, нет изолятора над блоком питания.

На этом у меня все, надеюсь что обзор был полезен, а я как обычно буду рад вопросам и просто комментариям по теме.

mysku.ru

FAQ по PoE, часть 1

1. Что такое PoE?
2. Устройства PoE.
3. Как с помощью PoE организовать подачу питания по витой паре?
4. Что важно знать для правильного подключения.

 

Что такое PoE?

Аббревиатура PoE расшифровывается как «Power over Ethernet» (питание по сети Ethernet). Но реализация технологии намного сложнее, чем при помощи кабеля с вилкой для электросети на одном конце и разъемом RJ-45 на другом, как на юмористической картинке в начале статьи. Такое простое воплощение попросту невозможно, так как большинство электронных устройств работают не на переменном, а на постоянном токе низкого напряжения: 12V, 24V, 48V и т. д. Поэтому в сети обязательно должны присутствовать устройства, выполняющие, в том числе, функции понижающего трансформатора и выпрямителя.

В сетевом кабеле (витой паре) с подключением по стандарту 100BASE-T (Fast Ethernet, 100 Мбит/с) данные передаются только по 2 парам, а остальные 2 пары остаются свободными. Однажды кто-то очень сообразительный придумал использовать эти свободные жилы для подачи электропитания на устройства. По одному LAN-кабелю техника получает и данные, и электричество. Очень удобно для тех случаев, когда оборудование нужно установить на крыше, на мачте, во дворе частного дома, то есть в тех местах, куда подводить отдельный кабель с электропитанием проблемно или дорого. 

Позднее возник другой вариант — подавать ток по тем же жилам, что и информацию. Это позволило применить технологию в сетях Gigabit Ethernet, 10/100/1000 Мбит/сек, где все 4 пары задействованы в передаче информации. Питание и данные передаются на разных физических уровнях, поэтому не мешают друг другу. 

Устройства PoE

В рамках технологии различают 3 вида устройств:

PoE-потребители (PD)

Это точки доступа, IP-камеры и другая техника, в которой производитель предусмотрел возможность получать электричество по сетевому кабелю (витой паре). Часто они дополнительно имеют также стандартный разъем электропитания. В характеристиках такой техники указывается, что она поддерживает так называемое «PoE in» (входящее). Также в паспорте устройства должно быть обозначено, какой именно тип Power over Ethernet оно поддерживает.

PoE-источники (PSE)

Эти устройства подают электропитание в витую пару. Их, в свою очередь, принято разделять на конечные (endspan) и промежуточные (midspan) источники. PoE-источник, по сути, это либо конструктивно объединенные в одном корпусе блок питания для подключения к электросети + блок, который распределяет питание по проводникам витой пары, либо два этих элемента в комплекте.

Конечные PoE-источники — это PoE-коммутаторы, маршрутизаторы, их также могут называть активными источниками. Подключив к порту такого роутера или свича посредством витой пары точку доступа, IP-камеру, мы подаем на подключенные устройства электропитание.

Промежуточные —  это PoE-адаптеры (инжекторы), которые также называют пассивными PoE-источниками.

Конструктивно PoE-инжектор может представлять собой PoE-блок или PoE-шнур.

PoE-адаптеры в виде блока обычно лучше, так как оснащены защитой, имеют гальваническую развязку, часто дополняются такими функциями, как удаленная перезагрузка устройства, мониторинг перегрузки, короткого замыкания и т. п.

PoE-шнур — это предельно простая реализация источника питания по витой паре, фактически он просто «добавляет» в LAN-кабель электрическую составляющую. Отличается от PoE-блока в частности тем, что не имеет гальванической развязки.

PoE-сплиттеры

Предназначены для организации удаленного питания в сети, если конечное устройство, которое необходимо запитать, не поддерживает технологию PoE. Сплиттеры действуют обратно адаптерам PoE: поступающие к ним по одному кабелю (витой паре) электропитание и данные они разделяют на два кабеля: отдельно электричество, отдельно данные.

PoE-сплиттер также может конструктивно представлять собой блок или шнур.

 

PoE конвертеры

При строительстве линков может возникнуть ситуация, когда источник и потребитель PoE работают с разным напряжением, разными стандартами. Для этих случаев существует такая группа устройств, как PoE-конвертеры.

 

Как с помощью PoE организовать подачу питания по витой паре

Варианты подключения с использованием разных типов устройств по технологии PoE наглядно иллюстрируются этой картинкой со схемами:

 

Что важно знать для правильного подключения

 

Вот мы купили какой-то PoE-адаптер, подключили его к Ethernet и электросети, подсоединили LAN-кабель от него в точку доступа, которую хотели запитать. Кажется, просто.

Только точка доступа почему-то сгорела. С чего бы это?

Все дело в том, что на практике, чтобы правильно организовать удаленное подключение по PoE, необходимо учесть несколько важных факторов:

• Тип питания, который предоставляется PoE-коммутатором или инжектором: какому стандарту соответствует, какое напряжение подает на пару, по какому типу сделана распиновка.
• Напряжение, которое необходимо нашей технике.
• Расстояние до удаленной точки.

 

Эти исходные данные помогут подобрать PoE-оборудование, которое совместимо друг с другом, и рассчитать возможность удаленного электропитания в принципе.

Если этого не сделать, в худшем случае, как мы уже сказали —  подключенное оборудование быстро выйдет из строя, в лучшем — вообще не включится.

Продолжение следует

В следующей статье мы разберем:

1. Стандарты и типы PoE.
2. Стандарты IEEE 802.3af, 802.3at — активное PoE.
3. Passive PoE.
4. Типы распиновки.
5. Кабель для PoE.
6. Длина PoE.
7. Бюджет мощности PoE.

 

  

И еще одно полезное устройство для электропитания GSM розетка позволит управлять подключением вашего оборудования к электросети удаленно: перезагружать, включать, выключать, проверять текущий статус — без необходимости выезжать по местонахождению оборудования.

lantorg.com

Питание камер по PoE — Телекоммуникационное оборудование

Какой источник питания PoE подходит для питания IP-камер?

PoE (Power over Ethernet) — технология, позволяющая передавать питание и данные через один Ethernet кабель. Требуется всего лишь соединить устройство, выдающее PoE, с устройством потребляющим питание по PoE, через сетевой разъем RJ-45. На первый взгляд кажется все просто и понятно, но как показала практика, не все вещи очевидны. 

Начнем с того, что есть «умное PoE» под стандартами 802.3af, 802.3at, 802.3bt, а есть пассивное PoE (Passive PoE) без привязки к стандартам. Основное отличие стандартов 802.3af&at состоит в том, что устройства, обеспечивающие подачу питания с PoE 802.3at могут подавать питание в два раза большей мощности по одному кабелю Ethernet. Внедрение нового стандарта PoE стандарта 802.3bt удваивает и, возможно, даже утраивает количество мощности, которое отправляется на конечные устройства. Стандарт 802.3bt используется в основном для питания мощных устройств, например PTZ IP-камер с обогревом или мощной ИК подсветкой. Этот новый мощный стандарт позволяет другим устройствам предлагать мощность PoE выше доступных в настоящее время режимов, обеспечивает еще большую мощность для устройств, значительно сможет помочь расширению базы приложений PoE. Инженеры, стремящиеся обеспечить простоту, такие как питание и данные вместе, могут полагаться на питание через Ethernet. Это позволит снизить затраты на установку, связанные с установкой отдельных линий. 

Устройства с PoE 802.3at способны обеспечить не больше 30Вт на порт, а устройства с PoE 802.3af — не больше 15.4Вт на порт, стандарт 802.3bt имеет максимально передаваемую мощность до 90Вт. Однако, при передаче некоторая часть мощности всегда теряется, и чем длиннее кабель, тем больше потери. 

Passive PoE – это существенно удешевленный аналог стандартов 802.3af, 802.3at и 802.3bt. Пассивное питание позволяет существенно снизить цену оборудования. Но при этом такое оборудование не производит проверку нуждающегося в питании по витой паре устройства на потребляемую мощность и его состояние. То есть напряжение просто подается постоянно. Присутствует риск несовместимости оборудования, что приведет или к моментальной поломке или устройство сломается чуть позже из-за перегрева плат и их подгорания.

Сегодня Power over Ethernet эффективно использует более 100 миллионов конечных устройств, которые развертываются в различных приложениях, включая IP-телефоны или беспроводные точки доступа. Если ваша IP-камера или IP-телефон поддерживает 802.3af, то вы можете смело использовать инжектор как 802.3af так и 802.3at, 802.3bt. (Говоря про инжектор, речь идет про источник питания), потому что инжектор не выдаст больше, чем может взять IP-камера, а значит устройство не сгорит.
Но если у вас PTZ IP-камера, с потреблением свыше 15.4Вт, то 802.3af вам уже не подойдет, нужен только 802.3at или 802.3bt источник питания.

Ключевые особенности PoE 802.3af, 802.3at и 802.3bt 

• Питание подается только после согласования между потребляющим устройством и выдающим питание. 
  Это происходит автоматически за доли секунд. Огромное преимущество — безопасность! Например, вы взяли инжектор питания PoE и случайно подключили PoE выход в компьютер в сетевую карту. Инжектор проверит, нужно ли питание сетевой карты, сетевая карта не ответит, питание поступать не будет, ничего не сгорит. (чего нельзя сказать о пассивном PoE).
• Гарантированная передача питания и видеоданных для IP-камер на 100 метров. Достигается за счет того, что напряжение источника питания (коммутатор или инжектор) в диапазоне от 44 до 57В и приемник питания (т.е камера) способна принимать питание в таком диапазоне.  Диапазон достаточно большой, это говорит о том, что если напряжение в кабеле просело на большом расстоянии, то камера всё равно получит питание и будет работать.

• Два типа передачи данных и питания. Для IP-камер с PoE 802.3af&at используется только 4 жилы, т.е питание идет по тем же парам что и данные. Для 802.3bt используются все 8 пар. Источник питания (инжектор или коммутатор PoE) может использовать один из вариантов на свое усмотрение, но IP-камера, согласно стандарту 802.3af, 802.3at  может принять питание как от варианта № 1 так и от варианта № 2 (см.ниже), что позволяет подключить две IP-камеры на один 4х парный кабель UTP. 

  Вариант№1 (1/2, 3/6)	Вариант№2 (4/5, 7/8)
  1.Бело-оранжевый	4.Синий
  2.Оранжевый	5.Бело-синий
  3.Бело-зелёный	7.Бело-коричневый
  6.Зелёный	8.Коричневый

 

• Контроль и управление питанием PoE 802.3af, 802.3at, 802.3bt
  Поскольку данный вид PoE «умный» то его можно контролировать с помощью управляемых коммутаторов или инжекторов. Управление примитивное, но очень эффективное, например удаленное отключение питания, с последующим включением, что перезагрузит питаемое устройство, или например перезагрузка питания по расписанию (управляемые инжекторы). Также можно контролировать мощность подачи питания, мониторить уровень потребления питания устройством. 

• Удлинение кабельной линии. 802.3af&at&bt позволяет использовать PoE удлинители.
   Например у вас  задача подключить IP-камеру на расстоянии в 300 метров от коммутатора или инжектора PoE. Кажется, что это невозможно, ведь Ethernet работает на 100 метров, а питание для камеры вообще просядет в минимум уже через 100м. Но! Технологии развиваются и на помощь приходят  PoE удлинители которые позволяют через каждые 100 метров ставить репитер (PEXT), который получает питание PoE 802.3af&at&bt и отдает его дальше вместе с данными. По сути, как коммутатор, только на один порт.
  Теперь это все легко и просто!

Где используется PoE стандарта 802.3af, 802.3at, 802.3bt

Недостатки PoE стандарта 802.3af, 802.3at, 802.3bt
Сами по себе стандарты недостатков не имеют, но инжекторы и коммутаторы, которые выдают питание 802.3af&at&bt стоят дороже, чем обычный блок питания, или пассивный инжектор PoE.

Пассивное PoE 
По большому счету, пассивное PoE это просто передача питания по свободным парам. 

Ключевые параметры

Данный тип питания не стандартизирован, а значит он может быть каким угодно по напряжению и полюсовке.У каждого производителя своё мнение на этот счет. 

• Согласования по передачи питания между источником и потребителем в пассивном PoE нет. 
  Это говорит о том, что пассивный инжектор PoE не спросит конечное устройство нужно ли ему питание
  Если вы перепутали порты PoE и LAN, то в сетевую карту компьютера прилетит напряжение и вероятно выведет его из строя. Аналогичная ситуация произойдет если вы перепутали пары при обжатии коннектора.
  Данный метод питания не безопасен.
• Пассивное PoE не гарантирует передачу питания на расстояние в 100 метров.
  Питание выдается статично 12В или 24В или 48В. Высока вероятность просадки напряжения при использовании passive PoE на  расстояние более 50 метров. Устройство не получит нужного ему питания и может работать некорректно или не работать вообще.
• Только один тип передачи.
  Пассивное PoE передается ТОЛЬКО по 4, 5, 7, 8. Это значит, что 4 жилы только под питание+ 4 жилы под передачу данных. 

4.Синий
5.Бело-синий
7.Бело-коричневый
8.Коричневый

• Пассивное PoE не контролируется и не управляется. (речь о инжекторах питания passive PoE) Некоторые роутеры имеют возможность отключения питания на порту, такие как MikroTik 
• Удлинение кабельной линии проблематично при использовании пассивного PoE. 
• Passive PoE имеет разное напряжение источника питания и потребляющего устройства 
  Как уже было сказано выше, у каждого производителя пассивного PoE свой взгляд на тип передачи и распиновку кабеля.
  Здесь нужно быть предельно внимательным.
  Например:
  Ubiquiti использует для своих продуктов 24В DC для WiFi точек доступа. 
  MikroTik использует напряжение в диапазоне от 8 до 30В DC в своих роутерах на PoE портах. 
  Dahua  PoE коммутаторы используют 24В DC, но полярность передачи питания отличается от Ubiquiti. 
  Ubiquiti MikroTik и Dahua относятся к passive PoE и  несовместимы с устройствами 802.3af, 802.3at, 802.3bt по напряжению и полярности.
  В лучшем случае устройство не заработает, в худшем выйдет из строя.
  Для устройств 802.3af есть пассивный  совместимый инжектор, его напряжение 48В DC. 
  PI-154-1passive инжектор можно использовать с IP-камерами, IP-телефонами 802.3af. Но стоит помнить, что несоблюдение полярности выведет устройство из строя. Аналогично если вы перепутаете порт POE и LAN. 

Преимущества пассивных инжекторов — низкая стоимость. Других приемуществ нет.

Что можно:

Запитать IP камеру с поддержкой 802.3af от инжектора или коммутатора PoE 802.3af
Запитать IP камеру с поддержкой 802.3at от инжектора или коммутатора PoE  802.3at 

Запитать IP камеру с поддержкой 802.3bt от инжектора или коммутатора PoE  802.3bt 
Запитать IP камеру с поддержкой 802.3af от пассивного инжектора PoE 48В DC (PI-154-1passive)
Советуем: PoE коммутаторы PUS и PoE инжекторы PI

Что нельзя:

Использовать экранированный  FTP/STP кабель без заземления с 2-х сторон
Запитать IP камеру с поддержкой 802.3af от инжектора PoE 12В  (12В можно подать только на вход jack) 
Запитать IP камеру с поддержкой 802.3af от инжектора PoE 24В (например от Ubiquiti)
Запитать IP камеру с поддержкой 802.3af от PoE порта MikroTik или его инжектора. (исключение специальные модели MikroTik 802.3af)
Запитать IP камеру с поддержкой 802.3af от Dahua PoE коммутатора DH-VTNS1060A
Также могут возникнуть проблемы, если источником питания является Cisco с собственным стандартом inline power и протоколом CDP
Cisco, не опознав устройство как «родное» может отказаться от подачи питания.

Твитнуть

shop.nag.ru

Технология Power over Ethernet / Хабр

В данной статье рассмотрим аспекты применения и назначения технологии PoE, принципы подачи питания в линию и влияние внедрения на сеть электропитания.

Принятый в июле 2003 г. стандарт IEEE 802.3af регламентирует способ энергоснабжения устройств, подключенных к сети Ethernet, который предполагает использование кабеля, предназначенного для передачи данных.
Википедия определяет PoE следующим образом:

Power over Ethernet, или PoE — технология, позволяющая передавать удалённому устройству вместе с данными электрическую энергию через стандартную витую пару в сети Ethernet. Данная технология предназначается для IP-телефонии, точек доступа беспроводных сетей, Web-камер, сетевых концентраторов и других устройств, к которым нежелательно или невозможно проводить отдельный электрический кабель.

Отукуда сразу же становится понятно с какой целью изобреталась данная технология — кому охота тащить питающий кабель до веб-камеры или VoIP девайса, тем самым и так увеличивая кабельное хозяйство офиса или дома.
Правда кидаться внедрять PoE везде и всюду надо внимательно, т.к. это внедрение требует пересмотра вопросов электропитания и охлаждения (естественно речь идет о промышленном внедрении)

Если не принять в расчет возросшие потребности в мощности энергоснабжения и охлаждения, то следует быть готовым к непредвиденным отключениям и нарушениям в работе оборудования. Поскольку PoE обычно применяется в системах связи и контроля доступа, негативный эффект от таких отключений особенно заметен.

Как подается питание в линию?

Для подачи энергии в сеть Ethernet предусмотрены следующие методы:

• коммутатор с подачей напряжения в линию;
• «инжектор питания», устанавливаемый между коммутатором и кроссом;
• кросс с подачей напряжения в линию;
• «инжектор питания» для одной линии (последний обеспечивает питание РоЕ-совместимых устройств в сетях, лишенных такой поддержки)

Технология PoE не оказывает влияния на качество передачи данных. Для ее реализации используются свойства физического уровня Ethernet:

А) Использование высокочастотных трансформаторов на обоих концах линии с центральным отводом от обмоток. Постоянное напряжение питания подается на центральные отводы вторичных обмоток этих трансформаторов, и так же с центральных отводов снимается на приемной стороне. Использование центральных отводов сигнальных трансформаторов позволяет без взаимного влияния, передавать по одной паре проводов и высокочастотные данные и постоянное напряжение питания.

В) Использование свободных пар для подключения питания. Современные кабельные сети Ethernet, соответствующие стандарту 100Base-TX, состоят из четырех пар, две из которых не задействованы.

Соответственно есть два варианта подачи питания устройством PSE:

• A — на витые пары по которым идут данные
• B — на неиспользуемые пары в кабеле

PSE устройства (инжекторы) отличаются, в зависимости от вариантов А или В, при этом сплиттеры, то есть PD устройства, являются универсальными. Устройство PD обязано уметь принимать питания в любом варианте, в том числе и при изменении полярности (например, когда используется перекрестный кабель типа компьютер — компьютер). Важным является то обстоятельство, что устройство PSE подает питание в кабель только в том случае, если подключаемое устройство является устройством типа PD. Таким образом, оборудование, не поддерживающее стандарт PoE и случайно подключенное к устройству PSE, не будет выведено из строя. Процедура подачи и отключения питания на кабель состоит из нескольких этапов.

Предельно допустимый уровень мощности порядка 15-16 Вт на порт при токе 350мА и напряжении 48В, исходя из этих ограничений вырисовывается список устройств, который может запитываться по этой технологии.
Типичный IP-телефон потребляет до 5 Вт энергии, IP-телефон с поддержкой видео, как и считыватель меток RFID или фиксированная камера видеонаблюдения, — 10-12 Вт, беспроводная точка доступа, считыватель карт или электромеханический замок — от 8 до 12 Вт.

Находящаяся на стадии разработки версия стандарта PoE+ (IEEE 802.3at) позволит подключать устройства с энергопотреблением до 30 Вт при передаче данных по двум парам (10BaseT и 100BaseTX) и оборудование мощностью до 60 Вт в случае передачи по всем четырем парам (для гигабитного Ethernet 1000BaseT). Таким образом, точки доступа Wireless Mesh Network мощностью до 50 Вт, управляемые камеры видеонаблюдения с энергопотреблением до 20 Вт и другие достаточно мощные устройства смогут получать питание по одному проводу.

На что следует обратить внимание при внедрении PoE в корпоративной сети?

Допустим наш офис насчитывает 50 машин. Имеется два 48-портовых коммутатора и «инжектор» для подачи напряжения на устройства с поддержкой PoE. И, предположим, что наши устройства потребуют не более 7Вт по мощности.

Без использования технологии PoE энергопотребление коммутационного оборудования малого офиса не превысит 90 Вт. Для поддержки такой нагрузки достаточно ИБП мощностью 500 Вт/750 ВА.
Однако если мы запитаем от ИБП всё телекоммуникационное оборудование, веб-камеры и другое дополнительное оборудование, то нам придется учесть увеличившуюся нагрузку (для малого офиса на 50 активных устройств она увеличится примерно в 6 раз)на ИБП, что может повлечь за собой замену ИБП на более мощный аналог.
Также, возможно, придется выполнять расчет тепловыделения, т.к. новый ИБП в режиме заряда батарей будет выделять больше тепла.

via wikipedia, lan mag

habr.com

FAQ по PoE, часть 2

Первая часть здесь.

Сегодня мы разберем:

1. Стандарты и типы PoE.
2. Стандарты IEEE 802.3af, 802.3at — активное PoE.
3. Passive PoE.
4. Типы распиновки.
5. Кабель для PoE.
6. Длина PoE.
7. Бюджет мощности PoE.

 

Стандарты и типы PoE

Технология PoE на данный момент существует в нескольких, кардинально отличающихся видах. Почему так произошло?

К тому времени, как ребята из IEEE решили стандартизировать технологию, а произошло это не сразу после ее появления, некоторые корпорации уже изобрели свои собственные реализации PoE. Cisco, к примеру, еще в 2000 году представила питание устройств по витой паре.

Да и после принятия официальных стандартов IEEE 802.3af в 2003 году, IEEE 802.3at в 2009 году многие производители внедряют свои собственные способы PoE. В основном, потому что реализация полноценных стандартов 802.3af, 802.3at — это сложно и дорого, а потребителям часто нужны модели эконом-класса.

В итоге на данный момент PoE существует в нескольких вариантах:

• по стандарту 802.3af,
• по стандарту 802.3at,
• по фирменным частным стандартам, из которых наиболее известен Passive PoE.

 

Питание по витой паре согласно стандартам 802.3af, 802.3at называют активным PoE, питание, реализованное по технологии Passive PoE — пассивным. 

Реализация питания по витой паре в устройствах может различаться по типу распиновки. А также, в зависимости от напряжения, подаваемого на порт, существует несколько классов PoE.

Все эти данные должны быть указаны в паспорте производителя и помогают правильно подобрать оборудование для проекта.

Стандарты IEEE 802.3af, 802.3at — активное PoE

Главное преимущество PoE-источников, которые поддерживают эти стандарты, это интеллектуальная схема работы. Она позволяет избежать порчи оборудования, продлить срок его службы, сэкономить потребляемую энергию.

Прежде чем подать питание на подключенное устройство, активный PoE-источник (коммутатор или адаптер) стандарта 802.3af/at проводит согласование с ним и устанавливает:

1. Поддерживает ли подключенное устройство технологию питания по витой паре. Если нет, электричество по сетевому кабелю подаваться не будет.
2. Какое напряжение необходимо устройству. PoE-источник установит его класс питания и подаст соответствующее напряжение на порт.
3. Включено ли вообще устройство (потребляет ли оно электроэнергию). Если нет, подача питания по кабелю прекращается.
4. Не произошла ли перегрузка питаемого устройства. Если да, подача питания прекращается.

 

Параметры

Характеристика	Стандарт 802.3af	Стандарт 802.3at (PoE+, PoE plus)
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

 

Классы питания

Самым распространенным является 1 класс питания.

Класс	Стандарт	Мощность на порт, Вт	Мощность на устройство, Вт
0	802.3af/802.3at	15,4	0,44 — 12,95
1	802.3af/802.3at	4,5	0,44 — 3,84
2	802.3af/802.3at	7	3,84 — 6,49
3	802.3af/802.3at	15,4	6,49 — 12,95
4	802.3at	30	12,95 — 25,5

 

Passive PoE

Этот тип PoE — удешевленный аналог международных стандартов питания по витой паре. Как мы уже говорили выше, полноценная реализация 802.3af/802.3at сложна и повышает стоимость устройства. Поэтому производители сетевого оборудования эконом-сегмента используют вместо них в своей продукции пассивное питание по витой паре.

Его особенность в том, что источник Passive PoE не опрашивает питаемое устройство и не согласовывает мощность. По свободным проводникам витой пары просто подается постоянное напряжение. Поэтому, если соединить источник PoE и потребитель, несовместимые друг с другом, оборудование может сгореть: сразу или через некоторое время, в результате постоянного перегрева и подгорания плат.

Некоторые производители дополняют технологию Passive PoE полезными функциями. Например, PoE out в устройствах MikroTik способно определять, подключено ли к питаемому порту устройство, выявлять, нет ли перегрузки или короткого замыкания. Кроме того, функциями PoE на большинстве устройств MikroTik можно управлять: включать, отключать их на портах, менять режим и т. п. Речь, конечно идет не о простеньких PoE-шнурах, а о реализации PoE в роутерах, коммутаторах и другом оборудовании производителя.

Источники Passive PoE довольно широко варьируются по напряжению, мощности, силе тока. Чаще всего производители выпускают их под свое оборудование, поэтому в каждом отдельном случае нужно подбирать PoE-источник под конкретные потребности. 

Типы распиновки

Для стандарта 802.3af

Тип А. И электричество, и данные подаются по жилам 1, 2, 3, 6. Жилы 5, 7, 8 не используются.

Тип B. Для подачи электропитания используются жилы 4, 5, 7, 8. Данные передаются по остальным.

Для стандарта 802.3at

Применяется только тип B.  Использование распиновки типа A запрещено стандартом.

Для Passive PoE:

В большинстве случаев подача электропитания осуществляется по проводникам 4, 5, 7, 8 (как в типе B стандарта 802.3af). 

(картинка увеличивается по клику).

Существует также распиновка по третьему типу, когда для подачи питания задействуются все жилы стандартного четырехпарного кабеля, но она встречается реже, обычно в фирменных реализациях PoE, например, UPOE от Cisco.

Если с обеих сторон сети вы устанавливаете оборудование с поддержкой стандартов 802.3af/802.3at, то тип распиновки, фактически не имеет значения, так как устройство-потребитель PoE по стандарту может работать с любой из них. Однако если речь идет о совмещении оборудования разных стандартов, это может быть важным.

Кабель для PoE

От качества кабеля напрямую зависит качество PoE, и то, на какую расстояние его можно провести. Витую пару необходимо подбирать:

• четырехпарную, не ниже cat.5e,
• медную, а не омедненную (не биметалл),
• с толщиной проводников не менее 0,51 мм (24 AWG),
• с сопротивлением проводников не выше 9,38 Ом/100 м (более высокие значения способствуют большей потери мощности в кабеле),
• хорошего производителя.

 

Отлично подойдут для линка с PoE, к примеру:

 

Длина PoE

Согласно стандартов 802.3af и 802.3at длина кабеля для PoE заявляется равной 100 метрам. Однако на практике максимальная длина витой пары PoE зависит от многих факторов, в том числе заранее неизвестных:

• сечения проводников,
• металла проводников,
• количества изгибов на линии,
• наводок, неравномерных характеристик витой пары, перегибов кабеля и пр.

 

Со скидкой на перегибы и прочее максимальная длина кабеля PoE желательна не более 75 метров. Однако с действительно качественным кабелем, того же Одескабель, к примеру, можно сделать и больший пролет.

Если же мы говорим о Passive PoE, то здесь длина может быть меньше, вплоть до 30-60 метров. Расчет линии надо проводить с учетом:

• какое напряжение нужно питаемому устройству (в том числе при пиковой нагрузке),
• какое напряжение выдает источник,
• каково сопротивление витой пары и, соответственно, каковы будут потери напряжения на линии.

 

 

Бюджет мощности PoE

 

При расчете бюджета PoE нужно:

• Посчитать общую мощность всех потребителей PoE на линии. Подсчет необходимо производить по пиковой нагрузке, с учетом все работающих модулей оборудования.
• Соответственно мощности потребителей подобрать PoE-источник, обратив внимание на мощность отдельных портов (какое устройство к какому порту вы будете подключать?) и суммарную мощность источника (не превышает ли ее общая мощность потребителей?) При этом желательно, чтобы при расчете мощность PoE-источника (коммутатора, роутера) не использовалась более чем на 75% (закладываем резерв). Если линия планирует использоваться не один год, нужно понимать. что со временем выдаваемая источником PoE мощность будет снижаться, потери могут составлять до 10% в год.
• Просчитать потери мощности от источника до потребителя. Главный фактор, от которого они зависят — это сопротивление проводников. Помимо значений по умолчанию, необходимо взять в расчет также и то, что сопротивление проводника повышается при нагреве, а значит, если кабель проложен в помещении с повышенной температурой, или находится под воздействием солнечных лучей, устройство на конце линии будет получать гораздо меньшую мощность, чем в теории.

 

Надеемся, что информация была вам полезной 🙂

Статья может со временем дополняться новыми сведениями.

lantorg.com