PoE - IEE 802.3af e IEE 802.3at

PoE - introdução
PoE (Power over Ethernet) é o nome de um certo número de métodos que permitem a alimentação de dispositivos de rede por meio de cabos UTP / FTP. Desta forma, é possível alimentar dispositivos como câmaras, telefones, switches, pontos de acesso, etc Em 2003, o IEEE estabeleceu 802.3af PoE padrão, atualizado para 802.3at em 2009 802.3at distingue entre o primeiro tipo (802.3af antes ) e o segundo tipo com potência máxima transmitida de 30 W, cerca de duas vezes maior. O segundo tipo é apropriado para as câmaras de alimentação com iluminadores de alta potência IR, telefones IP, impressoras de rede pequenas etc
Vantagens da tecnologia PoE:
  • transmissão de energia e de dados através de um único cabo reduz os custos de instalação e fiação
  • pelo menos 100 m de alcance (com cabeamento apropriado)
  • alta segurança e confiabilidade e - em condições normais o risco de choque elétrico não é alto (a tensão é inferior a 60 V) ea tecnologia envolve procedimentos de auto-teste
  • proteção de dispositivos não compatíveis com a norma
  • facilidade de instalação
  • compatibilidade com versões mais antigas
A comparação entre os dois tipos de PoE:
Feature/standard 802.3af (802.3at type 1 ) 802.3at type 2 (POE+)
Output power of power supply [W] 15.40 30.00*
Minimum power available for the powered device [W] 12.95 25.5*
Output voltage of power supply [V] 44...57 50...57
Supplying voltage available at the powered device [V] 37...57 42.5...57
Max current [mA] 350 600
Ethernet compatibility
10BASE-T, 100BASE-TX
and 1000BASE-T
10BASE-T, 100BASE-TX
and 1000BASE-T
Range [m] 100 100
Cabling UTP/FTP min. cat. 3 UTP/FTP min. cat. 5
Para resumir, existem os tipos:
  • 1 – 802.3af – avaliado em 15,4 W, suportando os seguintes modos: A, B
  • 2 – 802.3at – avaliado em 30 W, suportando os seguintes modos: A, B
  • 3 – 802.3bt – avaliado em 60 W, suportando os seguintes modos: A, B e 4 pares
  • 4 – 802.3bt – avaliado em 90 W, suportando os seguintes modos: A, B e 4 pares
Topologia
A norma também define dois tipos de aplicação PoE:
  • Opção A - o poder é enviado juntamente com os dados sobre pares 1/2 e 3/6
  • Opção B - o poder é enviado em pares 4/5 e 7/8 (não utilizados em redes Fast Ethernet, no caso de Gigabit Ethernet os pares são usados ​​tanto para transmissão de dados e energia).
A unidade de fornecimento de energia pode implementar ambos ou apenas um dos tipos de ponto de entrada, enquanto que o restante é compatível com a norma. Assim, o dispositivo de potência deve suportar ambos os modos, no entanto, como se vê, na prática, nem todos os dispositivos finais são totalmente compatíveis com o padrão. Esta pode ser a razão para a falta de compatibilidade com algumas fontes de alimentação PoE.
Esquema de ligação de um switch PoE e um 802.3af (802.3at tipo 1) dispositivo de potência.
Opção A - cor violeta, a opção B - cor amarela.
Esquema de ligação de um switch PoE e um tipo de 802.3at 2 (PoE +) dispositivo alimentado.
Opção A - cor violeta, a opção B - cor amarela.
Teste procedimentos e classes de dispositivos alimentados
O padrão PoE foi otimizado para uso seguro. Além de uma faixa de tensão segura, os dispositivos devem se comunicar de acordo com os procedimentos estabelecidos. A fonte de alimentação não fornecerá uma tensão insegura a um dispositivo incompatível. Antes de ser aplicada, a fonte de alimentação testa o que foi conectado usando uma corrente baixa (até 5 mA) para detetar a resistência específica – em torno de 25 kOhms. A próxima fase é a classificação do dispositivo, que ocorre quando 15,5-20,5 V são aplicados. As informações sobre os requisitos de energia são enviadas ao processador de gestão de energia de todo o sistema para otimizar recursos. Somente após a deteção e classificação é que a tensão de alimentação correta de 44-57 V é aplicada à linha e a parte eletrônica do dispositivo final começa a funcionar.
O dispositivo de energia monitora constantemente a conexão para garantir que ela ainda esteja conectada e exija o fornecimento de energia. A ideia não é aplicar alta tensão a um dispositivo fora do padrão que possa ser conectado acidentalmente.
Classificação opcional de equipamento compatível com o padrão 802.3af fornece informações úteis sobre suas necessidades de energia. Ele baseia-se na medição da corrente que flui ao testar a ligação. O equipamento é classificado como segue:
Class Output power of power sourcing equipment (PSE) [W] Power consumed by powered device (PD)
[W]
0 15,4  0,44 -12,95 
1 4,0  0,44 - 3,84 
2 7,0  3,84 - 6,49 
3 15,4  6,49 - 12,95 
4 30  12,95 - 25,5 
Dispositivos compatíveis com 802.3at também comunicar um com o outro Layer-2 protocolo de gestão de energia usando para alocação de mais potência, LLDP-MED (versão estendida do protocolo para a deteção automática de dispositivos). Com essa comunicação é possível determinar a demanda de potência real com precisão de 1.11W. A fonte de alimentação encaminha as informações sobre a demanda de energia em períodos de tempo regulares.
Fonte de alimentação PoE para 250 m – função "Extend".
Alguns switches PoE possuem uma função "Extend mode" (ativada no menu ou através de um switch no chassi), que permite alimentar dispositivos PoE conectados com até 250 metros de cabo de par trançado. Quando esta função é ativada, o switch nas portas PoE desativa a negociação automática da velocidade de conexão e define rigidamente a velocidade para 10 Mbps (as portas uplink continuam operando a 10/100 Mbps).
Exemplo de aplicação do switch PoE ULTIPOWER 0064afat 6xFE(4xPoE), 802.3af/at 65W N29978.
Como estender ou ramificar a fonte de alimentação PoE?
Existem dispositivos que são switches PoE em miniatura que atuam como extensores (repetidores) da LAN e da fonte de alimentação PoE. Eles regeneram o sinal da rede e transferem energia PoE para saídas selecionadas. Permitem «amplificar» e alargar a rede em distâncias superiores a 100 metros. Além disso, eles são ideais como "divisores ativos" onde você precisa executar vários recetores PoE em um único cabo (por exemplo, várias câmaras IP) ou quando você precisa criar uma ramificação de rede adicional.
Ao utilizar estes dispositivos, deve-se ter em mente que a potência total consumida pelas câmaras (recetores PoE) conectadas ao extensor não pode exceder o orçamento de energia oferecido pelo switch que alimenta toda a linha.
Switch PoE: ATTE xPoE-4-11-HSN29810 Switch PoE: ULTIPOWER 0064afat (65W, 6xRJ45, incl. 4xPoE 802.3af/at)N29978
Usando xPoE-4-11A-HS para instalar uma câmara adicional num ponto de câmara existente
Exemplos de dispositivos compatíveis com PoE
Solução não-standard - passivo PoE
Esquema de ligação de um injetor PoE passiva e dispositivo de potência
Passive PoE transmite energia através de condutores selecionados de cabo UTP/FTP. A tensão de fornecimento pode ser conectado diretamente ao dispositivo ligado nem convertido por um adaptador especial. Não existe comunicação entre a fonte de alimentação e o dispositivo alimentado por - a energia é fornecida continuamente. A fiação é geralmente feito de acordo com a opção B de IEEE 802.3af (uso de pares livres 4/5 (+) e 7/8 (-) 10/100 Mbps em redes Ethernet).
Há dispositivos de energia que podem operar em redes Gigabit Ethernet. Eles utilizam transformadores que permitem transmitir energia, juntamente com os dados (como na opção 802.3af A).
Deve notar-se que as soluções passivas PoE não são compatíveis com o padrão 802.3at e não são recomendadas para utilização em redes profissionais.
Equipamentos PoE Passivo
Um exemplo de solução PoE passiva numa rede CCTV
Adaptador PoE (com derivações)Adaptador PoE (com derivações) UTP LAN 12 V LAN 12 V Adaptador PoE (com derivações)N9205 Adaptador PoE (com derivações)N9205
O adaptador PoE N9205 permite que dados e energia sejam transmitidos através de um único cabo de par trançado (dados nos fios 1, 2, 3 e 6, enquanto a alimentação usa os fios 4, 5, 7 e 8).