Что такое PoE, наверное, каждый инженер систем связи уже слышал — «Питание через Ethernet» (Power over Ethernet), когда к оконечным приборам (например, IP-телефонам или видеокамерам) не требуется подводить отдельный питающий кабель, так как он совмещается с кабелем передачи данных сети LAN.
Как-то на объекте сложилась ситуация: устройство поддерживает PoE, коммутатор Ethernet — нет. Был куплен инжектор PoE и ничего «не завелось». Пришлось разбираться, на базе этого и написана статья.
Технология PoE описывается рядом стандартов — IEEE 802.3af-2003, IEEE 802.3at-2009 (известен как PoE+) и вот-вот должен появиться IEEE 802.3bt.
Сравнение параметров PoE
| Параметр | 802.3af (802.3at Тип 1) "PoE" | 802.3at Тип 2 "PoE+" | 802.3bt Тип 3 "4PPoE или PoE++" | 802.3bt Тип 4 |
|---|---|---|---|---|
| Максимально доступная мощность на питаемом устройстве (PD - powered device), Вт | 12,95 | 25,50 | 51 | 71 |
| Максимальная подаваемая мощность источником (PSE - power sourcing equipment) на порт, Вт | 15,4 | 30 | 60 | 100 |
| Диапазон напряжений на источнике (PSE), В | 44-57 | 50-57 | 50-57 | 52-57 |
| Диапазон напряжений на питаемом устройстве (PD). В | 37–57 | 42,5–57 | 42,5–57 | 41,1–57 |
| Максимальный ток, Imax, мА | 350 | 600 | 600/пара | 960/пара |
| Поддержка кабеля ("витая пара"), категория | 3 и 5 | 5 | 5 | 5 |
| Поддерживаемые режимы | A (endspan), B (midspan) | A, B | A, B, 4-пары | 4-пары |
А теперь нюансы:
- Прежде чем подать питание на устройство PD, источник питания PSE производит согласование с потребителем: является ли он устройством PoE и какая мощность необходима. В режиме работы производится контроль подключенного устройства и его тока потребления – так что PoE весьма «интеллектуален». Можно обратить внимание, на то, что стандарты уже предусматривают падение напряжения в линии (см. мощности на PD и PSE).
- Указана поддержка витой пары категории 5 (категорию 3 для 802.3af не рассматриваем, так как она устарела) – значит можно использовать в том числе кабели категории 6, 6А или 7, учитывая, что под кабель более высокой категории нужны соответствующие розетки и вилки, потому что жилы у них, как правило, толще чем у кабеля категории 5е («по умолчанию» – это 24AWG или диаметр 0,51 мм). Почему «как правило»? – встречаются кабели категории 6 с более тонкими жилами, чем у 5е (можно встретить у экранированных кабелей). При выборе кабеля для PoE важно обращать внимание на материал жил (только медь, никаких «омедненная сталь» и т.п.), а также их конструкцию (рекомендуется – одножильный/solid, а не многопроволочный, который используется для изготовления коммутационных шнуров и обладает несколько худшими характеристиками). А вот использование экранированного или неэкранированного кабеля не оговаривается.
- Некоторые производители СКС любят рассказывать, что у них контакты в розетках RJ45 специальной формы: при отключении устройства, может возникнуть искра, которая приходится мимо пятна контакта разъема. Насколько это правда не могу судить, наверное, что-то в этом есть, но при большом количестве коммутаций (розетки должны выдерживать не менее 750 раз включений/выключений). В тоже время при соединении/разъединении RJ45 в силу особенностей конструкции контакты разъемов самоочищаются.
- Как видно из таблички, напряжение питания на источнике «колеблется» от 47 до 57В. И тут вспоминаем ПУЭ, Глава 2.1 Электропроводки. Общие требования п. 2.1.16: «В одной трубе, рукаве, коробе, пучке, замкнутом канале строительной конструкции или на одном лотке запрещается совместная прокладка взаиморезервируемых цепей, цепей рабочего и аварийного эвакуационного освещения, а также цепей до 42 В с цепями выше 42 В (исключение см. в 2.1.15, п. 5 и в 6.1.16, п. 1). Прокладка этих цепей допускается лишь в разных отсеках коробов и лотков, имеющих сплошные продольные перегородки с пределом огнестойкости не менее 0,25 ч из несгораемого материала.». Как же быть, если часть линий СКС использует PoE, а часть – нет? Пока этот «нюанс» для себя не разрешил – приглашаю в обсуждение.
- Длина трассы регламентируется использованием протокола Ethernet (10Base-T/100Base-TX/1000Base-TX) – 100 м по витой паре. Что «запустится» на больших длинах никто не гарантирует, но в сложных случаях попробовать можно (с небольшим превышением, используя кабели категории 6А или 7).
- Самое интересное – это методы A и B (по методу «4 пары» информации мало). Метод B использует для подачи питания пары кабеля с жилами 4/5 и 7/8, а метод А – 1/2 и 3/6. Т.е. если планируется использовать протокол 100Base-TX (100 Мбит/с, а это для большинства IP-видеокамер более-чем достаточно), то при методе А подключение можно осуществлять 2-х парным кабелем (так как другие две пары не задействуются).
Важно – не все устройства поддерживают оба метода подключения. Запрашивайте у производителей точные данные, например:
Axis:
most of Axis cameras supports PoE mode A and B».
ZyXEL:
Все коммутаторы c поддержкой PoE — устройства EndSpan. … Все PoE-адаптеры (инжекторы) — устройства MidSpan.
При выборе коммутатора для подключения устройств с поддержкой PoE необходимо обращать внимание не только на поддерживаемый стандарт PoE, но и на общий бюджет мощности, который он может отдать.
Дополнительного оборудование для построения инфраструктуры с использованием PoE-технологии:
- PoE-инжектор – обеспечивает подачу питания в линию питающего PD напряжения. Может применяться при использовании коммутаторов без поддержки PoE (не рекомендуется) или когда нужно обеспечить более высокую мощность на порту подключения устройства, чем может выдать коммутатор (например, при подключении единичных наружных камер с большим потреблением). Требует отдельного подключения к сети АС 220В. Обязательно проверяйте тип подключения (A или B) устройством и инжектором (или закладывайте конвертеры)!
- PoE-сплиттер – обеспечивает разделение (выделение) питания и сигнального кабеля. Может применяться, например, для подключения видеокамер не поддерживающих PoE (в том числе и совместно с PoE-инжектором).
- PoE-удлинитель – позволяет «удлинять» максимальные 100 м (ограничение стандарта Ethernet). Фактически представляет из себя PoE-коммутатор с 2 портами PoE, который питается по входящей линии PoE. В силу этого, конечное устройство получит еще меньше мощности, чем отдает порт коммутатора или PoE-инжектор. Рекомендуется использовать только в крайних случаях, так как на линии «устройство-коммутатор» появляется еще один узел, а это потенциальная точка проблем.
- PoE-конвертер — преобразует тип подключения A в B (в обе стороны), например, Osnovo CN-PoE/G.
В завершении, хотелось бы упомянуть о так называемом «Passive PoE» (рекомендуется избегать) – эти реализации не используют протоколы согласования стандартов IEEE 802.3at/af/bt, а только физические характеристики (для удешевления производства). Однако на устройстве может красоваться надпись – «Поддержка PoE». Именно, из-за этого у нас и случился «казус». Таким образом, в технических характеристиках устройств ищем упоминание о поддержке IEEE 802.3at или IEEE 802.3af (ну и может IEEE 802.3bt) – если нет на это прямого указания, то скорее всего это Passive PoE.
P.S. В статье намеренно не приводятся классы мощности устройств, алгоритмы согласования и т.п.
