Zasilanie PoE

PoE (Power over Ethernet) jest nazwą szeregu metod, które pozwalają zasilić sprzęt sieciowy poprzez skrętkę komputerową przy równoczesnym przesyle danych. Możliwe jest zasilanie urządzeń, takich jak kamery, telefony, switche, punkty dostępowe itp. W 2003 roku organizacja IEEE ustanowiła standard zasilania PoE 802.3af, który jest stale rozwijany, co prowadzi do powstawania nowych wersji, zapewniających możliwości przesyłania większych mocy.

Tabela poniżej przedstawia porównanie najważniejszych parametrów dla różnych wersji standardów.

Podsumowując, mamy typy:

Tryby przesyłu zasilania:

Dla PoE 802.3af oraz 802.3at urządzenie zasilające może zapewniać oba lub tylko jeden ze sposobów zasilania, pozostając przy tym zgodne ze standardem. Urządzenie zasilane musi zatem obsługiwać oba tryby.

Standard PoE został zoptymalizowany pod kątem bezpieczeństwa użytkowania. Oprócz bezpiecznego zakresu napięć, urządzenia muszą komunikować się według ustalonych procedur. Zasilacz nie poda niebezpiecznego napięcia na niekompatybilne urządzenie. Przed jego podaniem, urządzenie zasilające bada co zostało podłączone wykorzystując prąd o małym natężeniu (do 5 mA), aby wykryć charakterystyczną rezystancję – około 25 kΩ. Następna faza to klasyfikacja urządzeń, która następuje po podaniu napięcia 15,5-20,5 V. Informacja o zapotrzebowaniu na moc wysyłana jest do procesora zarządzającego zasilaniem całego systemu, aby optymalizować zasoby. Dopiero po detekcji i klasyfikacji następuje podanie na linię właściwego napięcia zasilającego o wartości 44-57 V i zaczyna pracować elektronika w urządzeniu końcowym.
Urządzenie zasilające stale monitoruje połączenie, aby upewnić się, że jest nadal podłączone i wymaga dostarczania zasilania. Chodzi o to, żeby nie podać wysokiego napięcia na niestandardowe urządzenie, które mogłoby zostać przypadkowo podłączone.

Klasyfikacja urządzeń zapewnia przydatną informację o zapotrzebowaniu urządzenia na moc. Podział na klasy dokonywany jest w oparciu o pomiar prądu płynącego podczas testowania połączenia. Urządzenia zasilane mogą być w jednej z 8 klas opisanych poniżej.

Urządzenia mogą komunikować się również w drugiej warstwie modelu OSI (łącza danych), wykorzystując do tego protokół LLDP-MED (rozszerzoną wersję protokołu automatycznego wykrywania urządzeń). Dzięki takiej komunikacji możliwe jest ustalenie faktycznego zapotrzebowania na moc z dokładnością do 1,11 W. Urządzenie zasilające co określony czas przesyła informację na temat zapotrzebowania na moc, co poprawia sprawność energetyczną.

Niektóre switche PoE posiadają funkcję "Extend mode" (aktywowaną w menu lub za pomocą przełącznika na obudowie), która umożliwia zasilanie urządzeń PoE podłączonych maksymalnie 250-metrowym odcinkiem skrętki komputerowej. Po aktywacji tej funkcji switch na portach PoE wyłącza auto-negocjację prędkości połączenia i na sztywno ustawia prędkość 10 Mb/s (porty uplink dalej działają z prędkością 10/100 Mb/s).

Istnieją urządzenia będące miniaturowymi switchami PoE, które działają jako extender (repeater) sieci LAN oraz zasilania PoE. Regenerują one sygnał sieciowy i przenoszą zasilanie PoE na wybrane wyjścia. Pozwalają one "wzmacniać" i przedłużać sieć na odcinkach dłuższych niż 100 metrów. Dodatkowo idealnie nadają się jako "aktywny rozdzielacz" w sytuacjach, gdy na jednym przewodzie potrzebujemy uruchomić kilka odbiorników PoE (np. kilka kamer IP) lub gdy potrzebujemy stworzyć dodatkowe odgałęzienie sieciowe.
Stosując te urządzenia należy mieć na uwadze, że sumaryczna moc pobierana przez podłączone do extendera kamery (odbiorniki PoE) nie może przekroczyć budżetu mocy oferowanego przez switch zasilający całą linię.

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