В современной сетевой инфраструктуре технология Power over Ethernet (PoE) становится все более важной. Технология PoE позволяет передавать как данные, так и питание по одному кабелю Ethernet, что значительно упрощает установку и управление устройствами, особенно IP-камерами, VoIP-телефонами и точками беспроводного доступа (WAP).
Как работает PoE
Технология PoE обеспечивает питание сетевых устройств через кабели Ethernet. Сетевые устройства состоят из оборудования подачи питания (PSE) и питаемых устройств (PD). PSE, обычно коммутатор PoE или инжектор PoE, подает питание на PD. PD — это устройства, которые получают питание от PSE, например, беспроводные точки доступа, IP-камеры и VoIP-телефоны.
Ключевым преимуществом технологии PoE является ее способность передавать питание через стандартные кабели Ethernet без необходимости использования дополнительных кабелей питания. Это снижает сложность проводки, затраты на установку и требования к обслуживанию. Передача питания технологии PoE соответствует нескольким стандартам, установленным IEEE для обеспечения совместимости и безопасности между различными устройствами.
Обзор стандартов PoE
Стандарты PoE, в первую очередь определенные IEEE, варьируются от низких до высоких уровней мощности. Эти стандарты определяют максимальную мощность, которую может передавать PSE, и мощность, которую может принимать PD. Широко используемые стандарты PoE включают:
- IEEE 802.3af (стандарт PoE)
- IEEE 802.3at (PoE+)
- IEEE 802.3bt (PoE++ или PoE высокой мощности)
Каждый стандарт предлагает различные возможности передачи энергии и сценарии применения, требуя от проектировщиков сетей выбора подходящего стандарта PoE на основе потребностей устройства в питании.
Стандарт IEEE 802.3af (стандарт PoE)
- Диапазон напряжения: 44-57V
- Максимальный ток: 350 мА
- Максимальная выходная мощность PSE: 15.4 Вт
- Мощность приема PD: 12.95 Вт
Опубликованный в 2003 году, IEEE 802.3af является первым формальным стандартом PoE. Он позволяет PSE обеспечивать до 15.4 Вт мощности, а PD получают до 12.95 Вт после учета потерь при передаче по кабелю. Этот стандарт подходит для маломощных устройств, таких как IP-телефоны, простые беспроводные точки доступа и статические IP-камеры. Несмотря на то, что IEEE 802.3af является самым ранним стандартом PoE, он по-прежнему широко используется для маломощных устройств. Однако, поскольку сетевые устройства стали более сложными и энергоемкими, потребность в более высокой мощности привела к разработке стандарта IEEE 802.3at.
Стандарт IEEE 802.3at (PoE+)
- Диапазон напряжения: 50-57V
- Максимальный ток: 600 мА
- Максимальная выходная мощность PSE: 30 Вт
- Мощность приема PD: 25.5 Вт
IEEE 802.3at, также известный как PoE+, был выпущен в 2009 году как обновление IEEE 802.3af. PoE+ обратно совместим с устройствами 802.3af, но значительно увеличивает выходную мощность, обеспечивая до 30 Вт мощности и гарантируя, что PD получат не менее 25.5 Вт. Стандарт PoE+ в основном используется для более мощных устройств, таких как IP-камеры высокой четкости, беспроводные точки доступа (особенно те, которые поддерживают 802.11ac), камеры PTZ (pan-tilt-zoom) и системы видеоконференций. Внедрение PoE+ ознаменовало собой новый этап в технологии PoE, предлагая надежную поддержку питания для более многофункциональных и требовательных к мощности сетевых устройств и расширяя приложения PoE.
Стандарт IEEE 802.3bt (PoE++ или High Power PoE)
С ростом потребностей сетевых устройств в питании IEEE в 802.3 году представил стандарт IEEE 2018bt, также известный как PoE++ или High Power PoE. Этот стандарт вводит два новых типа: Type 3 (PoE++) и Type 4 (High Power PoE), которые могут передавать питание по четырем парам кабелей Ethernet, обеспечивая более высокую выходную мощность.
Тип 3 (PoE++)
- Диапазон напряжения: 50-57V
- Максимальная выходная мощность PSE: 60 Вт
- Мощность приема PD: 51 Вт
Тип 3, также известный как PoE++, позволяет PSE подавать до 60 Вт мощности, а PD — до 51 Вт. Этот стандарт подходит для мощных устройств, таких как системы видеоконференций высокой четкости, многополосные беспроводные точки доступа и передовое оборудование для камер. Тип 3 обратно совместим со стандартами IEEE 802.3af и 802.3at, что обеспечивает бесшовную интеграцию в смешанные сетевые среды.
Тип 4 (высокая мощность PoE)
- Диапазон напряжения: 50-57V
- Максимальная выходная мощность PSE: 100 Вт
- Мощность приема PD: 71 Вт
Тип 4 в настоящее время является самым мощным стандартом PoE, обеспечивающим до 100 Вт выходной мощности, при этом PD получают до 71 Вт. Этот стандарт предназначен для мощных устройств, таких как светодиодное освещение, плоские дисплеи, ноутбуки и определенное промышленное оборудование. High Power PoE значительно снижает сложность проводки, позволяя устройствам получать достаточное питание через один кабель Ethernet.
Сравнительная таблица стандартов и мощности PoE
Выбор подходящих устройств PoE
В практических приложениях выбор правильных устройств PoE требует комплексной оценки потребностей сети и энергопотребления устройств. Бюджет мощности, количество портов оборудования PoE-источника и требования к мощности питаемых устройств требуют подробных расчетов. Например, если в сети развернуто 48 VoIP-телефонов, каждый из которых требует 12.95 Вт, 48-портовый коммутатор PoE должен иметь общий бюджет мощности не менее 622 Вт (12.95 Вт × 48). Для устройств PoE+, каждое из которых требует 25.5 Вт, такому же количеству устройств потребуется минимальный бюджет мощности 1,224 Вт.
Для мощных устройств, таких как многодиапазонные беспроводные точки доступа и системы видеоконференций высокой четкости, следует выбирать устройства PoE++ или High Power PoE, чтобы обеспечить достаточную мощность.
Управление питанием коммутаторов PoE
Современные коммутаторы PoE часто поставляются с интеллектуальными функциями управления питанием, которые автоматически определяют потребности в питании подключенных устройств и распределяют питание соответствующим образом. Например, если устройству требуется всего 5 Вт мощности, коммутатор отрегулирует выходную мощность, чтобы избежать потерь мощности. Кроме того, коммутаторы PoE могут устанавливать приоритеты питания для критически важных устройств, обеспечивая эффективную работу сети.