Отвечаем на распространенные вопросы об использовании технологии PoE. Из статьи вы узнаете об основных нюансах питания через Power over Ethernet.
Мы поговорим о плюсах и минусах использования технологии, разнице стандартов, а также защите от перенапряжения и прочих занимательных вещах. Также в статье вы найдете подсказки, которые помогут выбрать подходящее оборудование, поддерживающее PoE.
PoE: что это?
Это технология, при которой одно устройство питает другое посредством Ethernet-кабеля. Как правило, используется провод пятой категории с коннекторами RJ45.
Получается, что один и тот же патч корд участвует в обмене данными и питании девайса.
Какое оборудование может поддерживать эту технологию?
Источниками питания могут быть:
Получателями питания могут выступать:
- точки доступа;
- периферийные девайсы, например, датчики;
- IP телефоны;
- камеры видеонаблюдения.
Каковы плюсы PoE?
Рассказываем о достоинствах технологии:
- Подключение оборудования в труднодоступных местах. Допустим, рядом с рабочим столом сотрудника есть только пара розеток, куда подключается системный блок и монитор. Причем это распространенная ситуация, поскольку она диктуется стандартами безопасности, пожарной и ИТ, а также охраной труда. Еще одна ситуация, когда выручит питание через витой кабель: точка доступа или же видеокамера закреплена на потолке, куда бывает непросто протянуть еще и кабель питания.
- Управление по питанию. Есть возможность на время отключать, перезапускать и включать устройства. Это может пригодиться при обновлении, зависании девайса. Также такое управление удобно при удаленной работе. Пригодится такая возможность и тогда, когда точка доступа или другое оборудование размещено в труднодоступном месте, например, над фальшпотолком.
- Упрощение обслуживания. Использование технологии позволяет не заморачиваться с покупкой и починкой адаптеров питания, установкой розеток и переносок. К тому же меньшее количество узлов означает и меньшее количество точек отказа.
- Электрическая безопасность. Максимум для PoE — 57 Вольт. Это не так опасно, как 220 В. К тому же некоторые организации требуют постоянного присутствия электрика, а для такой работы необходим специальный доступ. Это регламентируется региональными и отраслевыми стандартами. С PoE такой вопрос отпадает, поскольку это слаботочка.
- Эстетичность. Использование технологии избавляет от лишних проводов. Казалось бы, мелочь, но проверяющие комиссии обращают на это внимание.
Каковы недостатки PoE?
О достоинствах поговорили, теперь — о минусах:
- Стоимость. Оборудование с поддержкой этой технологии стоит дороже. С другой стороны, достойные устройства проверенных брендов — всяко лучше в плане надежности и долговечности, чем предложения ноунеймов. Однако даже при том, что оборудование с PoE — более дорогое, оно может обойтись дешевле создания с нуля отдельной кабельной системы для питания удаленных девайсов.
- Снижение КПД. Когда низковольтный сигнал передается по тонким проволокам витой пары, КПД снижается. И чем дальше будет находиться устройство от источника питания, тем меньше электромощности ему достанется. Дело в том, что часть энергии затрачивается на нагревание проводников, а также на сопротивление. С прямым питанием через розетку такого нет.
Совет: проблему снижения КПД можно решить, установив переключатель, который обладает увеличенной мощностью сигнала.
- Требования к знаниям сотрудников. Хотя для применения технологии особые знания не нужны, все равно придется кое-что осваивать. Если человек впервые собирается работать с PoE, ему придется потрудиться, чтобы систематизировать всю информацию по этой теме.
В чем отличия стандартов PoE?
Разница — в мощности. Существует три стандарта:
- IEEE 802.3af — каждому подсоединенному девайсу дается 15,4 Вт.
- IEEE 802.3at — это PoE+. Пригодится для более мощного оборудования. Такие источники могут выдавать по 30 Вт каждому девайсу.
- IEEE 802.3bt — это PoE++. На одно устройство выдается 51 Вт.
Для наглядности приводим таблицу различий стандартов.
| Характеристики | PoE | PoE+ | PoE++ |
| Напряжения на устройстве-получателе (Вольт) | 36-57 | 42,5-57 | 41,1-57 |
| Напряжение на девайсе-источнике (В) | 44-57 | 50-57 | 52-57 |
| Максимальный показатель мощности источника PoE (Вт) | 15,4 | 30 | 90 |
| Максимум получаемой мощности (Вт) | 12,95 | 25,5 | 71,3 |
| Максимальный ток на пару | 350 мA | 600 мA | 960 мA |
| Максимальный показатель сопротивления кабеля | 20 Ом (для cat.3) | 12,5 Ом (для cat.5) | 12,5 Ом (для cat.5) |
| Классы питания | 0-3 | 0-4 | 0-8 |
Стоит помнить: для «af» и «at» подходит Ethernet-кабель с четырьмя проводниками. Для третьего поколения нужно восемь. Подойдет кабель от категории 5 и выше. Также следует отметить обратную совместимость девайсов: более мощный аппарат может питать технику, которая поддерживает стандарты послабее.
Что означают термины End-span и Mid-Span?
- End-span — девайс, который подает электропитание от начала линии кабеля. Например, свитч питает сеть стационарных IP-телефонов или видеокамер в одном помещении через PoE. Как правило, в этих системах не используются специальные усилители сигнала.
- Mid-span — промежуточный питающий девайс: подключается между переключателем и конечным получающим энергию устройством. Пример: инжектор, включающийся после свитча, питает видеокамеру.
Еще парочка терминов:
- Power Source Equipment (сокращенно — PSE) — это оборудование, которое выполняет функцию источника питания.
- Powered Device (сокращенно — PD) — питаемый девайс.
Понимает ли источник, что конечное устройство совместимо с PoE?
Если мы говорим об End-span, например, переключателе, то да. Свитч с портами PoE распознает клиентские девайсы автоматически: он активирует питание только в том случае, если подсоединенный девайс может его получать.
Рассказываем, как это происходит, на примере переключателя:
- Коммутатор проверяет наличие поддержки технологии у девайса-клиента. Он подает 2,8-10 Вольт напряжения, чтобы определить сопротивление. Если для PoE питания результат удовлетворительный, свитч переходит к следующему шагу.
- Коммутатор определяет мощность, которая нужна «клиенту». В зависимости от того, сколько PD потребляет, ему присваивается класс, о котором мы упоминали в таблице: от 0 до 4.
Если же мы говорим о промежуточных девайсах типа Mid-Span, включающихся после не поддерживающего технологию IT-оборудования, то все происходит по-другому. Так, в линию подается постоянное питание, которое имеет фиксированные характеристики. А вот какое именно устройство, совместимое или не совместимое с технологией, находится на другом ее конце, не определяется.
Как подключить без розетки для адаптера питания девайсы, не поддерживающие PoE?
В этой ситуации выручит Passive PoE с применением сплиттера. Тогда PSE не станет подавать ток на подключенный девайс, чтобы согласовать показатели мощности. Он просто будет подавать питание с помощью сплиттера через незадействованные в обмене данными проводники витого кабеля.
PoE-сплиттер служит для разделения сигнала, который поступает по кабелю, на данные и питание (12В-24В). В результате появляется возможность подавать питание на не поддерживающий PoE девайс.
Важно! При использовании этого метода показатели мощности придется согласовывать самостоятельно. Другими словами, надо тщательно проверять соответствие мощностей источника и потребителя.
А если надо наоборот: подсоединить PoE-клиент к оборудованию без этой технологии?
Чтобы обеспечить питанием «клиентов» с PoE, можно воспользоваться специальным прибором — инжектором. Его назначение заключается в подаче дополнительного электрического питания в интернет-кабель.
Это устройство представляет собой источник дополнительной энергии, которую оно подает на витой провод. PoE-инжектор оснащен двумя разъемами: RJ45 — на входе, а также интерфейсом, предназначенным для соединения с PSE. На выходе у такого устройства есть только один интерфейс RJ45 с PoE.
Инжектор получает обычный сигнал сети и делает «инъекцию» электрического питания в линию, которая применяется для подключения к сети. Это дает возможность подсоединить на выходе девайс с PoE.
Какой нужен кабель?
Для питания через PoE нужна витая пара, которая принадлежит к категории 5е и выше. Стоит учитывать, что нужны не просто омедненные проводники, а именно медные. Их толщина должна составлять минимум 0,51 мм. Сопротивление же должно быть не больше показателя в 9,38 Ом/100 м.
Как показывает практика, следует использовать кабели не длиннее 75 метров, хотя PoE стандарты 802.3af и 802.3at поддерживают и стометровые кабели. В случае же с применением Passive PoE, кабель должен быть не длиннее 60 метров. Впрочем, есть специальные свитчи, которые питают устройства по витой паре на расстоянии в 250 метров. Пропускная способность при этом составляет 10 Мбит/сек.
Что такое устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)?
В любой электроцепи, характеризующейся протяженностью, есть угроза появления краткосрочных импульсов. Это означает, что накапливается заряд, другими словами, увеличивается разность потенциалов. Затем наступает разряд. Таким образом происходит перенапряжение. Оно может стать причиной поломки оборудования.
Его могут вызвать такие ситуации:
- Если вблизи объекта ударит молния. Даже если она попадет в молниеотвод, это вызовет электроимпульс и электромагнитное возмущение, которые создадут наведенную электродвижущую силу в кабеле.
- Если накопилось статическое электричество. Так может произойти вследствие ионизации воздуха или другого внешнего явления.
- Коммутации, а также переключения оборудования тоже вызывают избыточное напряжение. Допустим, вы подключаете патч-корды, включаете мощную нагрузку, используете дополнительные источники питания. Такие действия вызывают в электроцепях переходные процессы и, как следствие, скачки напряжения.
Чтобы предотвратить перечисленные угрозы, как раз и нужны специальные защитные устройства. Существует два вида УЗИП:
- внешнее — устанавливается отдельно;
- интегрируемое — встраивается в устройство с PoE.
Важно! УЗИП часто называют «грозозащитой». Однако это не то же самое, что защита от молний. Потому эти два термина не стоит путать.
Какое питающее оборудование лучше выбрать?
Когда речь идет о подборе устройства, выступающего в качестве источника питания, обычно имеют в виду девайс типа end-span. Свитч — самый распространенный вариант для этих случаев. Коммутаторы используют:
- при организации видеонаблюдения,
- в IP-телефонии,
- при размещении точек доступа,
- при установке различных датчиков охранных систем,
- при расстановке контроллеров СКУД и т. д.
Чтобы выбрать подходящий вариант, следует принимать во внимание:
- Обратную совместимость. Как мы уже говорили, устройство нового стандарта можно использовать для питания девайсов более старых стандартов. А вот наоборот — не выйдет.
- Место размещения PD. Кроме длины кабеля, который у вас есть сейчас, стоит подумать о расширении. По этой причине хорошо бы купить устройство «с запасом характеристик»: вдруг потом нужен будет кабель подлиннее и побыстрее.
- Управление PD. Кроме выключения/включения питания вручную через коммутатор, есть и другие варианты управления. Например, для видеокамер используется протокол LLDP.
- Наличие УЗИП и защиты от прочих вредных факторов.
Как выбрать питаемое устройство?
Как правило, при выборе конечного девайса пользователи основываются на потребительских характеристиках. Если это видеокамера, учитывается качество изображения, а если точка доступа — стандарт вай-фай и т. п.
Если же устройство нужно запитывать с помощью PoE, нужно учесть ряд дополнительных моментов:
- экономичность расхода электроэнергии,
- возможности управления,
- соотношение качества и цены.
Обратите внимание! Несмотря на обратную совместимость, целиком полагаться на эту возможность не стоит. Лучше, когда источники и потребители питания поддерживают единый, в идеале новейший, стандарт. Они должны быть полностью совместимыми и приобретаться с расчетом на то, что будут применяться новые технологии, к примеру, Wi-Fi 6. Дело в том, что модернизировать участок инфраструктуры часто выходит дороже, чем дополнительные расходы на этапе внедрения.
Еще информация о точках доступа
- Ликбез: в чем разница между ретранслятором, точкой доступа Wi-Fi и Powerline-адаптером – EServer
- Чем отличается точка доступа от роутера – EServer
- 8 любопытных фактов о технологии Wi-Fi
- Настройка точек доступа – EServer
- Ubiquiti vs Mikrotik: что выбрать? – EServer
- Как настроить точки доступа Ubiquiti UniFi AP без контроллера в 4 шага – EServer