Відповідаємо на поширені питання про використання технології PoE. Зі статті ви дізнаєтесь про основні нюанси живлення через Power over Ethernet.
Ми поговоримо про плюси та мінуси використання технології, відмінності стандартів, а також захист від перенапруги та інші цікаві речі. Також в статті ви знайдете підказки, які допоможуть вибрати відповідне обладнання, що підтримує PoE.
PoE: що це?
Це технологія, при якій один пристрій живить інший за допомогою Ethernet-кабелю. Як правило, використовується дріт п’ятої категорії з конекторами RJ45.
Виходить, що один і той же патч корд бере участь в обміні даними та живленні девайса.
Яке обладнання може підтримувати цю технологію?
Джерелами живлення можуть бути:
Одержувачами живлення можуть виступати:
- точки доступу;
- периферійні девайси, наприклад, датчики;
- IP телефони;
- камери відеоспостереження.
Які плюси у PoE?
Розповідаємо про переваги технології:
- Підключення обладнання в важкодоступних місцях. Припустимо, поруч з робочим столом співробітника є тільки пара розеток, куди підключається системний блок і монітор. Причому це поширена ситуація, оскільки вона диктується стандартами безпеки, пожежної та ІТ, а також охороною праці. Ще одна ситуація, коли виручить живлення через витий кабель: точка доступу або ж відеокамера закріплена на стелі, куди буває непросто протягнути ще й кабель живлення.
- Управління через живлення. Є можливість на час відключати, перезапускати та включати пристрої. Це може стати в нагоді при оновленні, зависанні девайса. Також таке управління зручно при віддаленій роботі. Стане в нагоді така можливість і тоді, коли точка доступу або інше обладнання розміщене в важкодоступному місці, наприклад, над фальшстелею.
- Спрощення обслуговування. Використання технології дозволяє не морочитися з купівлею і ремонтом адаптерів живлення, установкою розеток і мережевих подовжувачів. До того ж менша кількість вузлів означає і меншу кількість точок відмови.
- Електрична безпека. Максимум для PoE — 57-90 Вольт. Це не так небезпечно, як 220 В. До того ж деякі організації вимагають постійної присутності електрика, а для такої роботи необхідний спеціальний доступ. Це регламентується регіональними та галузевими стандартами. З PoE таке питання відпадає, оскільки це слаботочка.
- Естетичність. Використання технології позбавляє від зайвих дротів. Здавалося б, дрібниця, але контролери з комісії звертають на це увагу.
Чим відрізняються стандарти PoE?
Різниця — в потужності. Існує три стандарти:
- IEEE 802.3af — кожному девайсу-споживачеві дається 15,4 Вт.
- IEEE 802.3at — це PoE+. Стане в нагоді для більш потужного обладнання. Такі джерела можуть видавати по 30 Вт кожному девайсу.
- IEEE 802.3bt — це PoE++. На один пристрій видається 51 Вт.
Для наочності наводимо таблицю відмінностей стандартів.
| Характеристики | PoE | PoE+ | PoE++ |
| Напруга на пристрої, що отримує енергію (Вольт) | 36-57 | 42,5-57 | 41,1-57 |
| Напруга на девайсі-джерелі (В) | 44-57 | 50-57 | 52-57 |
| Максимальний показник потужності джерела PoE (Вт) | 15,4 | 30 | 90 |
| Максимум споживчої потужності (Вт) | 12,95 | 25,5 | 71,3 |
| Максимальний струм на пару | 350 мA | 600 мA | 960 мA |
| Максимальний показник опору кабелю | 20 Ом (для cat.3) | 12,5 Ом (для cat.5) | 12,5 Ом (для cat.5) |
| Класи живлення | 0-3 | 0-4 | 0-8 |
Варто пам’ятати: для «af» і «at» підходить Ethernet-кабель з чотирма провідниками. Для третього покоління потрібно вісім. Підійде кабель від категорії 5 і вище. Також слід зазначити зворотну сумісність девайсів: більш потужний апарат може живити техніку, яка підтримує стандарти, що є слабими.
Що означають терміни End-span і Mid-Span?
- End-span — девайс, який подає електроживлення від початку лінії кабелю. Наприклад, свитч живить мережу стаціонарних IP-телефонів або відеокамер в одному приміщенні через PoE. Як правило, в цих системах не використовуються спеціальні підсилювачі сигналу.
- Mid-span — проміжний девайс живлення: підключається між перемикачем і кінцевим пристроєм, який отримує енергію. Приклад: інжектор, який вмикається після свитча, живить відеокамеру.
Ще парочка термінів:
- Power Source Equipment (скорочено — PSE) — це обладнання, яке виконує функцію джерела живлення.
- Powered Device (скорочено — PD) — девайс, що отримує живлення.
Чи розуміє джерело, що кінцевий пристрій сумісний з PoE?
Якщо ми говоримо про End-span, наприклад, перемикачі, то так. Свитч з портами PoE розпізнає клієнтські девайси автоматично: він активує живлення тільки в тому випадку, якщо приєднаний девайс може його отримувати.
Розповідаємо, як це відбувається, на прикладі перемикача:
- Комутатор перевіряє наявність підтримки технології у девайса-клієнта. Він подає 2,8-10 Вольт напруги, щоб визначити опір. Якщо для PoE живлення результат задовільний, свитч переходить до наступного кроку.
- Комутатор визначає потужність, яка потрібна «клієнту». Залежно від того, скільки PD споживає, йому присвоюється клас, про який ми згадували в таблиці: від 0 до 4.
Якщо ж ми говоримо про проміжні девайси типу Mid-Span, що включаються після IT-обладнання, яке не підтримує технологію, то все відбувається по-іншому. Так, в лінію подається постійне живлення, яке має фіксовані характеристики. А ось який саме пристрій, сумісний або не сумісний з технологією, знаходиться на іншому її кінці, не визначається.
Як підключити без розетки для адаптера живлення девайси, які не підтримують PoE?
У цій ситуації виручить Passive PoE із застосуванням сплітера. Тоді PSE не стане подавати струм на підключений девайс, щоб узгодити показники потужності. Він просто буде подавати живлення за допомогою сплітера через провідники витого кабелю, які не беруть участь в обміні даними.
PoE-сплітер служить для розділення сигналу, який надходить по кабелю, на дані та живлення (12В-24В). В результаті з’являється можливість подавати живлення на девайс, який не підтримує PoE.
Важливо! При використанні цього методу показники потужності доведеться узгоджувати самостійно. Іншими словами, треба ретельно перевіряти відповідність потужностей джерела та споживача.
А якщо треба навпаки: під’єднати PoE-клієнт до обладнання без цієї технології?
Щоб забезпечити живленням «клієнтів» з PoE, можна скористатися спеціальним приладом — інжектором. Його призначення полягає в подачі додаткового електричного живлення в інтернет-кабель.
Це пристрій являє собою джерело додаткової енергії, яку він подає на витий дріт. PoE-інжектор оснащений двома роз’ємами: RJ45 — на вході, а також інтерфейсом, призначеним для з’єднання з PSE. На виході у такого пристрою є тільки один інтерфейс RJ45 з PoE.
Інжектор отримує звичайний сигнал мережі та робить «ін’єкцію» електричного живлення в лінію, яка застосовується для підключення до мережі. Це дає можливість під’єднати на виході девайс з PoE.
Який потрібен кабель?
Для живлення через PoE потрібна вита пара, яка належить до категорії 5е і вище. Варто враховувати, що потрібні не просто обміднені провідники, а саме мідні. Їх товщина повинна становити мінімум 0,51 мм. Опір же має бути не більше показника в 9,38 Ом/100 м.
Як показує практика, слід використовувати кабелі не довше 75 метрів, хоча PoE стандарти 802.3af і 802.3at підтримують і стометрові кабелі. У разі ж із застосуванням Passive PoE, кабель повинен бути не довше 60 метрів. Втім, є спеціальні свитчи, які живлять пристрої через виту пару на відстані 250 метрів. Пропускна здатність при цьому становить 10 Мбіт/сек.
Що таке пристрій захисту від імпульсних перенапруг (ПЗІП)?
У будь-якому електроланцюжку, який характеризується протяжністю, є загроза появи короткострокових імпульсів. Це означає, що накопичується заряд, іншими словами, збільшується різниця потенціалів. Потім настає розряд. Таким чином відбувається перенапруження. Воно може стати причиною виходу з ладу обладнання.
Його можуть викликати такі ситуації:
- Якщо поблизу об’єкта вдарить блискавка. Навіть якщо вона потрапить в блискавковідвід, це викличе електроімпульс і електромагнітне обурення, які створять наведену електрорушійну силу в кабелі.
- Якщо накопичилася статична електрика. Так може статися внаслідок іонізації повітря або іншого зовнішнього явища.
- Комутації, а також перемикання обладнання теж викликають надмірне напруження. Припустимо, ви підключаєте патч корди, включаєте потужне навантаження, використовуєте додаткові джерела живлення. Такі дії викликають в електроланцюгах перехідні процеси й, як наслідок, стрибки напруги.
Щоб запобігти перерахованим загрозам, як раз і потрібні спеціальні захисні пристрої. Існує два види ПЗІП:
- зовнішній — встановлюється окремо;
- інтегрований — вбудовується в пристрій з PoE.
Важливо! ПЗІП часто називають «грозозахистом». Однак це не те ж саме, що захист від блискавок. Тому ці два терміни не варто плутати.
Яке обладнання для живлення пристроїв краще вибрати?
Коли мова йде про підбір пристрою, який виступає в якості джерела живлення, зазвичай мають на увазі девайс типу end-span. Свитч — найпоширеніший варіант для цих випадків. Комутатори використовують:
- при організації відеоспостереження,
- в IP-телефонії,
- при розміщенні точок доступу,
- при установці різних датчиків охоронних систем,
- при розставлянні контролерів СКВД і т. д.
Щоб вибрати слушний варіант, слід брати до уваги:
- Зворотну сумісність. Як ми вже говорили, пристрій нового стандарту можна використовувати для живлення девайсів старіших стандартів. А ось навпаки — не вийде.
- Місце розміщення PD. Крім довжини кабелю, який у вас є зараз, варто подумати про розширення. З цієї причини добре б купити пристрій «з запасом характеристик»: раптом потім потрібен буде більш довгий та більш швидкий кабель.
- Управління PD. Крім виключення/включення живлення вручну через комутатор, є й інші варіанти управління. Наприклад, для відеокамер використовується протокол LLDP.
- Наявність ПЗІП і захисту від інших шкідливих чинників.
Як вибрати пристрій, що отримує живлення?
Як правило, при виборі кінцевого девайса користувачі ґрунтуються на споживчих характеристиках. Якщо це відеокамера, враховується якість зображення, а якщо точка доступу — стандарт вай-фай і т. п.
Якщо ж пристрій потрібно живити за допомогою PoE, потрібно врахувати ряд додаткових моментів:
- економічність витрат електроенергії,
- можливості управління,
- співвідношення якості та ціни.
Зверніть увагу! Попри зворотну сумісність, цілком покладатися на цю можливість не варто. Краще, коли джерела і споживачі живлення підтримують єдиний, в ідеалі новітній, стандарт. Вони повинні бути повністю сумісними та купуватися з розрахунком на те, що будуть застосовуватися нові технології, наприклад, Wi-Fi 6. Річ у тім, що модернізувати ділянку інфраструктури часто виходить дорожче додаткових витрат на етапі впровадження.