КАТАЛОГ

Объяснение стандартов
PoE и PoDL

Питание через Ethernet (PoE) и питание по линии передачи данных (PoDL) становятся все более популярными технологиями для подачи питающего напряжения на самые разнообразные, подключаемые к сети, устройства. Это и точки доступа, и видеокамеры, и IP телефоны, и всеразличные датчики. Рост спроса на PoE и PoDL в сочетании с возрастающими требованиями к электропитанию, а именно, с повышением мощности, начинает накладывать свои специфические требования и на кабельную систему. То, что когда-то было узкой и частной областью структурированных кабельных систем, не требующей большого понимания и внимания, превратилось в дисциплину, содержащую множество стандартов и многовариантных ситуаций. В этой статье мы рассмотрим возможности питания по сети, стандарты подачи питания и рекомендации по прокладке кабелей, которые следует учитывать при планировании развертывания систем с PoE или PoDL.

Возможности источника и конечной точки PoE/PoDL

Преимущество питания сетевых устройств по витой паре заключается в том, что при их установке больше не требуется принимать в расчёт прямой доступ к электрической розетке. Вместо этого функции передачи данных и подачи питания на конечное устройство выполняет один и тот же сетевой кабель. Эта технология значительно снижает стоимость и упрощает развертывание сетевых устройств в местах, где может отсутствовать электроэнергия.

Тем не менее, мощность, необходимая для питания конечного устройства, может сильно различаться в зависимости от назначения того самого устройства. Кроме того, возможности источника питания по обеспечению работоспособности удалённых устройств будут различаться в зависимости от максимальной мощности, подаваемой им на каждый порт коммутатора. Когда устройство с поддержкой PoE или PoDL подключается к коммутатору, промежуточному устройству или инжектору, источник питания и конечная точка автоматически согласовывают мощность, необходимую для питания устройства, на основе отраслевого стандарта. Большинство питаемых устройств и коммутаторов/ инжекторов PoE/PoDL соответствуют одному из нескольких стандартов IEEE для согласования питания и его доставки по кабелям на основе витой пары. Вот пять самых популярных стандартов, доступных сегодня.

802.3af

IEEE 802.3af стал стандартом в 2003 году. Его также часто называют питанием типа 1 или просто PoE. Ethernet-коммутаторы или инжекторы с поддержкой стандарта 802.3 могут передавать до 15,4 Вт мощности по стандартному 4-х парному кабелю категории 5 или выше. Речь идёт о мощности на выходе питающего устройства. Поскольку в витой паре будет происходить потеря мощности, для конечной точки при длине линии до 100 метров, этот стандарт гарантирует 12,95 Вт.

Стандарт 802.3af использует для подачи питания две из четырех витых пар в кабеле Ethernet. Для 10 и 100BASE-T Ethernet питание передается по двум парам, которые не используются для передачи данных. Для 1000BASE-T и выше Ethernet, который использует все четыре пары проводов для передачи данных, 802.3af по-прежнему использует только две пары. Отличие состоит в том, что к полезному противофазному сигналу в этих парах добавляется синфазное напряжение. Затем это напряжение передается по парам и потребляется в конечной точке для питания удалённого устройства. Оставшееся противофазное напряжение затем интерпретируется конечной точкой как стандартная передача данных.

802.3at

По мере роста интереса к устройствам с поддержкой PoE росла и потребность в увеличении передаваемой по витой паре мощности. Это послужило основной причиной для разработки стандарта IEEE 802.3at, который был принят в 2009 году. 802.3at также известен как питание типа 2 или PoE+. Как и 802.3af, этот стандарт использует только две пары проводов для подачи питания. Однако он может передавать уже до 30 Вт мощности на выходе питающего устройства и гарантирует до 25,5 Вт в конечной точке.

802.3bt

Последний, на данный момент, стандарт IEEE для 4-парного Ethernet — 802.3bt. В отличие от предыдущих стандартов, в которых используются только две из четырех пар кабеля категории 5e или выше, в стандарте 802.3bt для подачи питания используются все четыре пары. В рамках этого единого стандарта существуют две версии. Первый также известен как PoE типа 3. Он обеспечивает передачу по витой паре мощности 60 Вт, из которых 51 Вт доступны для конечной точки. Вторая версия - PoE типа 4. Эта версия стандарта 802.3bt обеспечивает мощность до 90 Вт на выходе и 81 Вт гарантированной мощности для конечного устройства.

SPE и 802.3bu

Одна из основных проблем, присущих концепции Интернета вещей (IoT), заключается в том, что в рамках её внедрения часто требуется прокладка значительного количества новых кабелей. Эта кабельная система может быть развернута в местах, где и ограничено пространство для монтажа, и критичен вес кабеля. В новом стандарте Ethernet IEEE 802.3cg для передачи данных используется только одна пара, вот почему его часто называют однопарным Ethernet (SPE). SPE — это более дешевая, компактная и легкая альтернатива привычным 4-парным кабелям Ethernet. Он предназначен для корпоративного IoT, промышленного IoT (IIoT) и современных автомобильных кабелей. Если стандарт 802.3cg регламентирует передачу данных, то за подачу питания по витой паре однопарного Ethernet отвечает стандарт 802.3bu, который также называется питанием по линии передачи данных, или PoDL. В рамках этого стандарта предусмотрено 10 различных классов мощности, которые передают мощность от 0,566 до 65,3 Вт по паре и доставляют на конечное устройство от 0,5 до 50 Вт.

О чем следует помнить при планировании развертывания любой системы PoE или PoDL

При планировании кабельного проекта, требующего питания устройств в сети, необходимо ответить на четыре ключевых вопроса:

1.      Какова суммарная требуемая мощность?

Когда конечная точка с поддержкой PoE подключается к источнику подачи PoE, происходит процесс согласования для определения мощности, необходимой для питания устройства. Понимание этих требований к мощности заранее поможет вам рассчитать общий бюджет мощности для вашего проекта. Таким образом, вы можете быть уверены, что ваш источник питания может справиться с тем количеством и типом устройств, которые будут подключены.

2.      Какие стандарты PoE/PoDL поддерживают коммутаторы?

Старые коммутаторы с поддержкой PoE, вероятно, не могут поддерживать новый стандарт 802.3bt для устройств, которым требуется мощность более 30 Вт. Однако, даже если ваш коммутатор не поддерживает новые стандарты, не факт, что его нужно обязательно его заменять. Вместо этого можно использовать инжекторы питания для питания отдельных конечных точек или промежуточных участков PoE для нескольких конечных точек. Тем не менее, в некоторых случаях всё-таки потребуется замена коммутатора, а именно, если для подключаемого устройства требуется мультигигабитная скорость Ethernet. Примерами конечных точек, которым часто требуется питание 802.3bt и мультигигабитные скорости, являются более новые точки доступа WiFi 6 и PTZ-камеры наблюдения 4K/8K.

3.      Если вы используете существующую кабельную систему, будет ли она поддерживать уровень мощности, необходимый вашим конечным точкам?

Если вы считаете, что вам потребуется питание устройств типа 4, целесообразно использовать кабель CAT6A. Причина этого в том, что больший диаметр проводников может обеспечить меньшие потери мощности при более длинных кабелях. Как следствие меньших потерь, уменьшится и нагрев кабелей, соответственно, уменьшается деградация кабеля с течением времени.

4.      Как убедиться, что кабели передают то, что может обеспечить мой источник питания?

Лучший способ убедиться в том, что на удалённый конец медного кабеля подается надлежащее количество энергии, — это выполнить проверочный тест с реальной нагрузкой. Имейте в виду, что не все полевые кабельные тестеры могут производить такое тестирование в течение длительных периодов времени. Для выполнения этой проверки, важность которой со временем только растёт, требуется тестер, такой как AEM TestPro CV100 или Network Service Assistant.