Как организовать подачу питания по витой паре с помощью PoE

Варианты подключения с использованием разных типов устройств по технологии PoE наглядно иллюстрируются этой картинкой со схемами:

Что важно знать для правильного подключения

Вот мы купили какой-то PoE-адаптер, подключили его к Ethernet и электросети, подсоединили LAN-кабель от него в точку доступа, которую хотели запитать. Кажется, просто. Только точка доступа почему-то сгорела. С чего бы это? Все дело в том, что на практике, чтобы правильно организовать удаленное подключение по PoE, необходимо учесть несколько важных факторов:

- Тип питания, который предоставляется PoE-коммутатором или инжектором.

- Какому стандарту PoE соответствует

- Какое напряжение подает на пару

- По какому типу сделана расшитие кабеля

- Напряжение, которое необходимо нашей технике

- Расстояние до удаленной точки.

Эти исходные данные помогут подобрать PoE-оборудование, которое совместимо друг с другом, и рассчитать возможность удаленного электропитания в принципе. Если этого не сделать, в худшем случае, как мы уже сказали - подключенное оборудование быстро выйдет из строя, в лучшем - вообще не включится.

Стандарты и типы PoE

Технология PoE на данный момент существует в нескольких, кардинально отличающихся видах. Почему так произошло? К тому времени, как ребята из IEEE решили стандартизировать технологию, а произошло это не сразу после ее появления, некоторые корпорации уже изобрели свои собственные реализации PoE. Cisco, к примеру, еще в 2000 году представила питание устройств по витой паре. Да и после принятия официальных стандартов IEEE 802.3af в 2003 году, IEEE 802.3at в 2009 году многие производители внедряют свои собственные способы PoE. В основном, потому что реализация полноценных стандартов 802.3af, 802.3at – это сложно и дорого, а потребителям часто нужны модели эконом-класса. В итоге на данный момент PoE существует в нескольких вариантах: по стандарту 802.3af, по стандарту 802.3at, по фирменным частным стандартам, из которых наиболее известен Passive PoE.

Питание по витой паре согласно стандартам 802.3af, 802.3at называют активным PoE, питание, реализованное по технологии Passive PoE - пассивным. 

Реализация питания по витой паре в устройствах может различаться по типу расшития кабеля. А также, в зависимости от напряжения, подаваемого на порт, существует несколько классов PoE. Все эти данные должны быть указаны в паспорте производителя и помогают правильно подобрать оборудование для проекта.

Стандарты IEEE 802.3af, 802.3at - активное PoE

 Главное преимущество PoE-источников, которые поддерживают эти стандарты, это интеллектуальная схема работы. Она позволяет избежать порчи оборудования, продлить срок его службы, сэкономить потребляемую энергию. Прежде чем подать питание на подключенное устройство, активный PoE-источник (коммутатор или адаптер) стандарта 802.3 af/at проводит согласование с ним и устанавливает:

1. Поддерживает ли подключенное устройство технологию питания по витой паре.
2. Если нет, электричество по сетевому кабелю подаваться не будет.
3. Какое напряжение необходимо устройству. PoE-источник установит его класс питания и подаст соответствующее напряжение на порт.
4. Включено ли вообще устройство (потребляет ли оно электроэнергию). Если нет, подача питания по кабелю прекращается.
5. Не произошла ли перегрузка питаемого устройства. Если да, подача питания прекращается.

Параметры: 

 Классы питания:

Самым распространенным является 1 класс питания.

Passive PoE

Этот тип PoE - удешевленный аналог международных стандартов питания по витой паре. Как мы уже говорили выше, полноценная реализация 802.3af/802.3at сложна и повышает стоимость устройства. Поэтому производители сетевого оборудования эконом-сегмента используют вместо них в своей продукции пассивное питание по витой паре.

Его особенность в том, что источник Passive PoE не опрашивает питаемое устройство и не согласовывает мощность. По свободным проводникам витой пары просто подается постоянное напряжение. Поэтому, если соединить источник PoE и потребитель, несовместимые друг с другом, оборудование может сгореть: сразу или через некоторое время, в результате постоянного перегрева и подгорания плат.

Некоторые производители дополняют технологию Passive PoE полезными функциями. Например, PoE out в устройствах Hiseance способно определять, подключено ли к питаемому порту устройство, выявлять, нет ли перегрузки или короткого замыкания. Кроме того, функциями PoE на большинстве устройств Hiseance можно управлять: включать, отключать их на портах, менять режим и т. п. Речь, конечно идет не о простеньких PoE-шнурах, а о реализации PoE в роутерах, коммутаторах и другом оборудовании производителя.

Источники Passive PoE довольно широко варьируются по напряжению, мощности, силе тока. Чаще всего производители выпускают их под свое оборудование, поэтому в каждом отдельном случае нужно подбирать PoE-источник под конкретные потребности. 

Типы расшития кабеля

Для стандарта 802.3af

Тип А. И электричество, и данные подаются по жилам 1, 2, 3, 6. Жилы 5, 7, 8 не используются.

Тип B. Для подачи электропитания используются жилы 4, 5, 7, 8. Данные передаются по остальным.

Для стандарта 802.3at

Применяется только тип B.  Использование расшития кабеля типа A запрещено стандартом.

Для Passive PoE: В большинстве случаев подача электропитания осуществляется по проводникам 4, 5, 7, 8 (как в типе B стандарта 802.3af).

Существует также расшитие кабеля по третьему типу, когда для подачи питания задействуются все жилы стандартного четырехпарного кабеля, но она встречается реже, обычно в фирменных реализациях PoE, например, UPOE от Cisco.

Если с обеих сторон сети вы устанавливаете оборудование с поддержкой стандартов 802.3af/802.3at, то тип расшития, фактически не имеет значения, так как устройство-потребитель PoE по стандарту может работать с любой из них. Однако если речь идет о совмещении оборудования разных стандартов, это может быть важным.