Технология Power over Ethernet, Moxa

С каждым годом корпоративные и промышленные сети становятся все более сложными и масштабными. Возникает потребность подключать к ним огромное количество периферийных устройств для организации связи и контроля всей системы. IP-камеры для видеонаблюдения, Wi-Fi точки доступа и IP-телефоны – все эти важные элементы сети требуют питания и, следовательно, расширения существующей кабельной инфраструктуры. А часто случается так, что возможности подвести к устройству питание просто нет, например, когда требуется монтировать камеру в незаметном месте на потолке. Таким образом, все более заманчивым становится использование технологии PoE для передачи устройствам и питания, и данных по одному кабелю витой пары.

PoE (Power over Ethernet) — это технология передачи удаленным Ethernet-устройствам по витой паре электропитания вместе с данными. Данная технология позволяет питать подключенные устройства, к которым невозможно или нежелательно проводить кабели для питания.

Стандарты PoE

Первый – принятый в 2003 году организацией IEEE – стандарт 802.3af ограничивал передаваемую запитываемым устройствам мощность до 12,95 Вт. Но растущий спрос на приложения PoE сподвиг к пересмотру и обновлению данного стандарта и, как следствие, к увеличению передаваемой мощности в рамках технологии PoE. Стандарт PoE+ IEEE 802.3at, принятый в 2009 году, уже позволил запитывать устройства с потребляемой мощностью до 25,5Вт. Но на этом качественное развитие стандартов не остановилось, и на сегодняшний день самым «мощным» является стандарт 802.3bt, с помощью которого можно питать устройства с большим потреблением.

В таблице ниже представлены актуальные стандарты PoE и их основные характеристики: мощность, напряжение и ток.

Стандарт PoE	IEEE 802.3af (тип 1) PoE	IEEE 802.3at / PoE+ (тип 2)	UPOE / 802.3bt (тип 3) PoE	802.3bt (тип 4) PoE
Выходная мощность PSE, Вт	15,4	30	60	90
Мощность PD, Вт	12,95	25,5	51	71,3
Выходное напряжение PSE, В	44 - 57	50 - 57	50 - 57	52 - 57
Напряжение PD, В	37 - 57	42,5 - 57	42,5 - 57	41,1 - 57
Максимальный ток, мА	350	600	600	960

* PSE – питающее устройство
* PD - запитываемое устройство

PoE-оборудование MOXA поддерживает стандарты IEEE 802.3af / IEEE 802.3at, а коммутаторы новой серии EDS-4000/G4000 также поддерживают IEEE 802.3bt, мощности которых как правило достаточно для питания по технологии PoE камер, IP-телефонов, Wi-Fi точек доступа и других устройств, широко используемых в сфере промышленной автоматизации и связи.

Питание, организованное по перечисленным выше стандартам, также называют активным (Active) PoE. Удешевленный и упрощенный аналог активного PoE носит название Passive (пассивное) PoE и представляет собой промежуточный комплект адаптеров, состоящий из инжектора и сплиттера. Passive PoE не совместим с оборудованием, поддерживающим IEEE 802.3af/at. Данная реализация лишена основных преимуществ технологии PoE и используется производителями эконом-сегмента. Оборудование MOXA поддерживает только активное PoE, о котором и пойдет речь в дальнейшем.

Типы устройств

Выделяют следующие типы устройств в рамках технологии PoE:

PSE (Power Sourcing Equipment) – питающее устройство

PD (Powered device) – запитываемое устройство

Подача питания по технологии PoE не оказывает никакого влияния на качество передачи данных, т.к. данная технология использует физический уровень Ethernet.

Подача напряжения в линию возможна в двух режимах:

Это различие стоит учитывать при выборе питающих и запитываемых устройств, чтобы избежать их несовместимости.

Принцип работы технологии: подача питания на линию

Шаг 1. Определение

Является ли подключенное устройство PD. Устройство PSE генерирует импульс 2.7-10 В и определяет, пришел ли ответ от запитываемого оборудования (определяются параметры входного сопротивления PD). При получении ответа PSE переходит к следующему шагу, иначе попытка определения повторяется спустя некоторое время.

Шаг 2. Классификация

Требуется для определения диапазона мощности, которую может потреблять запитываемое устройство. Полученный ответ говорит о классе PoE, поддерживаемом оконечным оборудованием. Классификация осуществляется путём введения питающим устройством в линию напряжения от 14,5 В до 20,5 В и последующем измерении тока.

Запитываемые устройства в рамках стандартов IEEE 802.3af/at делятся на классы (от 0 до 4) в зависимости от того, сколько мощности они требуют для питания:

Класс	Максимальная мощность, потребляемая запитываемым устройством (PD), Вт	Токи классификации по стандартам IEEE 802.3af/at, измеряемые источником питания (PSE), мА
0	0,44—12,95	0—5
1	0,44—3,84	8—13
2	3,84—6,49	16—21
3	6,49—12,95	25—31
4	12,95—25,5	35—45

Шаг 3. Классификация для PoE+ (2-ой импульс)

PSE с поддержкой PoE+ сгенерирует второй импульс для проверки оборудования на соответствие PoE+.

После прохождения всех этапов питающее устройство подает в линию необходимое напряжение и осуществляет постоянный контроль за корректностью работы PD и током перегрузки. Если запитываемое устройство отключится от линии или PSE зафиксирует превышение потребляемого тока, подача напряжения будет немедленно прекращена.

Преимущества технологии PoE

За последние несколько лет технология PoE завоевала огромную популярность среди проектировщиков и монтировщиков благодаря своим бесспорным преимуществам, которые позволяют не только сэкономить время и средства на этапе развертывания сети, но и существенно повышают эффективность использования и диагностики системы в дальнейшем.

Технология PoE имеет следующие преимущества:

Совместимость. Power over Ethernet – международный стандарт, который поддерживает оборудование множества производителей.
Возможность подключения к сети устройств, находящихся в труднодоступных местах, и упрощение их обслуживания.
Экономия ресурсов: уменьшение затрат на прокладку кабелей, а также трудозатрат на развертывание системы.
Управление: PoE позволяет удаленно управлять PD по питанию (Smart PoE), а также наблюдать за их состоянием.
Простота развертывания: запитываемые устройства нужно подключить только к PoE PSE, отдельно подводить и подключать питание не нужно.
Гибкость: Систему можно расширить в любой момент, не ограничиваясь существующими источниками питания, к тому же к PoE портам можно подключить оборудование, не поддерживающее технологию PoE.

MOXA предлагает большой выбор решений для применения в сетях с PoE. Вы можете найти подходящее именно вам устройство в нашей брошюре.