Азы и тонкости технологии PoE

Технология PoE для питания сетевых устройств

В этой статье рассмотрим, что такое технология PoE, какие есть её разновидности, когда PoE можно использовать с вашими сетевыми устройствами и когда нельзя, и какие есть подводные камни.

Технология PoE расшифровывается как Power over Internet, что означает, что вместо использования двух проводов (привычная витая пара для передачи данных и шнура питания) можно использовать простой интернет-провод, который будет отвечать как за передачу данных, так и за подачу электричества на устройства. Эта технология значительно упрощает подключение IP-камер, IP-телефонов, точек доступа, других сетевых устройств, и просто значительно помогает в ситуации, когда поблизости нет розетки.



Осуществление подобного типа питания достигается за счёт использования жил витой пары для подачи напряжения на устройства. Но учтите, что запитываемое устройства должно поддерживать технологию PoE, а сам провод, по которому подаётся напряжение, должен подключаться к специальному PoE-инжектору, либо коммутатору, поддерживающему раздачу PoE (например, UniFi Switch 24). Также можно использовать блоки питания (такие как PowerEdge), которые позволяют запитать сразу несколько интернет-проводов.. PoE-коммутаторы весьма популярны в том случае, когда подать напряжение нужно сразу на множество удалённых IP-камер.  Существует 3 варианта реализации технологии: стандарты IEEE 802.3af, IEEE 802.3at (IEEE - это Institute of Electrical and Electronics Engineers, международная организация по стандартизации в электрике и электронике), а также так называемое Passive PoE (пассивное PoE), для которого стандарты отсутствуют, и каждый производитель реализует его с некоторыми отличиями .

802.3 at стандарт отличается от 802.3 af тем, что поддерживает подачу бóльшего напряжения (30 Вт против 15.4 Вт ), поэтому 802.3at иногда также называется PoE+. Причём 802.3 at во всём лучше 802.3 af, поскольку поддерживает как 802.3af таки 802.3at устройства (инжектор подаёт ровно такое напряжение, которое нужно, даже если оно значительно меньше.) А вот 802.3af-инжектор не позволит запитать устройства, требующие большего напряжения, поскольку не может подать больше предусмотренного стандартом. Обычно устройства, требующие 802.3at питания - это PTZ-камеры (камера с управлениям направления и зума). 



За исключение того, что 802.3at поддерживает также и большие мощности, отличий между 802.3at и 802.3af нет. (Иногда, правда, для 802.3af может использоваться category 3 кабеля, в то время как для 802.3at только category 5, но это редко играет какую-то роль) Другое дело passive PoE, которое хуже стандартизированных 802.3af/at во всём, но стоит значительно дешевле, чем инжекторы и коммутаторы 802.3 af/at стандартов. Passive PoE имеет множество недостатков в том числе и весьма неприятных, так что приведём сравнение Passive PoE и более продвинутых 802.3af/at аналогов.

802.3 af/at vs Passive PoE

Passive PoE небезопасен. Первое о чём стоит упомянуть, сравнивая две реализации, это то, что Passive PoE значительно менее безопасная технология. 802.3at и 802.3af при подключении всегда проверяют, подключено ли к ним устройство, поддерживающее данную технологию. Они подают на подключаемое устройство сигнал, и, если ответа с устройства не приходит, то они просто не подадут напряжение. Passive PoE же очень проста и не имеет в себе никаких дополнительных возможностей управления, потому подаёт напряжение немедленно после получения питание. Это может привести к тому, что при подключении провода с подключенным Passive PoE к устройству, для этого не предназначенное, устройство может не заработать, выйти из строя или вовсе сгореть. Ситуацию осложняет то, что стандартизация для Passive PoE отсутствует, поэтому каждый производитель использует разные напряжения и полярности. По этой же причине, подключая Passive PoE к роутерам, ни в коем случае не следует путать порт, принимающий напряжение и LAN.

Дальность питания по проводу

Как известно, по мере прохождения сигнала по проводу, полезный сигнал постепенно рассеивается. То же самое происходит и с питанием. Passive PoE не всегда способен подавать питание на расстояния до 100 метров, поскольку PoE-инжектор подаёт на провод не изменяющиеся 12В, 24В или 48В. С расстоянием напряжение падает, и PoE-устройство не всегда получает необходимое напряжение, особенно на больших расстояниях. 802.3af/at обладают же управляемым напряжение, и гарантированно подают питание необходимой можности на расстоянии до 100 метров.



Тут следует добавить, что в случае, когда надо подать напряжение дальше, чем на 100 метров, в распоряжении 802.3at/af имеются специальные PoE-удлинители, которые восстанавливают напряжение и полезный сигнал, и являются чем-то вроде PoE-коммутаторов, но всего лишь с одним портом, например, модель PEXT-E.  A модель PEXT 1/4 позволяет не только удлинить PoE-провод, но и разделить его на 4 разных провода с PoE, играя таким образом роль своеобразного сплитера.

Использование жил для данных и питания

Витая пара использует 4 жилы для подачи питания (питание идёт по тем же жилам, что и данные). Стандарты 802.3at/af поддерживают два варианта подачи напряжения. По 1/2 3/6 жилам (бело-оранжевый, оранжевый, бело-зелёный и зелёный провода соответственно), либо по 4/5 7/8 (синий, бело-синий, бело-коричневый, коричневый). IP-камеры с поддержкой данных технологий, будет работать при подаче питания, как одним, так и другим способом. Как подавать питание решает PoE-коммутатор или инжектор.

Passive PoE поддерживат только 4/5 7/8 вариант. То есть из восьми жил 4 использованы для питания, а ещё 4 передают полезный сигнал. Поскольку гигабитные порты используют сразу все 4 пары для передачи данных, использование Passive PoE вместе с ними представляет дополнительную проблему.

802.3af/at обладает функциями управления питанием

В то время, как для Passive PoE функции управления отсутствуют полностью. 802.3af/at функции управления могут быть задействованы с помощью PoE-инжекторов или коммутаторов. Возможно включение/отключение по расписанию, перезапуск устройства, контроль и мониторинг потребляемой устройством мощности.

Вариации Passive PoE

Как уже было сказано, разные производители реализуют Passive PoE по-своему. Вот примеры Passive PoE, используемых Ubiquiti, MikroTik и Dahua.

Ubiquiti и Dahua реализовали в своих инжекторах напряжение 24В, но у производителей разная полярность, так что будьте бдительны.
MikroTik может использовать самые разнообразные напряжения, начиная от 8В и до 30В

К всему вышесказанному следует добавить, что бывают исключения. Некоторые инжекторы позволяют осуществлять подачу как пассивного PoE, так и 802.3 af. Кроме того существуют ещё и PoE-конверторы, позволяющие преобразовать один тип PoE в другой.  Особое место занимает Ubiquiti PoE Fiber, который позволяет подключать устройства через оптоволокно.

Будущее

В данный момент разрабатываются новые стандарты PoE, которые позволят, например, подавать питание сразу по всем 4-ым витым парам. Все эти стандарты (например, 802.3bt) являются логическим продолжением 802.3af/at стандартов, так что интернет-магазин ipboom советует вам следить за новостями. Passive PoЕ же не имеет определённого вектора, стандартизации не ожидается и каждый производитель продолжает делать по-своему.

Итог

Таким образом 802.3 af устройство может быть запитано от 802.3at/af инжекторов или коммутаторов, либо от инжектора Passive PoE на 48В. От инжекторов в 12В, 24В, PoE-порта MikroTik или его инжектора (те из них, которые подают Passive PoE), коммутатора Dahua запитывать 802.3 af устройство нельзя. 12В допустимо подавать только на порт Jack. И вообще при использовании Passive PoE следует быть максимально осторожным.

Технология PoE очень важна в мире коммуникаций, находит всё больше применений. Интернет-магазин ipboom постарался не только рассказать об основных телекоммуникационных технологиях, но также и обозначить возможные подводные камни и тонкости. Также вы можете подробно прочитать про линейку устройств PowerTone, предназначенную специально для работы с PoE.