Обяснение на PoE стандартите: 802.3af срещу 802.3at срещу 802.3bt

Захранването през Ethernet (PoE) позволява един Ethernet кабел да пренася както мрежови данни, така и DC захранване. За всеки, който избира PoE превключвател, инжектор, IP камера, безжична точка за достъп, VoIP телефон или устройство-за автоматизация на сгради, PoE стандартът е детайлът, който решава две неща: колко енергия действително получава устройството и дали вашето оборудване изобщо ще работи заедно.

• 802.3af (PoE)захранва устройства с ниска-консумация, до 15,4 W на превключвателния порт.
• 802.3at (PoE+)покрива устройства със средна{0}}мощност, до 30 W на порт.
• 802.3bt (PoE++, наричан още 4PPoE)работи с високо{0}}мощни устройства чрез нива на мощност тип 3 и тип 4, до 90 W на порт.

Кое от тях ви трябва се свежда до три числа, работещи заедно: максималната мощност, която черпи вашето захранвано устройство, изходът на-порт на вашия комутатор или инжектор и общият PoE бюджет, споделен между всички портове. Вземете някое от тези грешки и устройствата се зареждат в по-лош режим, прекъсват офлайн под натоварване или никога не се включват.

802.3af срещу 802.3at срещу 802.3bt

Ако четете само един раздел, прочетете този. Таблицата по-долу е най-бързият начин за съпоставяне на стандарт с клас на мощност и типично натоварване.

Две цифри се появяват за всеки стандарт по причина: мощността, излизаща от превключвателя (PSE), е по-висока от мощността, достигаща до устройството (PD), тъй като част от нея се губи като топлина в медта. Когато сравнявате устройства, колоната PD е тази, която има значение. Стойностите на мощността се определят от стандартите IEEE 802.3af, 802.3at и 802.3bt; структурата на класа и 71,3 W PD таван за тип 4 следватПрограма за сертифициране на Ethernet Alliance PoE, който тества продуктите за оперативна съвместимост спрямо тези клаузи.

Какво представляват PoE стандартите?

PoE означава захранване през Ethernet: един и същ кабел с усукана{0}}двойка пренася данни и постояннотоково захранване към свързано устройство. Това е полезно навсякъде, където отделен AC контакт би бил неудобен или скъп, като таван, външна стена, порта или стълб за камера. Можете да видите широчината накъдето PoE се използва в реални инсталации, от наблюдение през безжично покритие до крайни точки за-интелигентни сгради.

Всяка PoE връзка има две роли:

• Оборудване за захранване (PSE)доставя захранването. Обикновено това е PoE комутатор или PoE инжектор.
• Захранвано устройство (PD)го получава. Често срещаните PD включват IP камери, безжични точки за достъп, VoIP телефони, четци за-контрол на достъпа, домофони, сензори и някои тънки клиенти.

Въпросът, който спъва хората: мощността, отпечатана на порта на комутатора, е изходът на PSE, а не това, което пристига в устройството. След загуба на кабел, 30 W PoE+ порт доставя около 25,5 W към PD. Тази празнина е точно причината PoE стандартите да публикуват и двете числа.

PoE класове: Как тип 1–4 се съпоставя с клас 0–8

Типът и класът са свързани, но различни. TheТип(1 до 4) ви казва кое стандартно поколение е приложимо. Theклас(0 до 8) е начинът, по който PSE и PD преговарят за достатъчно мощност, така че устройство с ниска-консумация не запазва бюджета за пълен порт.PoE класовете са дефинирани на осем ниваобвързани със стандартите, както следва.

Защо това има значение на практика: класификацията е това, което позволява на 24-портов комутатор със скромна обща бюджетна мощност да комбинира камери от клас 2 и точки за достъп от клас 4, без да се изтощава. Комутаторът разпределя всеки порт към неговия договорен клас, вместо да запазва максимална мощност навсякъде. Когато оразмерявате система, планирайте около класа, който всяко устройство действително изисква, а не най-високия брой, който портът теоретично може да предостави.

802.3af PoE: Най-доброто за устройства с ниска-захранване

IEEE 802.3af е оригиналният основен стандарт, доставящ до 15,4 W от източника и приблизително 12,95 W на устройството. Той удобно покрива VoIP телефони, стационарни вътрешни IP камери, лесни четци за-контрол на достъпа,-сензори с ниска мощност и основни точки за достъп.

Когато 802.3af изчерпва мястото си, е моментът, в който дадено устройство добавя-енергоемка функция. Обикновен настолен телефон е добре с 802.3af, но същият модел с видео екран или USB порт за зареждане може да се нуждае от PoE+. По същия начин, стационарна камера за закрито работи с 802.3af, но добавете нагревател, инфрачервени осветители или мотор и бюджетът е изчезнал. Като основно правило за инсталаторите: ако дадено устройство има екран, нагревател, мотор или повече от едно радио, приемете, че е надраснало 802.3af.

802.3at PoE+: Практическата основа за съвременните мрежи

IEEE 802.3at, или PoE+, грубо удвоява използваемата мощност в сравнение с 802.3af и се превърна в разумна стандартна настройка за нови внедрявания. Причината е по-скоро конкретна, отколкото амбициозна: повечето настоящи точки за достъп, четци за-управление на видео достъп и камери с по-висока-разделителна способност сега извличат повече от 802.3af, което може безопасно да достави, така че PoE+ дава пространство, което предпазва тези устройства от работа с недостатъчна мощност.

PoE+ се съчетава добре с дву-лентови и Wi-Fi 6 точки за достъп, охранителни камери с по-богати набори от функции, видеотелефони и-контролни панели за достъп. Все пак има таван. Някои-висок клас Wi-Fi 6E и Wi-Fi 7 точки за достъп, външни PTZ камери, по-големи дисплеи и определени устройства за сгради се нуждаят от 802.3bt, за да достигнат пълна производителност. Количеството мощност варира в зависимост от модела и режима на функцията, така че за закупуване на нов комутатор, който трябва да продължи няколко цикъла на опресняване, потвърдете дали точките за достъп на вашата пътна карта деактивират радиостанции или USB портове, когато работят с PoE+.

802.3bt PoE++ (4PPoE): тип 3 срещу тип 4

IEEE 802.3bt е стандартът с висока-мощност, продаван като PoE++, 4PPoE или 4-чифтово PoE. Съществува за устройства, които просто се нуждаят от повече, отколкото 802.3at може да предостави, и се предлага на две нива:

• Тип 3доставя до 60 W на източника и около 51 W на устройството.
• Тип 4доставя до 90 W при източника и около 71,3 W при устройството.

Определящата промяна е, че 802.3bt захранва и четирите усукани двойки, където по-рано PoE използваше две. Разпределението на тока върху четири чифта е това, което прави по-високата мощност практична и намалява нагряването, което иначе би причинило захранването с две-чифта при тези нива на мощност. Това е и произходът на името "4-pair PoE".

Типичните 802.3bt натоварвания включват много-радио и висок{2}}безжични точки за достъп, PTZ камери, външни устройства с нагреватели, LED осветление, интелигентни-сградни контроли, цифрови табели, тънки клиенти и индустриални IoT шлюзове. Едно предупреждение за купувачите на комутатори: ако дадено устройство посочва 802.3bt, не приемайте, че PoE+ комутаторът ще се справи тихо. Устройството може да се включи, но да деактивира функциите, да се рестартира при пикови натоварвания или да се държи хаотично, вместо да се повреди чисто.

PoE, PoE+, PoE++ и именуване на доставчик

Наименуването е мястото, където започва най-голямото объркване. Стандартите са IEEE 802.3af, 802.3at и 802.3bt, но продуктовите страници достигат до маркетингови етикети: PoE, PoE+, PoE++, 4PPoE, Ultra PoE, High-Power PoE, UPOE и подобни термини на доставчици. Те не се прилагат последователно. „PoE++“ на един производител е 60 W тип 3; друг е 90 W тип 4. Някои патентовани схеми изобщо не се държат точно като стандартно-базирано PoE, което е точно проблемът,Програма за сертифициране на Ethernet Alliance PoEе създаден за решаване чрез етикетиране на продукти, които взаимодействат със стандарта IEEE.

За решения за покупка игнорирайте маркетинговото име и вместо това потвърдете тези седем подробности:

• IEEE стандарт: 802.3af, 802.3at или 802.3bt
• Тип PoE: Тип 1, 2, 3 или 4
• Изходна мощност на-порт
• Общ бюджет за PoE на комутатора
• Изискване за вход на захранваното устройство
• Категория на кабела и условия за монтаж
• Дали устройството очаква активно PoE или пасивно PoE

Активно PoE срещу пасивно PoE

Active PoE е PoE,-базиран на стандарти. Преди да приложи пълна мощност, източникът изпълнява ръкостискане, за да потвърди, че е свързано истинско PoE устройство. Cisco описва как товастъпка на откриване и класифициранеработи, включително характерното съпротивление, което PSE търси, така че никога да не захранва устройство, което не е -PoE, по погрешка.

Пасивното PoE пропуска това съгласуване и просто поставя фиксирано напрежение, като 24 V, 48 V или 54 V, върху кабела. Тъй като няма ръкостискане, пасивното PoE не е автоматично съвместимо с-базираното на стандарти IEEE PoE и свързването на пасивен източник към грешното устройство може да го повреди. Правилото за безопасно инженерство е тясно: освен ако листът с данни на устройството изрично не посочва, че приема пасивен PoE при това точно напрежение и щифтове, не го свързвайте към пасивен източник.

Режим A срещу режим B и захранвани двойки

PoE може да доставя захранване по различни двойки проводници вътре в кабела.Режим Аизпраща захранване на двойките, които също носят данни;Режим Bизползва резервните двойки в 10/100 Ethernet. С-базираното на стандарти активно PoE рядко избирате режим на ръка, тъй като съвместимият PD е проектиран да приема захранване от съвместим източник и в двата случая.

Там, където режим A и режим B все още имат значение, е обърканата среда: четене на спецификациите на инжекторите, отстраняване на неизправности по-старо оборудване с две{0}}чифтове и работа с пасивно PoE, където полярността и разводката не се договарят вместо вас. При съвременните гигабитови връзки и четирите чифта пренасят данни, а 802.3bt използва и четирите за захранване, което е друга причина да се нарича PoE с 4 чифта. Грешките тук обикновено се показват като устройство, което се захранва от превключвател, но не и от конкретен инжектор, което е по-скоро несъответствие на режим или разводка, отколкото дефектно устройство.

Как да изчислите своя PoE бюджет за мощност

Един комутатор с много PoE портове не може непременно да осигури максимална мощност на всички тях наведнъж. Общият бюджет на PoE е отделно, по-малко число от „портове × макс. ватове“ и това е цифрата, която определя колко реални устройства можете да използвате.

Работеща формула за оразмеряване е:

Необходим PoE бюджет ≈ (сума от всички консумирани мощности на устройството) × (1 + запас)

Използвайте 20–30% свободно пространство, за да поемете удара при-включване на захранването, бъдещи портове и термично намаляване на мощността в топли стелажи. Два работещи примера правят разликата ясна.

Пример A, маломерен:16-портов PoE+ комутатор с общ бюджет от 150 W, захранващ осем точки за достъп по 18 W всяка. Търсенето е 8 × 18 = 144 W срещу бюджет от 150 W, което е само около 4% резерв. Ако тези AP се повишат при стартиране, превключвателят може да откаже захранването на някои портове или да задейства рестартиране.

Пример B, оразмерен с пространство за главата:същите осем 18 W AP, планирани при 25% запас, се нуждаят от 144 × 1.25 = 180 W, така че вие ​​определяте комутатор с поне 180 W PoE бюджет и 802.3at-съвместими портове.

Прост работен лист за обществени поръчки: избройте всеки PD и неговия рейтинг, добавете ги, умножете по 1,2–1,3, след което потвърдете както общия бюджет, така и типа на-порт на комутатора, който стеизбирайки като ваш мрежов превключвател. Общият бюджет и рейтингът на-порт са две независими проверки; преминаването на едното не гарантира другото.

Как да изберете правилния PoE стандарт

Повтарящ се начин за избор, в ред:

• Максимално теглене на устройството.Започнете от листа с данни за PD и намерете точния стандарт и най-лошия{0}}случай мощност. „Поддържа PoE“ не е достатъчно; имате нужда от типа и номера.
• Рейтинг на-порт.Потвърдете, че всеки порт може да предостави класа на това устройство. 802.3af порт няма да задоволи 802.3at камера, а 802.3at порт може да остави точка за достъп 802.3bt в намален режим.
• Общ бюджет.Добавете всяко устройство и приложете пространството от раздела по-горе.
• Състояние на кабела.Вземете под внимание дължината на кабела, категорията на кабела и плътността на снопа, които са по-важни с нарастването на мощността.
• Функционални режими.Проверете дали устройството се нуждае от повече енергия, за да активира нагреватели, допълнителни радиостанции или USB портове.
• Бъдещо разширение.Оставете място за следващото опресняване, за да не-кабелирате повторно след две години.

Още една граница, която си струва ясно да се посочи: пасивното PoE и активното IEEE PoE не са взаимозаменяеми. Ако дадено устройство изисква 24 V пасивен PoE, нормален 802.3af/at превключвател няма да го захранва; ако дадено устройство очаква стандартен активен PoE, пасивният инжектор може да не е безопасен. Когато двата свята се срещнат, следвайте източника на захранване, който производителят на устройството препоръчва.

PoE стандарт срещу тип устройство

Практическа отправна точка по клас устройства. Третирайте го като първо изрязване, след което потвърдете спрямо конкретния модел, тъй като една продуктова линия може да обхваща два стандарта в зависимост от опциите.

PoE разстояние, категория кабел и топлина

Базираното на стандарти PoE следва същото ограничение на канала от 100-метра като данните, върху които се движи. В рамките на този диапазон качеството на кабела определя колко енергия оцелява при работа: по-дългият или по-тънкият кабел губи повече от съпротивление, така че връзките с висока-мощност са по-чувствителни към него от тези с ниска мощност.

За основни-устройства с ниска мощност обикновеното структурно окабеляване е лесно и повечето инсталации вече отговарят на изискването. За 802.3bt при 60 W или 90 W, габаритът на проводника, категорията на кабела и размерът на снопа започват да имат значение, защото по-високият ток означава повече топлина, а топлината е най-лоша в средата на голям, плътно опакован сноп вътре в тръбопровод. Това е мястото, къдетоEthernet cable categories from Cat5e to Cat8стане по-скоро истински избор на дизайн, отколкото стандартен. Cat5e може да пренася PoE, включително PoE с по-висока-мощност при кратки, добре-проветрени маршрути, но за гъсто внедряване на висока-мощност по-тежка-категория на габарит, като напр.екранирано окабеляване Cat6Aдава повече топлинна граница и пространство за височина.

При проекти с висока-плътност 802.3bt, планирайте умишлено размерите на пакетите и следвайте съответните стандарти за окабеляване и местния кодекс; можете същоуправлявайте температурите на кабелния снопс по-хлабаво свързване, по-добър въздушен поток и, където е уместно, кабел, класифициран за ограничено{0}}използване на енергия. Повишаването на температурата в снопа е функция на общия ток и начина на инсталиране на кабела, а не на която и да е отделна връзка.

Често срещани грешки при PoE съвместимост

• Ако приемем, че PoE+ винаги е достатъчно.Много устройства работят добре с PoE+, но съвременните PTZ камери, мулти-радио точки за достъп и интелигентно-сградно оборудване може да изискват 802.3bt.
• Броене на портове, а не бюджет.24-портовият комутатор все още може да има ограничен общ бюджет. Добавете реалното комбинирано търсене, преди да се доверите на броя на портовете.
• Объркване на PSE мощност с PD мощност.30 W PoE+ порт не дава 30 W на устройството. Сравнете с рейтинга от страна на PD-.
• Използване на пасивен PoE без проверка на напрежението.Пасивното PoE трябва да съответства на напрежението на устройството и разводката; грешната комбинация може да унищожи оборудването.
• Пренебрегване на мощност-базирана на функция.Едно устройство може да работи с PoE+, но се нуждае от PoE++, за да включи всяко радио, а камера, която е щастлива при меко време, може да изисква повече, когато нагревателят й се включи.

Примери за избор на PoE в реален{0}}свят

Дванадесет Wi-Fi 6 точки за достъп.Всяка AP достига пикове близо до 22 W, така че потреблението на устройството е 12 × 22 = 264 W. С 25% запас, което е 330 W, така че избирате 802.3at комутатор с поне 330 W PoE бюджет. Преди да поръчате, потвърдете, че нито една от точките за достъп не се нуждае от 802.3bt, за да активира второ 5 GHz или 6 GHz радио; ако има такива, преместете тези портове към превключвател тип 3. Същата дисциплина се прилага, когатоизбор на безжична точка за достъпна първо място.

Осем външни PTZ камери с нагреватели и IR.Те съчетават мотор, осветители и нагревател, който абсорбира само студа, така че мощността в най-лошия-случай е доста над PoE+. Посочете 802.3bt тип 3 или тип 4 в листа с данни на камерата и съобразете бюджета с нагревателя-на фигурата, а не с цифрата за меко-време.

Разгръщане на VoIP телефон.Стандартните телефони са с ниска-енергия, така че обикновено е достатъчен основен превключвател 802.3af. Ако телефоните добавят видео екрани или USB портове, проверете дали преминават към PoE+, преди да се ангажирате с -само хардуер.

Интелигентна сграда и осветление.LED осветителните тела, сензорите за заетост, устройствата за контрол на достъпа и автоматизацията имат много различни апетити. За тези проекти задайте както изискването за-порт, така и общия бюджет за превключване в началото на проектирането, тъй като преоборудването на капацитет след поставяне на кабелите е скъпата опция.

Заключение

Изборът на PoE стандарт наистина е упражнение за намиране на съответствие, а не игра на отгатване. Прочетете необходимия тип на устройството и мощността в най-лошия-случай, потвърдете, че портът може да достави този клас, добавете общия бюджет с височината и проверете дали кабелът може да пренесе захранването на засегнатото разстояние. 802.3af се справя с прости крайни точки с ниска-мощност, 802.3at е практическата основа за повечето настоящи мрежи, а 802.3bt захранва взискателното оборудване: висок-достъп точки, PTZ камери, осветление и сградна автоматизация.

Единственият навик, който предотвратява повечето проблеми на място, е проектирането около действителните изисквания за мощност на устройството и реалистичен бюджет, а не броя на портовете на комутатора или маркетинговото име върху кутията.