Vysvětlení standardů PoE: 802.3af vs 802.3at vs 802.3bt

Power over Ethernet (PoE) umožňuje jediným ethernetovým kabelem přenášet síťová data i stejnosměrné napájení. Pro každého, kdo specifikuje PoE přepínač, injektor, IP kameru, bezdrátový přístupový bod, VoIP telefon nebo -automatizační zařízení budov, je standard PoE detailem, který rozhoduje o dvou věcech: o tom, kolik energie zařízení skutečně přijímá a zda bude vaše zařízení vůbec spolupracovat.

• 802.3af (PoE)napájí zařízení s nízkou spotřebou-, až 15,4 W na portu přepínače.
• 802.3at (PoE+)pokrývá zařízení se středním{0}}výkonem, až 30 W na port.
• 802.3bt (PoE++, také nazývané 4PPoE)zvládá-zařízení s vysokým výkonem prostřednictvím úrovní výkonu typu 3 a 4, až 90 W na port.

Který z nich potřebujete, závisí na třech vzájemně spolupracujících číslech: maximální výkon, který vaše napájené zařízení odebírá,-výstup na port vašeho přepínače nebo injektoru a celkový rozpočet PoE sdílený všemi porty. Udělejte něco z toho špatně a zařízení se spouštějí ve zhoršeném režimu, přestanou se při zátěži odpojovat nebo se nikdy nezapínají.

802.3af vs 802.3at vs 802.3bt

Pokud čtete pouze jednu část, přečtěte si tuto. Níže uvedená tabulka představuje nejrychlejší způsob, jak sladit standard s třídou výkonu a typické pracovní zátěži.

Pro každou normu se z nějakého důvodu objevují dvě čísla: výkon na výstupu ze spínače (PSE) je vyšší než výkon na zařízení (PD), protože část se ztrácí jako teplo v mědi. Při porovnávání zařízení je důležitý sloupec PD. Hodnoty výkonu jsou definovány standardy IEEE 802.3af, 802.3at a 802.3bt; struktura třídy a strop PD 71,3 W pro typ 4 následujíCertifikační program Ethernet Alliance PoE, která testuje produkty na interoperabilitu s těmito klauzulemi.

Co jsou standardy PoE?

PoE je zkratka pro Power over Ethernet: stejný kroucený -párový kabel přenáší data a stejnosměrné napájení do připojeného zařízení. To je užitečné všude tam, kde by byla samostatná AC zásuvka nepohodlná nebo drahá, jako je strop, vnější stěna, brána nebo sloup s kamerou. Můžete vidět šířkukde se PoE používá ve skutečných instalacíchod dohledu přes bezdrátové pokrytí až po koncové body inteligentních{0}}budování.

Každý odkaz PoE má dvě role:

• Zařízení pro zdroje energie (PSE)dodává energii. Obvykle se jedná o PoE přepínač nebo PoE injektor.
• Napájené zařízení (PD)přijímá to. Mezi běžné PD patří IP kamery, bezdrátové přístupové body, VoIP telefony, čtečky-pro řízení přístupu, interkomy, senzory a někteří tencí klienti.

Bod, který lidi podrazí: příkon vytištěný na portu přepínače je výstup PSE, nikoli to, co přichází do zařízení. Po ztrátě kabelu dodává 30W PoE+ port přibližně 25,5 W do PD. Tato mezera je přesně důvodem, proč standardy PoE zveřejňují obě čísla.

Třídy PoE: Jak se typ 1–4 mapuje na třídu 0–8

Typ a třída spolu souvisí, ale liší se. TheTyp(1 až 4) vám řekne, která standardní generace platí. Thetřída(0 až 8) je způsob, jakým PSE a PD vyjednají dostatek energie, takže zařízení s nízkým odběrem-nezarezervuje celý rozpočet portu.Třídy PoE jsou definovány v osmi úrovníchvázané na normy následovně.

Proč je to v praxi důležité: klasifikace je to, co umožňuje 24portovému přepínači se skromným celkovým rozpočtovým výkonem kombinovat kamery třídy 2 a přístupové body třídy 4, aniž by se sám vyčerpal. Přepínač přiděluje každý port jeho dohodnuté třídě, spíše než aby všude vyhradil maximální výkon. Při dimenzování systému naplánujte třídu, kterou každé zařízení skutečně požaduje, nikoli nejvyšší číslo, které by port teoreticky mohl poskytnout.

802.3af PoE: Nejlepší pro nízkoenergetická zařízení-

IEEE 802.3af je původní mainstreamový standard, který dodává až 15,4 W ze zdroje a zhruba 12,95 W na zařízení. Pohodlně pokryje VoIP telefony, pevné vnitřní IP kamery, jednoduché přístupové-kontrolní čtečky, nízko{5}}senzory a základní přístupové body.

Tam, kde 802.3af dojde místo, je okamžik, kdy zařízení přidá funkci-spotřebu energie. Obyčejný stolní telefon je v pořádku s 802.3af, ale stejný model s obrazovkou videa nebo USB nabíjecím portem může potřebovat PoE+. Stejně tak vnitřní pevná kamera funguje na 802.3af, ale přidejte topení, infračervené iluminátory nebo motor a rozpočet je pryč. Základní pravidlo pro instalační techniky: pokud má zařízení obrazovku, topení, motor nebo více než jedno rádio, předpokládejme, že přerostlo 802.3af.

802.3at PoE+: Praktický základ pro moderní sítě

IEEE 802.3at nebo PoE+ zhruba zdvojnásobuje použitelný výkon oproti 802.3af a stal se rozumným výchozím nastavením pro nová nasazení. Důvod je spíše konkrétní než ambiciózní: většina současných přístupových bodů, čteček pro přístup k videu -a kamery s vyšším{5}}rozlišením nyní kreslí více než 802.3af, které mohou bezpečně poskytnout, takže PoE+ poskytuje prostor, který těmto zařízením brání v chodu s nedostatečným výkonem.

PoE+ se dobře hodí k dvou-pásmovým a přístupovým bodům Wi-Fi 6, bezpečnostním kamerám s bohatšími sadami funkcí, videotelefonům a přístupovým-panelům. Stále má ale strop. Některé špičkové přístupové body Wi{8}}Fi 6E a Wi{10}}Fi 7, venkovní PTZ kamery, větší displeje a některá zařízení budov potřebují k dosažení plného výkonu 802,3 bt. Množství energie se liší podle modelu a režimu funkcí, takže u nákupu nového přepínače, který musí vydržet několik obnovovacích cyklů, ověřte, zda přístupové body ve vaší cestovní mapě deaktivují rádia nebo porty USB při spuštění na PoE+.

802.3bt PoE++ (4PPoE): Typ 3 vs. Typ 4

IEEE 802.3bt je vysoký-standard napájení, prodávaný jako PoE++, 4PPoE nebo 4-párové PoE. Existuje pro zařízení, která jednoduše potřebují více než 802.3at, které může poskytnout, a přichází ve dvou úrovních:

• Typ 3dodává až 60 W u zdroje a cca 51 W u zařízení.
• Typ 4dodává až 90 W u zdroje a cca 71,3 W u zařízení.

Definující změnou je, že 802.3bt energie napříč všemi čtyřmi kroucenými páry, kde dřívější PoE používalo dva. Rozložení proudu na čtyři páry je to, co dělá vyšší příkon praktickým a snižuje zahřívání, které by jinak při těchto úrovních výkonu způsobily dva-páry. Odtud také pochází název „4-pair PoE“.

Mezi typické zátěže 802.3bt patří více-rádiové a špičkové-bezdrátové přístupové body, PTZ kamery, venkovní zařízení s ohřívači, LED osvětlení, inteligentní-ovládání budov, digital signage, tenké klienty a průmyslové brány IoT. Jedno varování pro kupce přepínačů: pokud zařízení specifikuje 802.3bt, nepředpokládejte, že přepínač PoE+ tiše zvládne. Zařízení se může zapnout, ale deaktivovat funkce, restartovat se, když zatížení vrcholí, nebo se může chovat nevyzpytatelně, místo aby selhal čistě.

PoE, PoE+, PoE++ a pojmenování dodavatele

Pojmenování je místo, kde začíná nejvíce zmatků. Standardy jsou IEEE 802.3af, 802.3at a 802.3bt, ale produktové stránky sahají po marketingových označeních: PoE, PoE+, PoE++, 4PPoE, Ultra PoE, High-Power PoE, UPOE a podobné podmínky dodavatelů. Ty se neuplatňují důsledně. Jeden výrobce „PoE{10}}“ je 60 W typu 3; jiný je 90 W typ 4. Některá proprietární schémata se vůbec nechovají přesně jako standardní{15}}poE, což je právě ten problém,Certifikační program Ethernet Alliance PoEbyl vytvořen za účelem řešení označováním produktů, které spolupracují se standardem IEEE.

Při rozhodování o nákupu ignorujte marketingový název a místo toho potvrďte těchto sedm podrobností:

• Standard IEEE: 802.3af, 802.3at nebo 802.3bt
• Typ PoE: Typ 1, 2, 3 nebo 4
• Výkon na-port
• Celkový rozpočet přepínače PoE
• Vstupní požadavek napájeného zařízení
• Kategorie kabelu a podmínky instalace
• Zda zařízení očekává aktivní PoE nebo pasivní PoE

Aktivní PoE vs pasivní PoE

Aktivní PoE je standard{0}}založené PoE. Před použitím plného napájení zdroj spustí handshake, aby potvrdil, že je připojeno skutečné PoE zařízení. Cisco popisuje, jak na tokrok detekce a klasifikacefunguje, včetně charakteristického odporu, který PSE hledá, takže nikdy omylem nenabije napájení zařízení bez -PoE.

Pasivní PoE přeskočí toto vyjednávání a jednoduše přivede na kabel pevné napětí, například 24 V, 48 V nebo 54 V. Protože nedochází k potřesení rukou, není pasivní PoE automaticky kompatibilní se standardy-založenými na IEEE PoE a připojení pasivního zdroje k nesprávnému zařízení jej může poškodit. Pravidlo bezpečného inženýrství je úzké: pokud datový list zařízení výslovně neuvádí, že přijímá pasivní PoE při tomto přesném napětí a pinu, nepřipojujte jej k pasivnímu zdroji.

Režim A vs režim B a napájené páry

PoE může dodávat energii na různé páry vodičů uvnitř kabelu.Režim Aposílá napájení na páry, které také přenášejí data;Režim Bpoužívá náhradní páry v 10/100 Ethernetu. S aktivním PoE založeným na standardech- zřídka zvolíte režim ručně, protože vyhovující PD je navržen tak, aby přijímal napájení z vyhovujícího zdroje v obou směrech.

Kde na módu A a módu B stále záleží, je chaotický střed: čtení specifikací vstřikovačů, odstraňování problémů se staršími dvou{0}}párovými zařízeními a práce s pasivním PoE, kde se polarita a pinout nevyjednávají za vás. Na moderních gigabitových spojích všechny čtyři páry přenášejí data a 802.3bt využívá všechny čtyři také pro napájení, což je další důvod, proč se nazývá 4-párové PoE. Chyby se zde obvykle projevují jako zařízení, které je napájeno ze spínače, ale nikoli z konkrétního vstřikovače, což je spíše nesoulad režimu nebo pinů než vadné zařízení.

Jak vypočítat rozpočet na napájení PoE

Přepínač s mnoha porty PoE nemůže nutně poskytovat maximální výkon na všech z nich najednou. Celkový rozpočet PoE je samostatné, menší číslo než „porty × max watty“ a je to číslo, které určuje, kolik skutečných zařízení můžete provozovat.

Funkční vzorec velikosti je:

Požadovaný rozpočet PoE ≈ (součet všech odběrů energie zařízení) × (1 + rezerva)

Využijte 20–30 % volného prostoru k absorbování nárazů při zapnutí-, budoucích portů a tepelného snížení výkonu v teplých stojanech. Dva zpracované příklady jasně ukazují rozdíl.

Příklad A, poddimenzovaný:16portový přepínač PoE+ s celkovým rozpočtem 150 W, napájející osm přístupových bodů po 18 W každý. Poptávka je 8 × 18 = 144 W oproti rozpočtu 150 W, což jsou jen asi 4 % rezervy. Pokud tyto AP při startu přerostou, může přepínač odepřít napájení některých portů nebo spustit restart.

Příklad B, dimenzovaný s světlou výškou:stejných osm 18W přístupových bodů plánovaných při 25% prostoru potřebuje 144 × 1.25 = 180 W, takže určíte přepínač s alespoň 180 W PoE rozpočtem a porty schopnými 802.3at-.

Jednoduchý pracovní list pro zadávání zakázek: uveďte všechny PD a jejich hodnocené čerpání, sečtěte je, vynásobte 1,2–1,3 a poté potvrďte jak celkový rozpočet, tak-typ portu na přepínači, kterým jstevybrat jako síťový přepínač. Celkový rozpočet a hodnocení na-port jsou dvě nezávislé kontroly; absolvování jednoho nezaručuje druhé.

Jak vybrat správný standard PoE

Opakovatelný způsob výběru v pořadí:

• Maximální odběr zařízení.Začněte v datovém listu PD a najděte přesný standardní a nejhorší{0}}případ výkonu. "Podporuje PoE" nestačí; potřebujete typ a číslo.
• Hodnocení podle-portu.Potvrďte, že každý port může dodávat třídu daného zařízení. Port 802.3af neuspokojí kameru 802.3at a port 802.3at může ponechat přístupový bod 802.3bt ve sníženém režimu.
• Celkový rozpočet.Sečtěte všechna zařízení a použijte rezervu z výše uvedené části.
• Stav kabelu.Počítejte s délkou vedení, kategorií kabelu a hustotou svazku, které jsou s rostoucím výkonem důležitější.
• Režimy funkcí.Zkontrolujte, zda zařízení potřebuje více energie k aktivaci ohřívačů, dalších rádií nebo portů USB.
• Budoucí expanze.Nechte místo pro další aktualizaci, abyste nemuseli za dva roky znovu{0}}kabelovat.

Ještě jedna hranice, kterou stojí za to jasně uvést: pasivní PoE a aktivní IEEE PoE nejsou zaměnitelné. Pokud zařízení vyžaduje 24 V pasivní PoE, běžný přepínač 802.3af/at jej nenapájí; pokud zařízení očekává standardní aktivní PoE, pasivní injektor může být nebezpečný. Když se tyto dva světy setkají, řiďte se zdrojem napájení doporučeným výrobcem zařízení.

PoE Standard vs. Typ zařízení

Praktický výchozí bod podle třídy zařízení. Považujte to za první řez a poté potvrďte proti konkrétnímu modelu, protože jedna produktová řada může pokrývat dva standardy v závislosti na možnostech.

PoE vzdálenost, kategorie kabelu a teplo

PoE založené na standardech-dodržuje stejný limit 100{3}}metrů kanálu jako data, na kterých běží. V rámci tohoto rozpětí určuje kvalita kabelu, kolik energie vydrží běh: delší nebo tenčí kabel ztrácí více na odporu, takže vysoko{4}}síťové spoje jsou na něj citlivější než nízkopříkonové.

Pro základní zařízení s nízkou spotřebou{0}}je běžná strukturovaná kabeláž jednoduchá a většina instalací již tento požadavek splňuje. U 802.3bt při 60 W nebo 90 W začíná být záležet na tloušťce vodiče, kategorii kabelu a velikosti svazku, protože vyšší proud znamená více tepla a teplo je nejhorší uprostřed velkého, těsně zabaleného svazku uvnitř vedení. Toto je místoKategorie ethernetových kabelů od Cat5e do Cat8stát se skutečnou designovou volbou spíše než výchozí. Cat5e může nést PoE, včetně vyššího-PoE PoE na krátkých, dobře{3}}větraných výjezdech, ale pro husté-výkonové nasazení je vhodná těžší-kategorie, jako je např.stíněná kabeláž Cat6Aposkytuje větší tepelnou rezervu a světlou výšku.

U projektů s vysokou{0}}hustotou 802.3bt plánujte velikosti balíků záměrně a řiďte se příslušnými standardy kabeláže a místním kodexem. můžete takéřídit teploty kabelových svazkůs volnějším svazkem, lepším prouděním vzduchu a případně kabelem určeným pro omezenou-spotřebu energie. Nárůst teploty ve svazku je funkcí celkového proudu a způsobu instalace kabelu, nikoli jednotlivého spoje.

Běžné chyby kompatibility PoE

• Za předpokladu, že PoE+ je vždy dost.Mnoho zařízení je s PoE+ v pořádku, ale moderní PTZ kamery, více-rádiové přístupové body a chytrá{2}}zařízení pro budovy mohou vyžadovat 802.3bt.
• Počítání portů, ne rozpočet.24portový přepínač může mít stále omezený celkový rozpočet. Než začnete důvěřovat počtu portů, sečtěte skutečnou kombinovanou poptávku.
• Záměna výkonu PSE s výkonem PD.30W PoE+ port nedává do zařízení 30W. Porovnejte s vedlejším hodnocením PD-.
• Použití pasivního PoE bez kontroly napětí.Pasivní PoE musí odpovídat napětí zařízení a pinu; špatná kombinace může zničit vybavení.
• Ignorování výkonu založeného na-funkcích.Zařízení může běžet na PoE+, ale potřebuje PoE++ k zapnutí každého rádia, a kamera, která je spokojená v mírném počasí, může vyžadovat více, když se zapne její topení.

Příklady skutečného{0}}světového výběru PoE

Dvanáct přístupových bodů Wi{0}}Fi 6.Každý přístupový bod dosahuje maxima kolem 22 W, takže potřeba zařízení je 12 × 22 = 264 W. S 25% rezervou, což je 330 W, takže si vyberete přepínač 802.3at s alespoň 330 W PoE rozpočtem. Před objednávkou se ujistěte, že žádný z AP nepotřebuje 802.3bt k aktivaci druhého 5 GHz nebo 6 GHz rádia; pokud ano, přesuňte tyto porty do přepínače typu 3. Stejná disciplína platí, kdyžvýběr bezdrátového přístupového boduv první řadě.

Osm venkovních PTZ kamer s vyhříváním a IR.Tyto kombinují motor, iluminátory a ohřívač, který čerpá pouze v chladu, takže v nejhorším{0}}případě je výkon výrazně vyšší než PoE+. Určete 802.3bt typ 3 nebo typ 4 podle datového listu kamery a upravte rozpočet podle ohřívače-na obrázku, nikoli podle mírného-počasí.

Zavedení VoIP telefonu.Standardní telefony mají nízkou spotřebu-, takže obvykle stačí základní přepínač 802.3af. Pokud telefony přidávají obrazovky videa nebo porty USB, ověřte, zda přecházejí do PoE+, než se zavážete k-pouze hardware.

Chytrá budova a osvětlení.LED svítidla, senzory obsazenosti, řízení přístupu a automatizační zařízení mají velmi odlišné požadavky. U těchto projektů nastavte jak požadavek na-port, tak celkový rozpočet přepínače již v rané fázi návrhu, protože dovybavení kapacity po instalaci kabeláže je nákladná varianta.

Závěr

Volba standardu PoE je skutečně cvičením shody, nikoli hádáním. Přečtěte si požadovaný typ zařízení a nejhorší-příkon ve wattech, ověřte, zda port dokáže tuto třídu poskytnout, sečtěte celkový rozpočet s rezervou a zkontrolujte, zda kabel dokáže přenést výkon na danou vzdálenost. 802.3af zvládá jednoduché nízkovýkonové koncové body, 802.3at je praktický základ pro většinu současných sítí, a 802.3bt}vysoké výkony kamery{6 pro přístupové body pro osvětlení{6 automatizace budov.

Jediným zvykem, který zabraňuje většině problémů v terénu, je navrhování podle skutečného požadavku na napájení zařízení a realistického rozpočtu, spíše než počtu portů na přepínači nebo marketingového názvu na krabici.