Parte 2 – Demistificare POE
Miti e malintesi
POE è una tecnologia di recente sviluppo, e molte persone sono scoraggiate ad adottarla dalla serie di informazioni contrastanti o non aggiornate che sono disponibili sull’argomento. Ecco le idee sbagliate più comuni:
POE ha problemi di compatibilità. Non è così. È vero che nei primi giorni del POE, molti schemi fatti in casa e proprietari sono stati impiegati per ottenere l’alimentazione su cavi di rete. Tuttavia, lo standard IEEE 802.3af ha ottenuto l’adozione universale man mano che la popolarità del POE si è diffusa, il che significa che la compatibilità tra tutte le attrezzature POE moderne è assicurata.
POE richiede conoscenze elettriche. Ancora una volta, le prime implementazioni ad-hoc possono aver richiesto una progettazione accurata, ma IEEE 802.3af POE è progettato per garantire un funzionamento affidabile in qualsiasi configurazione che sarebbe possibile con Ethernet regolare. Tutto quello che l’utente deve fare è cablare la rete come al solito, e l’apparecchiatura si occuperà della fornitura di energia. Niente affatto, lo stesso cablaggio – Cat 5e, Cat 6, ecc – e i connettori “RJ45” sono usati sia per le reti locali normali che per quelle abilitate alla PoE.
L’alimentazione è forzata nei dispositivi. Questo equivoco è sorprendentemente comune, tuttavia è importante ricordare che le potenze nominate dai produttori sono limiti superiori e non sono fisse. Collegare una telecamera da 5 watt a un iniettore da 15 watt non comporta la perdita di 10 watt di potenza da qualche parte; la telecamera assorbirà semplicemente tutta la potenza elettrica di cui ha bisogno.
Poe ad alta potenza
Lo standard 802.3af POE va bene per i dispositivi di rete che richiedono fino a circa 13 watt di potenza elettrica, ma molti dispositivi nei mercati che hanno adottato POE richiedono un po’ di più. È certamente possibile per il cavo di rete e i connettori gestire più potenza, ma i sistemi POE ad alta potenza sono stati proprietari e non sempre retrocompatibili con il normale 802.3af POE.
Per questo motivo un nuovo standard è stato introdotto dalla IEEE per aumentare la potenza disponibile: 802.3at, o POE Plus. POE Plus ha le seguenti caratteristiche:
Aumento della potenza elettrica – POE Plus quasi raddoppia la quantità di potenza elettrica disponibile per i dispositivi alimentati, a 25,5 watt.
Compatibile con 802.3af POE – POE Plus interruttori e iniettori riconoscerà 802.3af dispositivi alimentati e abilitare POE a loro come normale. I dispositivi alimentati POE Plus possono anche essere collegati a interruttori o iniettori POE 802.3af, e si suppone che limitino la quantità di energia che usano di conseguenza.
Budgeting intelligente dell’alimentazione – 802.3at include la possibilità per le fonti di alimentazione e i dispositivi alimentati di comunicare tra loro per negoziare una quota di energia elettrica.
POE Plus significa che una gamma più completa di apparecchiature di rete può ora essere alimentata con POE, comprese le telecamere IP con riscaldatori/soffiatori e punti di accesso wireless multicanale.
Nota che 802.3at esiste accanto allo standard 802.3af; non lo sostituisce. 802.3af sarà ancora impiegato dalla maggior parte dei dispositivi Power over Ethernet nel prossimo futuro.
Come funziona POE?
I cavi di rete, come Cat 5e e Cat 6, comprendono otto fili disposti come quattro coppie intrecciate. In 10 e 100BASE-T Ethernet, due di queste coppie sono utilizzate per l’invio di informazioni, e queste sono conosciute come le coppie di dati. Le altre due coppie sono inutilizzate e vengono chiamate coppie di riserva (Gigabit Ethernet usa tutte e quattro le coppie).
Perché le correnti elettriche scorrono in un circuito, sono necessari due conduttori per fornire energia su un cavo. POE tratta ogni coppia come un singolo conduttore, e può usare le due coppie di dati o le due coppie di riserva per trasportare la corrente elettrica.
Power over Ethernet viene iniettato sul cavo a una tensione compresa tra 44 e 57 volt DC, e in genere si usano 48 volt. Questa tensione relativamente alta permette un efficiente trasferimento di energia lungo il cavo, pur essendo ancora abbastanza bassa da essere considerata sicura.
Questa tensione è sicura per gli utenti, ma può ancora danneggiare le apparecchiature che non sono state progettate per ricevere POE. Pertanto, prima che uno switch POE o un midspan (noto come PSE, per apparecchiature di alimentazione) possa abilitare l’alimentazione a una telecamera IP collegata o altre apparecchiature (note come PD, per dispositivi alimentati), deve eseguire un processo di rilevamento della firma.
Il rilevamento della firma utilizza una tensione inferiore per rilevare una firma caratteristica dei PD IEEE-compatibili (una resistenza di 25kOhm). Una volta che questa firma è stata rilevata, il PSE sa che le tensioni più alte possono essere applicate in modo sicuro.
La classificazione segue la fase di rilevamento della firma, ed è un processo opzionale. Se un PD mostra una firma di classificazione, fa sapere al PSE quanta potenza richiede per funzionare, come una delle tre classi di potenza. Ciò significa che i PSE con un budget di potenza totale limitato possono allocarlo in modo efficace. Le classi di potenza POE sono le seguenti:
| Classe di potenza POE | 1 | 2 | 3 | |
| Power disponibile | 4.0W | 7.0W | 15.4W | |
| Potenza massima del dispositivo | 3.84W | 6.49W | 12.95W |
Le differenze tra la potenza erogata dal PSE e quella ricevuta dal PD tengono conto della potenza che si perde come calore nel cavo. Se un PD non mostra una firma, è di classe 0 e deve essere assegnato il massimo di 12,95 watt.
Le apparecchiature POE Plus hanno una classe di potenza di 4. Se una normale sorgente POE 802.3af rileva questa classe, abiliterà semplicemente l’alimentazione come se fosse un dispositivo di classe 0. Tuttavia, un PSE 802.3at non solo riconoscerà il PD come un dispositivo POE Plus, ma ripeterà anche la fase di classificazione, come un segnale al PD che è collegato a una fonte di alimentazione con piena potenza POE Plus disponibile. (In teoria il PD dovrebbe anche essere in grado di richiedere la potenza extra comunicando attraverso il collegamento di rete). I PSE POE Plus possono fornire fino a 30 watt e la potenza del dispositivo disponibile è di 25,5 watt.
La fase finale dopo il rilevamento e la classificazione di un nuovo dispositivo collegato è quella di abilitare l’alimentazione: l’alimentazione a 48V è collegata al cavo dal PSE in modo che il PD possa funzionare. Una volta abilitato, il PSE continua a monitorare quanta corrente elettrica sta fornendo al PD, e taglierà l’alimentazione al cavo se viene assorbita troppa o non abbastanza energia. Questo protegge il PSE dal sovraccarico, e assicura che il POE sia disconnesso dal cavo se il PD è scollegato.
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Per un’introduzione al POE e alle sue applicazioni e benefici, vedi la prima parte di questo articolo: POE Explained, Part 1
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