Part 2 – Demystifying POE
Mythen en misvattingen
POE is een recent ontwikkelde technologie, en veel mensen worden afgeschrikt door het grote aantal tegenstrijdige of verouderde informatie die beschikbaar is over het onderwerp. Hier volgen de meest voorkomende misvattingen:
POE heeft compatibiliteitsproblemen. Niet dus. Het is waar dat in de begindagen van POE veel zelfgemaakte en bedrijfseigen regelingen werden gebruikt om stroom over netwerkkabels te krijgen. Echter, de IEEE 802.3af standaard heeft universele ingang gevonden naarmate de populariteit van POE zich verspreidde, wat betekent dat compatibiliteit tussen alle moderne POE apparatuur verzekerd is.
POE vereist elektrische kennis. Nogmaals, vroege ad-hoc implementaties vereisten misschien een zorgvuldig ontwerp, maar IEEE 802.3af POE is ontworpen om betrouwbare werking te garanderen in elke configuratie die mogelijk zou zijn met regulier Ethernet. Het enige wat de gebruiker hoeft te doen is het netwerk op de normale manier bekabelen, en de apparatuur zorgt voor de stroomvoorziening.
POE vereist speciale bekabeling. Helemaal niet, dezelfde bekabeling – Cat 5e, Cat 6, etc – en “RJ45”-achtige connectoren worden gebruikt voor zowel gewone als PoE-gebaseerde lokale netwerken.
Stroom wordt in apparaten geforceerd. Deze misvatting komt verrassend vaak voor, maar het is belangrijk om te onthouden dat de vermogens die door fabrikanten worden opgegeven, bovengrenzen zijn en niet vastliggen. Het aansluiten van een 5 watt camera op een 15 watt injector leidt er niet toe dat er ergens 10 watt aan stroom verloren gaat; de camera zal gewoon zoveel stroom opnemen als hij nodig heeft.
Hoog vermogen POE
De 802.3af POE-standaard is prima voor netwerkapparaten die tot ongeveer 13 watt elektrisch vermogen nodig hebben, maar veel apparaten in de markten die POE hebben ingevoerd, hebben net dat beetje meer nodig. Het is zeker mogelijk voor netwerkkabel en connectoren om meer vermogen aan te kunnen, maar high-power POE systemen zijn propriëtair en niet altijd achterwaarts compatibel met gewone 802.3af POE.
Om deze reden werd een nieuwe standaard geïntroduceerd door de IEEE om het beschikbare vermogen te verhogen: 802.3at, of POE Plus. POE Plus heeft de volgende eigenschappen:
Verhoogd elektrisch vermogen – POE Plus verdubbelt bijna de hoeveelheid elektrisch vermogen dat beschikbaar is voor gevoede apparaten, tot 25,5 watt.
Geschikt voor 802.3af POE – POE Plus schakelaars en injectoren zullen 802.3af gevoede apparaten herkennen en POE op de normale manier aan hen beschikbaar stellen. POE Plus gevoede apparaten kunnen ook worden aangesloten op 802.3af POE schakelaars of injectoren, en worden geacht de hoeveelheid stroom die ze gebruiken dienovereenkomstig te beperken.
Slimme stroombudgettering – 802.3at bevat mogelijkheden voor stroombronnen en gevoede apparaten om met elkaar te communiceren om te onderhandelen over een toelage van elektrisch vermogen.
POE Plus betekent dat een completer scala aan netwerkapparatuur nu POE-gevoed kan worden, inclusief IP-camera’s met verwarming/blowers, en meerkanaals draadloze toegangspunten.
Merk op dat 802.3at naast de 802.3af standaard bestaat; het vervangt deze niet. 802.3af zal in de nabije toekomst nog steeds worden gebruikt door de meeste Power over Ethernet apparaten.
Hoe werkt POE?
Netwerkkabels, zoals Cat 5e en Cat 6, bestaan uit acht draden, gerangschikt als vier getwiste paren. In 10 en 100BASE-T Ethernet, worden twee van deze paren gebruikt voor het verzenden van informatie, en deze staan bekend als de data paren. De andere twee paren worden niet gebruikt en worden de reserveparen genoemd (Gigabit Ethernet gebruikt alle vier paren).
Omdat elektrische stromen in een lus lopen, zijn er twee geleiders nodig om stroom over een kabel te leveren. POE beschouwt elk paar als een enkele geleider, en kan zowel de twee data paren als de twee reserve paren gebruiken om elektrische stroom te transporteren.
Power over Ethernet wordt op de kabel geïnjecteerd met een spanning tussen 44 en 57 volt DC, en meestal wordt 48 volt gebruikt. Deze relatief hoge spanning zorgt voor een efficiënte stroomoverdracht via de kabel, maar is nog steeds laag genoeg om als veilig te worden beschouwd.
Deze spanning is veilig voor gebruikers, maar kan nog steeds apparatuur beschadigen die niet is ontworpen om POE te ontvangen. Daarom moet een POE schakelaar of midspan (bekend als een PSE, voor power sourcing apparatuur), voordat deze een aangesloten IP camera of andere apparatuur (bekend als een PD, voor powered device) van stroom kan voorzien, een signatuurdetectieproces uitvoeren.
Signatuurdetectie gebruikt een lagere spanning om een karakteristieke signatuur van IEEE-compatibele PD’s te detecteren (een 25kOhm weerstand). Zodra dit kenmerk is gedetecteerd, weet de PSE dat hogere spanningen veilig kunnen worden toegepast.
Classificatie volgt op de detectie van het kenmerk, en is een optioneel proces. Als een PD een classificatiehandtekening vertoont, laat hij de PSE weten hoeveel stroom hij nodig heeft om te werken, als een van de drie vermogensklassen. Dit betekent dat PSEs met een beperkt totaal stroombudget dit effectief kunnen toewijzen. De POE-vermogensklassen zijn als volgt:
| 1 | 2 | 3 | |
| PSE Vermogen beschikbaar | 4.0W | 7.0W | 15.4W |
| 3.84W | 6.49W | 12.95W |
De verschillen tussen het door de PSE geleverde vermogen en het door de PD ontvangen vermogen houden rekening met het vermogen dat als warmte in de kabel verloren gaat. Als een PD geen handtekening vertoont, is deze klasse 0 en moet het maximale vermogen van 12,95 watt worden toegewezen.
POE Plus-apparatuur heeft een vermogensklasse van 4. Als een gewone 802.3af POE-bron deze klasse detecteert, zal deze gewoon stroom inschakelen alsof het een klasse 0-apparaat is. Een 802.3at PSE zal echter niet alleen de PD herkennen als een POE Plus apparaat, maar zal ook de classificatiefase herhalen, als een signaal naar de PD die is aangesloten op een stroombron met volledig beschikbaar POE Plus vermogen. (In theorie zou de PD ook in staat moeten zijn om het extra vermogen aan te vragen door te communiceren over de netwerkverbinding). POE Plus PSEs kunnen tot 30 watt leveren en het beschikbare apparaatvermogen is 25,5 watt.
De laatste stap na detectie en classificatie van een nieuw aangesloten apparaat is het inschakelen van de stroom: de 48V voeding wordt door de PSE op de kabel aangesloten zodat de PD kan werken. Eenmaal ingeschakeld blijft de PSE controleren hoeveel stroom hij aan de PD levert, en zal de stroomtoevoer naar de kabel onderbreken als er te veel of te weinig stroom wordt afgenomen. Dit beschermt de PSE tegen overbelasting, en zorgt ervoor dat POE wordt losgekoppeld van de kabel als de PD wordt losgekoppeld.
Wilt u meer weten?
Voor een introductie tot POE en de toepassingen en voordelen ervan, zie het eerste deel van dit artikel: POE Explained, Part 1
Onze Power Without the Struggle whitepaper maakt de zaak voor POE inzet in meer detail, en legt uit hoe POE effectief kan worden gebruikt.
We hebben ook een POE Explained whitepaper, waarin de functionaliteit van POE in technisch, maar ongecompliceerd, detail wordt beschreven.
Of neem gewoon contact op met Veracity of een van onze vertegenwoordigers, om te zien hoe we u kunnen helpen het meeste uit uw POE toepassing te halen.
Copyright 2016, Veracity UK Ltd. Alle rechten zijn voorbehouden.