PoE-питание: применение инжектора, сплиттера, экстендера
Стандарты poe splitter, такие как IEEE 802.3af и IEEE 802.3at давно и активно используются на рынке CCTV. На сегодняшний день одним из самых востребованных решений при проектировании систем IP-видеонаблюдения является подача питания к IP-устройствам через сеть Ethernet. В Интернете огромное количество статей на эту тему, однако, информации по практическому применению PoE-оборудования крайне мало. В данной статье рассматриваются принципы коммутации PoE-оборудования, а также варианты решения проблем, возникающих в процессе его эксплуатации. Это поможет предотвратить ошибки при расчете проектов.
Стандарты PoE
Для начала необходимо рассмотреть основные параметры передачи питания по кабелю Ethernet с помощью функции PoE, описать принцип соединения питающего и питаемого устройств, а также ответить на вопрос — каким же образом PoE-устройства понимают друг друга.
Основные спецификации PoE:
Passive PoE
Passive PoE используется в тех случаях, когда питаемое устройство (например, IP-камера) не поддерживает ни один из стандартов PoE, и организовать отдельное питание для устройства нет возможности. В таком случае используется PoE-сплиттер или связка PoE-инжектор + PoE-сплиттер, например, инжектор CO-PJ-1G30-P203 и сплиттер CO-PS-M15-1-P302).
Passive PoE также называют связку из двух устройств, не работающих по стандарту PoE (IEEE802.3af или IEEE802.3at), но позволяющих передавать по отрезку UTP кабеля постоянное напряжение, используя незанятые Ethernet-соединением пары проводников (обычно это жилы 4, 5 и 7, 8). Данное решение имеет простейшую схему, поэтому согласование передающего и принимающего устройств не проводится, что при неправильном подключении создает угрозу поломки подключаемого оборудования.
PoE-инжектор – это устройство, питающее сетевое оборудование через Ethernet-кабель. Позволяет организовать питание оконечного устройства поддерживающего технологию PoE.
PoE-сплиттер – это устройство, предназначенное для выделения линии с постоянным напряжением 12 В (возможны варианты) из сети Ethernet с поддержкой питания PoE. Позволяет организовать питание оконечного устройства, не поддерживающего PoE.
Удлинители PoE
Удлинители PoE, или экстендеры, такие как CO-PE-B25-1-P101— это устройства, позволяющие увеличить расстояние передачи данных и питания по сети Ethernet. Способны принимать PoE-питание на входе, а на выходе выдавать его аналогично инжекторам.
Данные устройства обычно не имеют дополнительного разъема питания и потребляют часть мощности (обычно до 1,5-2 Вт) от питающей линии PoE. При этом экстендер является и удлинителем сетевой линии. Таким образом, линия длиной до 100 метров приходит в экстендер, который снимает часть мощности PoE с 25,5 до 24 Вт, но передает далее линию с функцией PoE еще на 100-150 метров.
PoE – «фантомное питание» в сети Ethernet
Термин «фантомное питание» применяют когда одна и та же пара проводников кабеля используется для передачи питания и данных. Например для передачи PoE используются жилы UTP кабеля 1,2,3,6. Данный тип передачи PoE-питания не оказывает влияния на стабильность и скорость передачи данных, так как в устройствах с функцией PoE использованы высокочастотные трансформаторы с центральным отводом напряжения.
Соединение PoE-устройств
Наиболее часто задаваемыми вопросами являются:
- Почему PoE-источник не сжигает устройства, не поддерживающие стандарт PoE?
- Каким образом два PoE-устройства соединяются?
При подключении каждая пара устройств (передающее и принимающее питание) проходит цикл согласования, в результате которого определяется класс питаемого устройства и возможность соединения с использованием функции PoE. Если устройство не имеет поддержки PoE – питание подаваться не будет. Таким образом, неподходящее оборудование, случайно подключенное к источнику PoE, не будет выведено из строя.
Порядок согласования при соединении устройств:
- Питающее устройство подаёт от 3 до 10 Вольт в выбранные пары кабеля и определяет параметры сопротивления оконечного устройства.
- Питаемое устройство должно представить источнику PoE от 19 до 26,5 кОм при 50-150 нФ.
- После получения этих данных, источник определяет, является ли устройство на линии PoE-совместимым.
- Если оконечное устройство показало приемлемые параметры, то по ним определяется его класс питания. Классу питания соответствует подаваемая на порт PoE мощность: Класс 0 – 15,4 Вт
- Класс 1 – 4,5 Вт
- Класс 2 – 7 Вт
- Класс 3 – 15,4 Вт
- Класс 4 – 30 Вт
Отдельный класс занимают устройства с 60 Вт питания.
5. При согласовании устройства проходят две проверки:
- Питающее устройство начинает поднимать напряжение в линии до 48 В в течении 400 мс, и если оконечное устройство за это время потребляет ток менее 5 мА, то питание с линии снимается.
- Питающее устройство подаёт напряжение 1,9-5 В при частоте 500 Гц, и если входное сопротивление составляет более 1980 кОм, то питание с линии снимается.
Вся процедура согласования устройств занимает не более 0,5 с.
В случае если питающее оборудование определит перегрузку тока, потребляемого оконечным устройством, напряжение будет снято с кабеля в течение 0,5 с.