PoE питание: что такое Power Over Ethernet, поддержка, подключение и распиновка RJ45

ВНИМАНИЕ! Советую прочесть статью от начала и до конца, даже если вам кажется, что вы все знаете, и вам нужна только распиновка. Как оказалось, многие инженеры не знают некоторые мелкие нюансы и детали, которые потом выливаются в проблемы с подключением и питанием.

PoE (Power over Ethernet) передаёт питание и данные по сетевому кабелю. Источник называют PSE — например, PoE-коммутатор или инжектор; потребителя — PD. Важно различать стандартизованное IEEE PoE с обнаружением устройства и пассивное питание с заданным напряжением: одинаковый разъём не обеспечивает совместимость.

Примитивную схему подключения вы можете посмотреть на картинке ниже. Есть также исключения, о которых я расскажу чуть подробнее дальше.

Если посмотреть на схему выше, то у видеокамер мы не видим отдельных проводов для питания, потому что ток идет из LAN порта.

Распиновка PoE и UPoE

Кабель для PoE – лучше использовать обычный (Ethernet) категории CAT 5E (и выше) и стандартный коннектор RJ45. Более подробно по кабелям – смотрите в следующей главе.

Четырёхпарное питание использует обе группы пар. UPOE — название технологии Cisco; её нельзя автоматически считать тем же, что любой IEEE 802.3bt-порт. Проверяйте совместимость конкретного источника и потребителя.

Passive PoE означает отсутствие стандартного согласования питания, а не просто применение сплиттера. Устройство без PoE можно запитать через совместимый активный сплиттер: на его входе PoE, на выходе отдельные данные и нужное напряжение для устройства.

Рассмотрим пример на картинке ниже. У нас есть PoE коммутатор, к которому мы должны подключить IP-камеру без ПоЕ входного порта. Тогда мы можем использовать PoE сплиттер.

Не припаивайте разъём питания непосредственно к жилам PoE. Камере могут требоваться 12 В, а линия несёт гораздо большее напряжение; стандартный источник также ожидает обнаружение PD. Нужен сплиттер с подходящим стандартом, мощностью, выходным напряжением, полярностью и штекером. Иллюстрация распайки ниже историческая, не инструкция для самостоятельного подключения.

У пассивного питания нет универсального предела 50 м. Работоспособность зависит от напряжения, тока, сопротивления кабеля и допустимого входа устройства. Для стандартного Ethernet/PoE соблюдайте спецификацию оборудования и кабельного канала; не обещайте питание по длине без расчёта.

Также хочу рассказать про PoE инжектор – это устройство используется, если нужно питать устройство от коммутатора без PoE портов. Внизу представлен пример использования обычного коммутатора, PoE инжектора и конечного устройства с данным портом.

Для сравнения посмотрите ещё раз на использование сплиттера. Обратите внимание на передачу данных и питания.

При 10/100 Мбит/с данные используют две пары, однако Mode B требует других двух пар для питания. Поэтому «четыре жилы для данных» не означают, что любой четырёхжильный кабель подходит для PoE. Применяйте полноценную витую пару нужной категории.

На инжекторе данную информацию можно посмотреть на этикетке:

ПРИМЕЧАНИЕ! Также смотрите на таблицу, которую я привел в самом начале главы.

• «В» – 4, 5, 7, 8
• «А» – 1, 2, 3, 6.

В Gigabit Ethernet все четыре пары участвуют в передаче данных, но питание всё равно может идти по Mode A, B или четырём парам. Все восемь проводников не превращают пассивный инжектор в совместимый источник: напряжение и полярность по-прежнему важны.

Стандартный IEEE PSE обнаруживает подходящий PD перед включением питания. Пассивный или принудительный режим может подать напряжение без этого согласования и повредить несовместимый порт. Проверяйте спецификации, а не страну производства. Для пассивных MikroTik типична полярность 4/5 «+», 7/8 «−», но у других устройств она может быть иной.

Как подается питание

Стандартный PSE сначала проверяет электрическую сигнатуру PD, затем определяет допустимую мощность и включает питание. Конкретные параметры зависят от типа стандарта. Пассивный источник такого согласования может не выполнять.

Проверяется сопротивление входящего порта. Если все хорошо, то далее подается питание на порт, для того чтобы понять к какому классу относится само устройство.

После согласования подаётся постоянное напряжение, обычно в диапазоне около 48–57 В в зависимости от типа. Вольты и ватты — разные величины: «48 Вт» не является напряжением питания.

Точные пороги обнаружения, пускового тока и поддержания питания относятся к конкретному типу IEEE. Для выбора готового оборудования ориентируйтесь на совместимость, мощность на PD и бюджет источника.

Есть также некоторые ограничения, при котором питание полностью прекратится:

• Источник контролирует перегрузку и наличие потребителя по правилам своего стандарта.
• Нельзя переносить старые числа тока и сопротивления на все af/at/bt-устройства.
• Недостаток общего бюджета коммутатора также может оставить порт без питания, даже если отдельный порт имеет нужный номинал.

Стандарты

Мощность на выходе PSE и доступная мощность у PD различаются из-за потерь в кабеле. Проверьте не только маркировку PoE+, но и требования устройства, мощность каждого порта и суммарный бюджет коммутатора. Для нового подключения используйте качественный медный Cat 5e или выше подходящего сечения; кабель CCA и повреждённые контакты увеличивают потери.

YouTube