Comment augmenter la puissance par rapport aux performances Ethernet?

Avez-vous déjà pensé à augmenter le pouvoir par rapport aux performances Ethernet? Dans l'article d'aujourd'hui, nous discuterons d'un type spécial de câble Ethernet: le câble POE.Le nom complet de ce câble est appelé Cable Power Over Ethernet. Nous discuterons de ce qui est le câble POE, de l'alimentation, des normes, des précautions liées aux câbles POE et de la façon d'augmenter la puissance par rapport aux performances Ethernet.

 

1. Qu'est-ce que Poe?

 

Traditionnellement, l'alimentation électrique et la transmission des données pour les appareils ont été traitées séparément. Les appareils connectés à Ethernet requis au moins unPoecâblepour la transmission des données et un câble d'alimentation pour l'alimentation. La nécessité de câbles d'alimentation a toujours été un facteur limitant du déploiement de l'appareil, ce qui nécessite que les dispositifs soient proches des prises de courant existantes, soit des câbles d'alimentation et des prises d'alimentation séparément pour les appareils. La technologie Power Over Ethernet (POE) résout ce dilemme et rend le déploiement de tels appareils beaucoup plus flexible.

Poe (Power Over Ethernet) fait référence à la technologie qui, sans aucune modification de l'infrastructure de câblage Ethernet Cat5e existante, peut transmettre des signaux de données à certaines terminaux basés sur IP (tels que les téléphones IP, les points d'accès LAN sans fil, les caméras réseau, etc.) tout en fournissant une puissance de courant direct (DC) à ces appareils. Poe est également connu sous le nom de Power sur LAN (POL) ou Ethernet actif, parfois simplement appelé alimentation Ethernet. Il s'agit de la dernière spécification standard qui utilise des câbles Ethernet existants pour transmettre simultanément les données et la puissance. Il maintient la compatibilité avec les systèmes Ethernet existants et les utilisateurs.

L'alimentation Poe (Power Over Ethernet) est une technologie qui fournit une puissance aux appareils via des câbles Ethernet. Il permet la transmission simultanée de données et d'alimentation sur un seul câble Ethernet, simplifiant le câblage et la réduction des coûts.

Si vous souhaitez utiliser l'alimentation POE, il est recommandé d'utiliser des câbles PoE spécialisés. Ces câbles ont généralement des fils de cuivre supplémentaires pour apporter l'alimentation aux appareils. De plus, les câbles POE ont généralement une qualité et une fiabilité de meilleure qualité car ils sont spécialement conçus et testés pour s'assurer qu'ils fonctionnent correctement dans des environnements Ethernet. L'utilisation de câbles Ethernet ordinaires pour l'alimentation POE peut entraîner une alimentation instable, une atténuation du signal et d'autres problèmes. Par conséquent, si vous avez besoin d'utiliser l'alimentation POE, il est préférable d'utiliser des câbles PoE spécialisés pour assurer une alimentation fiable et une transmission de données.

 

2. PoePrincipe et méthode d'alimentation du câble

 

StandardCâbles réseau Cat5Avoir quatre paires de fils torsadés, mais seulement deux paires sont utilisées dans la base T 10 m et 100 m de base-T. L'IEEE 802.3af, l'une des normes POE, permet deux méthodes: lors de l'utilisation des broches d'inactivité pour l'alimentation, les broches 4 et 5 sont connectées comme positives et les broches 7 et 8 sont connectées comme négatives.

Lorsque vous utilisez des épingles de données pour l'alimentation, la puissance CC est ajoutée au point médian du transformateur de transmission sans affecter la transmission des données. Dans cette méthode, les paires de fils 1, 2 et 3, 6 peuvent être de toute polarité. La norme ne permet pas que les deux méthodes soient utilisées en même temps. L'équipement d'alimentation PSE ne peut fournir qu'une seule méthode, mais l'équipement d'application d'alimentation doit être en mesure de s'adapter simultanément aux deux cas. Le standard stipule que l'alimentation est généralement 48 V, 13W. L'équipement PD (dispositif d'alimentation: dispositif alimenté) fournit une conversion de 48 V à basse tension, ce qui est relativement facile, mais en même temps devrait avoir une tension de sécurité d'isolation de 1500 V.

 

La norme POE définit deux méthodes d'utilisation des câbles de transmission Ethernet pour fournir une alimentation CC aux appareils compatibles POE.

Le premier est la méthode "à mi-portée", qui utilise un dispositif d'alimentation POE indépendant, pontant entre lecommutateur Ethernetet le terminal dispositif avec fonction POE, en utilisant généralement les paires de fil inactif dans le câble Ethernet pour transmettre une alimentation CC. Le MIDSPAN PSE est un dispositif de gestion de l'alimentation spécialisé, généralement placé avec l'interrupteur. Il en a deuxRJ45 JacksPour chaque port, l'un s'est connecté au commutateur avec un câble court (se référant ici aux commutateurs traditionnels sans fonction POE) et l'autre connecté à l'appareil distant.

 

La deuxième méthode est "End-Span", qui intègre le dispositif d'alimentation à l'extrémité de sortie du signal de l'interrupteur. Ce type de connexion intégrée fournit généralement une fonction d'alimentation "double" pour les paires de fil inactif et les paires de fils de données. Les paires de fils de données utilisent des transformateurs d'isolement de signal et utilisent des robinets centraux pour atteindre l'alimentation CC. Il est probable que la fin de la fin gagnera rapidement en popularité, car les données Ethernet et la transmission de puissance utilisent des paires de fils communs, éliminant ainsi la nécessité de configurer des lignes dédiées à transmission de puissance indépendantes, ce qui est particulièrement significatif pour les câbles avec seulement 8 cœurs et la norme correspondantePrises de rj45.

 

3. Processus d'alimentation de l'appareil PoE

 

Lors du déploiement de l'équipement d'alimentation POE dans un réseau, le processus d'alimentation PoE Ethernet comprend principalement la détection, la négociation des capacités d'alimentation, le début de l'alimentation, l'alimentation continue et l'électricité.

 

3.1 Détecter PD:

Tout d'abord, le PSE (équipement d'alimentation) sort une petite tension au port pour détecter si le dispositif de liaison à la borne du câble prend en charge l'IEEE 802.3af / à la norme. Ce processus est obtenu en fournissant une petite tension limitée au courant au câble pour vérifier si l'extrémité distante a la résistance caractéristique requise. Si une valeur de résistance spécifique est détectée, elle indique que la borne de câble est connectée à un PD (dispositif alimenté) qui prend en charge PoE.

 

3.2 Surveiller le niveau de PD / Capacité d'alimentation négociation: négociation:

Après avoir détecté le PD, le périphérique PSE classera le périphérique PD et évaluera la perte de puissance requise. Il existe deux façons de négocier des capacités d'alimentation, à savoir l'analyse de la résistance caractéristique détectée et la négociation des capacités d'alimentation électrique via le protocole LLDP (protocole de découverte de couche de liaison).

 

3.3 Démarrer l'alimentation:

Dans un délai configurable (généralement moins de 15 μs), le dispositif PSE commence à alimenter la puissance de basse tension au dispositif PD jusqu'à ce qu'il fournit une tension CC 48 V. Si le périphérique PD est déconnecté du réseau, le PSE sera rapidement (généralement à l'intérieur de 300-400} MS) arrêtez de fournir une alimentation et répétera le processus de détection pour vérifier si le terminal de câble est toujours connecté au périphérique PD.

 

3.4 Surveillance et alimentation en temps réel continues:

Fournissez une puissance CC stable et fiable au périphérique PD pour assurer le fonctionnement normal de l'appareil. Et fournir une surveillance continue en temps réel.

 

3.5 Power Off:

Si le périphérique PD est déconnecté du réseau, le PSE est rapidement (généralement à l'intérieur de 300-400} MS) arrête de fournir de l'alimentation au périphérique PD et répétera le processus de détection pour détecter si le terminal de câble est connecté au périphérique PD.

Ce processus garantit l'innocuité et l'efficacité de l'alimentation POE tout en protégeant les dispositifs connectés des dommages. Les commutateurs POE sont conçus pour détecter intelligemment les appareils non non POE et éviter de leur fournir de la puissance, ce qui le rend encore plus sûr à utiliser.

 

4. Concernant les normes d'alimentation POE

Bien sûr, les câbles PoE ne peuvent pas fournir de puissance arbitrairement; Ils doivent adhérer à des processus et des méthodes spécifiques. Les câbles d'alimentation POE ont également des normes pertinentes, et il est important de savoir quel Poe Standard le câble supporte avant d'acheter. Ces normes sont principalement proposées et publiées par IEEE.

Actuellement, il existe trois normes d'alimentation POE: 802.3af (POE), 802.3at (PoE +) et 802.3bt (PoE ++).

802.3af est la norme de base de la fonctionnalité POE, stipulant une puissance de sortie maximale de 15W lors de l'utilisationcâbles de réseaupour l'alimentation électrique. Cette norme utilise généralement des paires de fils 4,5,7,8 pour transmettre le courant, avec 4,5 comme positif et 7,8 comme négatif.

802.3at (POE +) est une norme améliorée pour la fonctionnalité POE, augmentant la puissance de sortie maximale à 30W. Cette norme utilise des paires de fils 1,2,3,6 pour transmettre la puissance, avec des options de polarité flexibles: 1,2 comme positive et 3,6 comme négatives, ou vice versa.

 

802.3bt (PoE ++) est la dernière norme pour la fonctionnalité POE, avec une puissance de sortie maximale allant jusqu'à 60W. Cette norme utilise des paires de câbles supplémentaires pour augmenter la capacité d'alimentation et l'efficacité, ce qui signifie que les câbles doivent répondre à des spécifications plus élevées.

 

5. À propos duPrincipaux paramètres d'alimentation deTrois normes d'alimentation POE.

5.1 Paramètres d'alimentation principale de l'IEEE 802.3af:

Tension CC entre 44-57 v, généralement 48v. Le courant de fonctionnement typique est 10-350 ma, avec une puissance de sortie typique de 15,4w. Le courant de détection de surcharge est 350-500 ma. Dans des conditions à l'abri, le courant maximal requis est de 5 mA. Il fournit quatre niveaux de classe des demandes de puissance aux périphériques alimentés (PDS): 3. 84-12. 95w.

Paramètres de classification IEEE 802.3af:

Les périphériques de classe 0 nécessitent une puissance de fonctionnement maximale de 012.95w;

Les appareils de classe 1 nécessitent 03.84w;

Les dispositifs de classe 2 nécessitent entre 3,85w6.49w;

Les dispositifs de classe 3 nécessitent entre 6. 5-12. 95w.

 

Parce que la consommation d'énergie POE standard IEEE 802.3af à 12,95W pour PDS, il limite les applications oùCâble Ethernetla puissance peut être utilisée. Pour surmonter les limites de puissance de PoE, IEEE a introduit une nouvelle norme: IEEE 802.3at (également connu sous le nom de POE +), qui définit les dispositifs nécessitant plus de 12,95 W en classe 4, étendant le niveau de puissance à 25 W ou plus. Par rapport à 802.3af, 802.3at peut produire plus de deux fois la puissance, avec chaque port capable de produire plus de 30 W. Les PD peuvent atteindre jusqu'à 29,95 W, PSE fournissant plus de 30 W de puissance DC. Le PD répond avec un signal de courant de classe 4 pour informer le PSE s'il peut gérer la puissance supérieure spécifiée par 802.3at.

5.2 IEEE 802.3at (PoE +) Paramètres d'alimentation principale:

Tension CC entre 50-57 v, généralement 50v. Le courant de fonctionnement typique est 10-600 ma, avec une puissance de sortie typique de 30W. PDS Prise en charge la classification de la classe 4.

5.3 IEEE 802.3BT (PoE ++) Paramètres d'alimentation principale:

La spécification IEEE 8 0 2.3BT introduit quatre nouvelles classifications PD haute puissance (classe), portant le nombre total de catégories à filecture unique à neuf. Les classes 58 sont nouvelles dans la norme POE et se traduisent par des niveaux de puissance PD de 40,0W à 71W.

IEEE 802.3BT est en arrière compatible avec IEEE 802.3at et 802.3af. Une puissance inférieure IEEE 802.3AT ou 802.3AF PD peut se connecter à une PSE 802.3bt plus élevée sans aucun problème. Inversement, lorsqu'un PD 802.3BT supérieur se connecte à une puissance inférieure 802.3AT ou 802.3AF PSE, le PD n'a besoin que de fonctionner à son état de puissance inférieur respectif, un processus connu sous le nom de «dégradation de l'énergie».

 

6. À propos de la classification de l'alimentation POE

IEEE 8 0 2.3 attribue diverses classes aux systèmes PoE, comme le montre les normes ci-dessus de la classe 0 à la classe 7, ainsi que le type 1/2/3/4. La classe est déterminée par le niveau de puissance commun le plus bas pris en charge à la fois par l'équipement d'alimentation et le dispositif alimenté. Ceci est réalisé grâce à l'équipement d'alimentation électrique détectant les exigences d'alimentation du dispositif alimenté à l'aide du protocole de découverte de couche de liaison (LLDP), qui analyse essentiellement des paquets bidirectionnels entre l'équipement d'alimentation et le dispositif alimenté.

 

La classe varie de {{0}} à 8, avec PoE de type 1 et de type 2, y compris les classes 0 à 4, couvrant la puissance d'entrée pour les périphériques alimentés allant de 12,95W à 25,5W. Le type 3 comprend la classe 5 (jusqu'à 40W pour les appareils alimentés) et la classe 6 (jusqu'à 51W pour les appareils alimentés), tandis que le type 4 comprend la classe 7 (jusqu'à 62W pour les appareils alimentés) et la classe 8 (jusqu'à 73W pour les appareils alimentés).

Alors, pourquoi avons-nous ces classifications? Le système de classification existe pour négocier les besoins d'électricité et gérer plus efficacement le budget de l'équipement d'alimentation électrique. Par exemple, si l'équipement d'alimentation est la classe 6 mais que le dispositif alimenté n'est que la classe 5, le système est classé comme classe 5 et l'équipement d'alimentation peut définir la puissance de sortie maximale en fonction des exigences de l'appareil, plutôt que de produire plus d'énergie que nécessaire.

Bien que certains techniciens s'appuient sur l'interrogation des informations LLDP pour suivre les appareils qui consomment la puissance et la quantité, la bonne nouvelle est que la plupart des gens n'ont pas besoin de s'inquiéter de la classification - ce que vous devez vraiment savoir est la puissance requise par l'appareil pour choisir le bon équipement d'alimentation électrique pour garantir la demande. Si vos appareils alimentés ont une large gamme de besoins de puissance (ce qui est normal, comme dans le même environnement, il peut y avoir une horloge murale Poe nécessitant moins de 4W et un téléviseur PoE nécessitant 70W, etc.), vous n'avez pas besoin de vous inquiéter car les types de POE sont compatibles en arrière.

7. Calcul de puissance du système d'alimentation POE etComment augmenter le pouvoir par rapport aux performances Ethernet.

La puissance totale d'un commutateur POE est un indicateur très important, directement lié au nombre de caméras qu'il peut prendre en charge. Prenant un commutateur POE POR POE 24- avec une alimentation électrique de 400W à titre d'exemple, la puissance totale utilisable du commutateur POE est d'environ 370W après la prise en compte des pertes. La consommation d'énergie totale du commutateur est égale à la somme de la puissance maximale utilisée par tous les appareils plus les pertes de ligne.

Selon la norme IEEE 802.3af, il peut fournir entièrement 24 ports (370/15. 4=24), ce qui signifie qu'il peut simultanément alimenter 24 caméras, c'est-à-dire une alimentation à pleine charge. Cependant, s'il est calculé sur la base de l'alimentation maximale de port unique de la norme IEEE 802.3at de 30W, il ne peut fournir que 12 ports simultanément (370 / 30=12). Cela ne considère pas encore la perte de ligne. Dans une utilisation pratique, de nombreux caméras de réseau ordinaires ont une consommation d'énergie maximale plus faible, ne dépassant généralement pas 15 W. Si chaque port POE se réserve une puissance d'alimentation en fonction de la puissance maximale (par exemple, 30W), certains ports peuvent ne pas utiliser la puissance PoE, tandis que d'autres peuvent ne pas obtenir suffisamment de puissance. Par exemple, certains commutateurs POE prennent en charge la gestion dynamique de la puissance pour éviter cette situation. Lors de l'achat d'un commutateur POE, assurez-vous qu'il prend en charge la gestion de l'alimentation dynamique, de sorte que chaque port alloue uniquement la puissance réellement utilisée, en utilisant ainsi plus efficacement la capacité d'alimentation du commutateur POE.