Cos'è il Power over Ethernet e Come Aggiungere il PoE alla Rete?

Con l'ampia applicazione di telefoni VoIP, telecamere IP e punti di accesso wireless, il Power over Ethernet (PoE) ha fatto passi da gigante negli ultimi anni. Si prevede che la rete PoE si espanderà rapidamente in futuro a causa del crescente numero di applicazioni IoT e di dispositivi intelligenti e degli standard recentemente ratificati per supportare un maggior numero di dispositivi intelligenti. In questo articolo, forniremo un'introduzione che copre vari aspetti del PoE, come la wiki PoE, gli standard PoE, i tipi di PoE, le classi PoE e le applicazioni PoE.

Che Cos'è il Power over Ethernet (PoE)?

Il PoE è una tecnologia di rete in grado di trasmettere dati e alimentazione attraverso un unico cavo Ethernet standard. Ci permette di utilizzare cavi di rete come i Cat5/Cat5e/Cat6/Cat6a per fornire connessioni dati ed energia elettrica a punti di accesso wireless, telecamere IP, telefoni VoIP, illuminazione PoE e altri dispositivi alimentati (PD). Con l'uso della tecnologia PoE, possiamo facilmente fornire energia ai PD interni o esterni senza la necessità di installare un'infrastruttura elettrica aggiuntiva o di distribuire prese di corrente in ogni punto finale.

Vantaggi della Rete PoE: Perché Utilizzare il Power over Ethernet?

Oltre ai vantaggi sopra citati, ci sono molti altri motivi interessanti per adottare il PoE nel networking.

Risparmio di Tempo e Costi: Utilizzando il PoE nella rete, non è necessario installare cablaggi e prese elettriche per i PD terminali. Ciò consente di risparmiare sui costi di cablaggio dell'alimentazione, soprattutto in presenza di molti PD nella rete. Inoltre, non è necessario assumere un elettricista qualificato per la rete PoE, quindi è possibile risparmiare tempo e denaro per le installazioni elettriche..

Flessibilità: Poiché i cavi di rete Ethernet sono più facili da installare rispetto a quelli elettrici, la rete PoE ci permette di installare i PD quasi ovunque piuttosto che vicino alle prese elettriche. Ciò offre una grande flessibilità per l'installazione e il riposizionamento dei dispositivi terminali.

Affidabilità: L'alimentazione PoE proviene da una fonte centrale e universalmente compatibile piuttosto che da un insieme di adattatori a muro distribuiti. Può essere supportata da un gruppo di continuità (UPS) o controllata per disabilitare o ripristinare facilmente i dispositivi. In questo modo, i PD funzioneranno come di consueto anche se il Power Sourcing Equipment (PSE) si rompe.

Percorso Evolutivo del Power over Ethernet (PoE)

L'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), Cisco e HDBaseT Alliance hanno rilasciato diversi standard per definire il PoE. Questi standard includono IEEE 802.3af, IEEE 802.3at, IEEE 802.3bt, Cisco UPOE e Power over HDBaseT (PoH).

Tipi di PoE

A causa dei diversi standard di classificazione, il PoE può essere suddiviso in diversi tipi. Attualmente esistono 4 tipi di PoE basati sullo standard IEEE PoE: Tipo 1 (IEEE 802.3af), Tipo 2 (IEEE 802.3at), Tipo 3 (IEEE 802.3bt) e Tipo 4 (IEEE 802.3bt), come mostrato nel grafico seguente.

PoE vs. PoE+ vs. PoE++ (UPoE )vs. PoH

Il PoE (IEEE 802.3af), noto anche come PoE tipo 1, fornisce fino a 15,4 watt di potenza per porta ed è utilizzato per dispositivi come telefoni IP e telecamere. PoE+ (IEEE 802.3at), PoE tipo 2, offre fino a 30 watt e alimenta dispositivi come le telecamere PTZ. PoE++ o UPoE (IEEE 802.3bt), detto anche PoE tipo 3, fornisce fino a 60 watt e 100 watt, PoE tipo 4, per porta per dispositivi ad alte prestazioni. Power over HDBaseT (PoH) consente la trasmissione di energia e dati per le apparecchiature AV su un unico cavo. La figura seguente illustra le applicazioni comuni dei diversi tipi di PoE.

Classi PoE

Le classi PoE (Power over Ethernet) definiscono livelli di potenza standardizzati per diversi dispositivi di rete. Queste classi garantiscono la compatibilità tra le Apparecchiature di Alimentazione (PSE) e i Dispositivi Alimentati (PD).

Le classi, che vanno dalla Classe 1 alla Classe 8 come mostra il grafico qui sopra, corrispondono a specifici standard IEEE, indicando la potenza massima in uscita del PSE e la potenza massima in entrata del PD. Approfondiamo i dettagli di ciascuna classe:

Classe 1 è adatto a dispositivi a bassa potenza come telefoni IP, dispositivi VoIP (Voice Over IP) e sensori di base.

Classe 2 è destinato a dispositivi che richiedono una potenza leggermente superiore, tra cui punti di accesso wireless, piccole telecamere IP e sistemi intercom IP.

Classe 3 è comunemente utilizzato per i dispositivi che richiedono una potenza moderata, come le telecamere IP di grandi dimensioni, i sistemi di punti vendita e i dispositivi di controllo degli accessi.

Classe 4 fornisce una maggiore capacità di erogazione di energia ed è adatto a dispositivi ad alto consumo energetico come telecamere pan-tilt-zoom (PTZ), videotelefoni e thin client.

Classe 5 introduce il supporto per quattro coppie di fili Ethernet, consentendo una trasmissione di potenza superiore. È stato progettato per i dispositivi con requisiti di alimentazione più esigenti, tra cui telecamere PTZ avanzate, punti di accesso wireless multicanale e piccoli sistemi di illuminazione a LED.

Classe 6 offre maggiori capacità di erogazione di potenza rispetto alle classi precedenti. Può supportare dispositivi come telecamere pan-tilt-zoom ad alta potenza, punti di accesso wireless multiradio e piccoli display LCD.

Classe 7 offre capacità di alimentazione ancora più elevate introdotte con lo standard IEEE 802.3bt. È adatto a dispositivi come access point ad alte prestazioni, display di grandi dimensioni e thin client che richiedono una notevole potenza.

Classe 8 rappresenta la classe di potenza più elevata definita dagli attuali standard PoE. È progettata per dispositivi ad alto consumo energetico, come sistemi di videoconferenza, sistemi di illuminazione avanzati e segnaletica digitale.

È importante notare che i livelli di potenza specificati per ciascuna classe rappresentano i valori massimi consentiti e la potenza effettiva erogata o consumata dal PD può variare in base ai suoi requisiti specifici e alla negoziazione con il PSE. Inoltre, la comprensione delle classi PoE consente agli amministratori di rete di garantire che i requisiti di alimentazione dei dispositivi siano in linea con le capacità dell'infrastruttura PoE, assicurando il corretto funzionamento ed evitando potenziali problemi di alimentazione.

PoE Passivo vs. PoE Attivo

Il Power over Ethernet può essere suddiviso in PoE passivo e PoE attivo in generale. Il PoE attivo è il PoE standard che si riferisce a qualsiasi tipo di PoE che negozia la tensione corretta tra il PSE e il dispositivo PD. Il PoE passivo è una tecnologia PoE non standard. Può anche fornire energia attraverso la linea Ethernet, ma senza il processo di negoziazione. in general. Active PoE is the standard PoE which refers to any type of PoE that negotiates the proper voltage between the PSE and the PD device. Passive PoE is a non-standard PoE technology. It can also deliver power over the Ethernet line but without the negotiation process.

Come Aggiungere il PoE alla Rete？

Il PoE fornito alla rete proviene generalmente da tre fonti diverse: switch PoE, iniettore PoE e splitter PoE. Lo switch PoE è il modo più semplice per alimentare i PD. È sufficiente far passare i cavi Ethernet da una porta PoE switch di rete al dispositivo PoE terminale. Un iniettore PoE viene utilizzato quando nella rete non è presente uno switch PoE. È dotato di un'alimentazione esterna e ha il compito di aggiungere energia ai dati provenienti da uno switch di rete che non è compatibile con il PoE. Anche gli splitter PoE forniscono alimentazione, ma lo fanno dividendo l'alimentazione dai dati e alimentandola a un ingresso separato che può essere utilizzato da un dispositivo non conforme al PoE. Sono comunemente utilizzati per l'implementazione di dispositivi remoti non PoE che non dispongono di prese AC nelle vicinanze della rete.

Domande frequenti sulla Rete PoE

D: Qual è la tensione di Power over Ethernet?

R: Power over Ethernet viene iniettato sul cavo Ethernet a una tensione compresa tra 44v e 57v CC; in genere si utilizzano 48v. Questa tensione relativamente alta consente un trasferimento efficiente di energia lungo il cavo, pur essendo abbastanza bassa da essere considerata sicura.

D: Quale velocità di trasmissione dati offre il PoE?

R: Generalmente, il PoE è in grado di fornire velocità di trasmissione dati di 10/100/1000Mbps su cavi Cat5, Cat5e e Cat6. Oggi, grazie alla diffusione dello standard IEEE 802.3bt PoE e della tecnologia PoE++, il PoE è in grado di fornire velocità da 2,5 Gbps a 5 Gbps su 100m e negli ultimi tempi raggiunge i 10 Gbps.

D: Ci sono limitazioni alla rete PoE?

R: Sì, la rete PoE ha alcune fastidiose limitazioni. Innanzitutto, ha una portata limitata a 100 metri, il che limita i luoghi in cui gli utenti possono utilizzare un dispositivo remoto abilitato all'IP. In secondo luogo, un singolo PSE, come uno switch PoE, di solito si collega a più PD. Se il PSE si rompe, tutti i PD smettono di funzionare. Pertanto, è importante acquistare switch qualificati da un fornitore affidabile. Inoltre, si può prendere in considerazione la possibilità di collegare il PSE a un sistema di continuità.

D: Cosa si intende per PoE midspan e PoE endspan?

R: Il midspan PoE è solitamente un iniettore PoE che funge da dispositivo intermedio tra uno switch non PoE e il dispositivo terminale alimentato con capacità PoE. Un endspan PoE, comunemente chiamato switch di rete PoE, collega e fornisce direttamente alimentazione e dati PoE a un PD. L'endspan PoE fornisce l'alimentazione attraverso le coppie di dati, nota anche come modalità PoE A. Il midspan PoE fornisce l'alimentazione tramite i pin 4-5 e 7-8, nota anche come modalità PoE B.