Vantaggi dell'uso dei regolatori di corrente PoE in apparecchi di alimentazione elettrica.
Fondamenti del Power over Ethernet (alimentazione su Ethernet) (PoE)
È importante comprendere alcuni aspetti fondamentali relativi al Power over Ethernet IEEE 802.3af (PoE fino a 15.4W) 802.3at (PoE+ fino a 30W), e 802.3bt (Hi-PoE fino a 100W).
I cavi Ethernet (CAT 5e e migliore) contengono quattro coppie di fili intrecciati. In 10 e 100BASE-TX Ethernet, si usano solo due di queste coppie per il trasporto dati. Gigabit Ethernet (1000Base-T) richiede l'uso di tutte e quattro le coppie.
Dato che per il trasporto della corrente su un cavo sono necessari due conduttori, lo standard PoE tratta ogni coppia come un singolo conduttore. Per trasportare la corrente elettrica può utilizzare le due coppie dati (note come Corrente fantasma o alternativa A) o le due coppie di riserva (alternativa B). Siccome Gigabit richiede 4 coppie dati, il PoE nei collegamenti Gigabit invia la corrente su due delle coppie dati (Corrente fantasma).
La corrente viene inviata sul cavo Ethernet con una tensione compresa tra 44 e 57 volt DC (tra 50 e 57 volt per PoE+ e Hi-PoE). Ciò permette un trasporto efficiente della corrente lungo il cavo, soddisfacendo allo stesso tempo i requisiti di bassa tensione dello standard SELV (bassissima tensione di sicurezza).
Standard di bassissima tensione di sicurezza
Lostandard SELV definisce il processo necessario per l'invio di corrente su un cavo di rete in piena sicurezza. Vengono descritte le fasi di rilevamento segnatura, classificazione, avvio, funzionamento e scollegamento.
Rilevamento segnatura
Anche se la corrente DC da 44 e 57 volt è sicura per gli utenti, può danneggiare apparecchiature non progettate per ricevere corrente PoE. Pertanto, come parte dello standard IEEE, prima che il dispositivo alimentatore (PSE) possa inviare corrente ad un dispositivo elettrico connesso (PD) – come una telecamera IP o un punto di accesso wireless -- deve eseguire un controllo di qualifica per verificare che il dispositivo Ethernet possa accettare la corrente. Ciò avviene grazie ad un processo di rilevamento segnatura.
Il rilevamento segnatura si esegue inviando una tensione bassissima sul collegamento per rilevare una segnatura caratteristica dei PD compatibili con IEEE. Questa si incontra con una resistenza di 25k ohm. Una volta rilevata, la PSE sa che si possono inviare tensioni maggiori in piena sicurezza. Un dispositivo che non supporta questo standard non presenta questa segnatura e la tensione non viene inviata. Ciò significa che a un interruttore remoto con porte PSE PoE multiple, si possono collegare in piena sicurezza vari tipi di dispositivi Ethernet con PD compatibili e non compatibili con PoE. È importante sottolineare che gli iniettori PoE passivi non eseguono questo controllo ed inviano sempre corrente sul cavo. Questi dispositivi presentano sulle porte dei chiari avvisi di non collegare dispositivi incompatibili con PoE, anche se ciò non garantisce che il personale in postazioni remote non colleghi inavvertitamente dispositivi alla porta sbagliata.
Classificazione
La classificazione segue la fase di rilevamento segnatura e determina la quantità di corrente per la classe di dispositivo collegato. Se un PD presenta una segnatura di classificazione, questa comunica al PSE la quantità di corrente che richiede per funzionare. Ciò permette ai PSE con una quantità complessiva di corrente limitata, di distribuirla in modo efficiente. Le classi di alimentazione PoE sono come segue:
| IEEE PoE Specifications for Cat5e @100m | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Standard / Type | 802.3af Type 1 |
802.3at Type 2 |
802.3bt Type 3 |
802.3bt Type 4 |
||||
| Name / Year | PoE / 2003 | PoE+ / 2009 | Hi-PoE / 2018 | Hi-PoE / 2018 | ||||
| PSE Input Voltage (Min) | 44V/50V | 50V | 52V | |||||
| Supported PD Class | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| PSE Output Power to Single-Signature PD | 4W | 6.7W | 14W | 30W | 45W | 60W | 75W | 90W - 100W |
| Single-Signature PD Input Power (Min) | 3.84W | 6.49W | 13W | 25.5W | 40W | 51W | 62W | 71.3W |
| PSE Output Power to Dual-Signature PD (per pairset) | 4W | 6.7W | 14W | 30W | 45W | -- | -- | -- |
| Dual-Signature PD Input Power (pairset / total) | 3.84W / 7.68W |
6.49W / 12.98W |
13W / 26W |
25.5W / 51W |
35.6W / 71.2W |
-- | -- | -- |
| Ethernet Pairs | 2-Pair | 2-Pair or 4-Pair |
4-Pair | |||||
La tabella qui sopra rappresenta la corrente del PSE disponibile. È importante sottolineare che a causa della resistenza del cavo, si verificano dei cali di tensione sulla lunghezza del cavo e la corrente viene dispersa, il che risulta in meno corrente disponibile per il PD remoto. Ad esempio, un PSE che rileva un dispositivo di Classe 3 fornisce un massimo di 15,4 watt. Tuttavia su un cavo con lunghezza totale di 100 metri, al PD remoto non saranno disponibili più di 12,95 watt.
Se un PD non presenta alcuna segnatura di classificazione, si utilizza una classe di alimentazione di livello 0.
Avvio
A seguito del rilevamento e della classificazione di un dispositivo appena collegato, la tensione viene inviata in maniera controllata in modo da non iniettare sul cavo rumore indesiderato, raggiungendo alla fine il livello richiesto di volt.
Monitoraggio operativo
Quando viene inviata la tensione piena, il PSE continua a sorvegliare la quantità di corrente elettrica inviata al PD e interrompe l'alimentazione al cavo se la corrente assorbita è eccessiva, o insufficiente. Ciò protegge il PSE ed il PD dai sovraccarichi e garantisce che il PoE venga disconnesso dal cavo se si scollega il PD.
Sconnessione
Se durante il funzionamento, il cavo viene scollegato, il PSE scollega la tensione sul cavo entro 15 - 20ms. Ciò garantisce che la tensione venga interrotta, se per caso in seguito si collega un dispositivo non compatibile con PoE.
Regolatore PoE intelligente
I PSE PoE progettati correttamente presentano regolatori PoE integrati nel prodotto che soddisfano gli standard IEEE 802.3af/at/bt. Ciò garantisce che:
- si possano collegare in piena sicurezza sia dispositivi compatibili con PoE che dispositivi incompatibili;
- durante l'accensione, sul cavo di rete non venga iniettato rumore indesiderato;
- l'assorbimento di corrente venga sorvegliato di continuo per proteggere sia il PSE che il PD;
- alla sconnessione, la tensione venga immediatamente interrotta, permettendo il collegamento di dispositivi incompatibili con PoE.
È facile identificare un PSE non compatibile grazie agli avvisi visivi presenti sulla(e) porta(e) PoE del prodotto o sul manuale d'uso.
PoE PSE Perle con regolatori PoE integrati
Perle PoE Ethernet Extenders are the only VDSL- based Ethernet Extenders on the market that have a built-in PSE controller that is fully compliant with PoE standards. Competitive PoE Ethernet Extender products operate as a simple passive power injector and will always apply power to RJ45 port pins which may result in damage if non-PoE compliant Ethernet devices are accidently attached.
