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 302.3af/at/bt).

I cavi Ethernet (CAT 5e e CAT 6) 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+). 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:

Power Class	1	2	3	4	5	6	7	8
PSE Power ( PoE )	4.0W	7.0W	15.4W	-	-	-	-	-
PSE Power ( PoE+)	4.0W	7.0W	15.4W	30.0W	-	-	-	-
PSE Power ( Hi-PoE )	-	-	-	-	45W	60W	75W	90-100W

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 48 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 ( Iniettori mid-span, interruttori, Estensori Ethernet, Media Converter ) 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.

Gli Estensori Ethernet PoE Perle sono gli unici estensori Ethernet a base VDSL sul mercato con regolatore PSE integrato completamente compatibile con gli standard PoE. I prodotti di estensione Ethernet PoE concorrenziali funzionano come semplici iniettori di corrente passivi e inviano sempre corrente ai piedini della porta RJ45, il che può causare danni se si collegano inavvertitamente dei dispositivi Ethernet incompatibili con PoE.