Néhány éve valaki felvetette az ötletet, hogy a csavart réz érpárt az adatkommunikáció mellett távtáplálásra is felhasználhatnánk, így megszületett a Power over Ethernet (PoE). Az ezen technológiát használó eszközök száma az elmúlt időszakban robbanásszerűen megnőtt, hiszen nincs szükségünk külön elektromos kábelezésre, aljzatokra, tápegységre és a PoE által használt alacsonyabb feszültségnek köszönhetően egyszerűbb érintésvédelmi és biztonságtechnikai szabályok vonatkoznak rá.
A PoE lánc három fő részből épül fel:
- tápegység oldal (Power Sourcing Equipment, PSE) ami „feladja” a tápfeszültséget az adat mellé. Ma már ezt a funkciót az esetek túlnyomó részében az aktív eszközök (switch-ek) látják el, és háttérbe szorultak a PoE feladók (midspan injector).
- kábelezés, a PoE-ra vonatkozó IEEE szabványok két és négy érpáras rendszereket különböztetnek meg.
- távtáplált eszköz (Powered Device, PD)
Az IEEE szabványnak megfelelő PoE implementációban, a PSE csak akkor táplálja a PD-t, ha igényelte! Amennyiben a PD lecsatlakozik, a PSE rövid időn belül lekapcsolja a táplálást, így a PoE biztonságosabb, mint a hagyományos villamos aljzat, arról nem is beszélve, hogy a PoE által használt feszültség mindössze 43–57 VDC.
Az első PoE szabvány 2003-ban jelent meg 802.af néven és 15,4 W teljesítményre volt képes két érpáron. A 2005-ben megjelent 802.3at vagy más néven „PoE+” már 30 W-ot tudott. A Cisco kifejlesztette a saját PoE verzióját ami Cisco Universal PoE (UPoE) néven jelent meg és a PSE oldalon már akár 60 W-ra is képes. 2018 szeptemberében az IEEE elfogadta a 802.3bt szabványt, ami már 90 W teljesítményre is képes.
A PoE telepítés 3 lépésből áll:
1. Eszközök kiválasztása
A PoE felhasználásban rejlő lehetőségeket árnyalja az, hogy a szabványosítása nem történt meg időben. A PoE nem regisztrált márkanév, így az elnevezést bármelyik gyártó feltüntetheti a termékein. A három elfogadott IEEE szabvány a 802.3af, 802.3at, 802.3bt. Ezek a szabványok 8 különböző feszültség szintet (osztályt) definiálnak, négy különböző típusban: Type1 és 2, ami 2 érpárt valamint Type 3 és 4-et, ami 4 érpárt használ. Különböző gyártók egyéb hangzatos elnevezéseket is bevezettek, mint pl. PoE+ és PoE++ vagy az UPoE. Ezeknek hiába van a 802.3 szabványban megfelelő osztálya, a felhasználókat könnyen összezavarja a nem egyértelmű megnevezés és jelölés, azokról a megoldásokról nem is beszélve, amihez nem tartozik szabvány. Ilyen például a passzív PoE, ami a PD-vel történő egyeztetés nélkül mindig leadja a tápfeszültséget. A rengeteg lehetőségnek köszönhetően egy felkészületlen technikus könnyen zavarba jöhet, ha nem tudja, milyen PoE megoldással is áll szemben.
PoE osztályok, típusok és szabványok
Ethernet szövetség hitelesítő program
A PSE gyártók 90%-át magában foglaló Ethernet szövetség bejelentett egy hitelesítő programot, ami azt hivatott kiváltani, hogy az eszközökön lévő jelölések egységesek legyenek és a különböző gyártók eszközei biztosan kompatibilisek legyenek egymással. Ez a program pontosan meghatározza, hogyan kell együttműködni egy másik IEEE-802.3 szabványnak megfelelő PoE-s eszközzel, és hogyan kell jelölni a típust (PD vagy PSE) és PoE osztályt.
Az eszköz (PD) Class 1-es teljesítményt vár el és a PoE feladó (PSE) pedig Class 3 teljesítmény leadására képes
A fenti piktogramok alapján a felhasználók mindössze egy szám alapján el tudják dönteni, hogy egymással kompatibilis eszközöket választottak-e. Amennyiben a PSE-n lévő szám nagyobb vagy egyenlő a PD-n lévő számnál, megfelelő lesz a tápellátás.
2. Kábel kiválasztás
A PoE a csavart érpáras strukturált kábelezési rendszert használja, ezáltal olyan kábelparaméterek is fontossá válnak, amiket az adatátvitel szempontjából eddig nem kellett vizsgálnunk. Először is a kábel ellenállása megfelelően alacsony kell hogy legyen, hiszen nagy ellenállás esetén PSE által leadott teljesítmény lecsökken és a PD már nem kapja meg a szükséges feszültséget.
A PoE közös módusú feszültséget használ, így az átfolyó áram is egyszerre használja a két vagy négy érpárat. A megfelelő működés érdekében az erek és az érpárak között is egyforma ellenállást kell biztosítani a kábelnek. A túl nagy ellenállás különbség jel torzulást, bit hibákat és keret újraküldést eredeményez.
Az IEEE is felismerte az ellenállás mérés fontosságát, így a 802.3 szabványba bekerült az erek és az érpárak közötti ellenállás különbség mérés. A TIA szabványügyi hivatal is hasonlóan járt el, így már az ANSI/TIA 568.2-D szabvány is tartalmazza ezeket a méréseket.
Sajnos a legtöbb terepi mérést a TIA-1152-A szerint végzik el a telepítők, ami ezeket a méréseket nem követeli meg, csupán javasolja. A kábelgyártók ezt a paramétert fel szokták tüntetni az adatlapon, de egy nem megfelelő betűzés vagy RJ45-ös csatlakozó szerelése is okozhat DC ellenállás kiegyensúlyozatlanságot!
Egy olyan minősítő mérműszert használva, mint pl. a Fluke Networks DSX sorozat, könnyen és gyorsan tudjuk ellenőrizni, hogy a strukturált kábelezésünk megfelel-e a PoE által támasztott követelményeknek.
3. Telepítés és üzemeltetés
Az Ethernet szövetség által javasolt jelölésekkel már könnyen tudjuk ellenőrizni a PSE teljesítményét és a PD igényét, de sajnálatos módon a való életben a technikusok nem mindig kapják meg a szükséges információkat. Egy kamera bekapcsolásánál a telepítő sokszor nincs tisztában a kábelezési nyomvonallal vagy a rack szekrényben lévő switch konfigurációjával, ezáltal még egy egyszerű feladat is időrabló lehet, ha valamilyen problémába ütközünk. A Fluke Networks MicroScanner PoE kézi műszere pontosan az ilyen típusú problémák elhárításának felgyorsítására született meg. A kézi műszert az adott végpontra csatlakoztatva pár másodperc alatt kiderül, hogy megfelelő-e a huzaltérkép, mekkora PSE teljesítmény áll a rendelkezésünkre (Calss 0–8) és milyen sebességű aktív porthoz csatlakozunk (10/100/1000/10G).
Fluke Networks MicroScanner PoE kábelteszter