Technologia PoE – czym jest i co możemy dzięki niej zasilić?

PoE (ang. Power over Ethernet) to technologia umożliwiająca przesyłanie energii elektrycznej poprzez kable Ethernet oraz zasilanie urządzeń takich, jak np. kamery monitoringu. Pozwala na zaoszczędzenie środków, które musielibyśmy poświęcić na zakup dodatkowego okablowania zasilającego oraz na jego instalację.

Dzięki PoE możemy znacznie uprościć budowanie infrastruktury przemysłowej, ponieważ jednym kablem możemy przesłać jednocześnie dane i energię elektryczną.

Zasada działania PoE

Zasada działania Power over Ethernet jest bardzo prosta. Kabel Ethernet spełniający standardy CATx składa się z czterech skręconych par przewodów, a dzięki technologii PoE zasilanie jest przesyłane przez te pary do zgodnych z nią urządzeń. Pierwsze wersje standardu PoE wykorzystywały dwie skręcone pary do przesyłania danych, podczas gdy pozostałe dwie pary służyły do przesyłania zasilania. W nowych standardach PoE zarówno zasilanie, jak i dane są przesyłane przez wszystkie cztery skręcone pary.

Standardy PoE

Wspomnieliśmy wcześniej o różnych standardach PoE. Dlaczego jest ich kilka i czym się różnią?

Podstawowy standard PoE

Największym ograniczeniem technologii PoE jest maksymalna możliwa moc dostarczana do urządzenia. Początkowo istniał jeden standard IEEE 802.3af, który pozwalał na zasilanie urządzeń z maksymalną mocą ok. 12,95 W. Jest to standard wystarczający do zasilenia większości urządzeń potrzebnych w przemyśle, takich jak kamery czy czujniki. Jednak ciągle rozwijający się rynek wymusił rozwój tej technologii i dostosowanie jej do zwiększonego zapotrzebowania na moc.

Standard PoE+

Z tego powodu w 2009 roku wprowadzono nowy standard IEEE 802.3at (PoE+), który rozszerzył maksymalną moc na porcie do 30 W, co przełożyło się na 25,5 W na urządzeniu docelowym. Dzięki temu PoE+ nadaje się do zastosowań takich, jak oświetlenie LED o większej mocy. Sieci PoE zgodne ze standardem IEEE 802.3at są również wstecznie kompatybilne z wcześniejszym standardem 802.3af.

Standard UPoE (Universal Power over Ethernet)

W 2018 roku wprowadzono rozwiązanie pozwalające wykorzystać wszystkie 4 pary skrętki do dostarczania mocy. Pozwoliło to na zwiększenie maksymalnej mocy na porcie do 60 W, a nawet do 90 W w przypadku zastosowania lepszego okablowania typu CAT.6a. Standard znany jest również pod nazwą IEEE 802.3bt. Dzięki możliwości dostarczenia tak dużej mocy realne staje się zasilanie laptopów czy różnego rodzaju ekranów.

W poniższej tabeli zebraliśmy najważniejsze informacje na temat standardów PoE.

Jak dobrać odpowiednie urządzenia PoE? Jakiego standardu potrzebujesz?

Urządzenia PoE możemy podzielić na dwie grupy:

• PSE (Power Sourcing Equipment) – urządzenie zasilające, które dostarcza zarówno dane, jak i energię. Czyli jest to przełącznik sieciowy (switch), router lub inny sprzęt sieciowy, który obsługuje PoE.
• PD (Powered Device) – urządzenie zasilane, które odbiera energię przez kabel Ethernet, np. czujniki, kamery IP, oświetlenie LED.

Pierwszym krokiem będzie określenie, jakiego standardu zasilania potrzebuje nasze urządzenie zasilane (PD), następnie trzeba będzie dobrać odpowiednie urządzenie zasilające (PSE), obsługujące taki sam standard lub wyższy. Ostatnim krokiem będzie dobór odpowiedniego kabla Ethernet (patrz tabela). Bardzo ważne, aby był to kabel przynajmniej typu CAT 5e – CAT 3 lub CAT 5 nie wystarczą.

Podsumowanie

Technologia Power over Ethernet (PoE) ma ogromny potencjał do szerokiego zastosowania w przyszłości, jednak obecnie na rynku jest niewiele urządzeń wspierających standard IEEE 802.3bt. W większości przypadków wystarczy podstawowy standard PoE, a dla bardziej zaawansowanych urządzeń, jak kamery o wysokiej rozdzielczości, często wystarcza PoE+.

Podsumowując oto najważniejsze cechy technologii PoE:

• transmisja zasilania i danych poprzez jeden przewód, co zmniejsza koszty okablowania i instalacji,
• gwarantowany minimalny zasięg 100 m przy użyciu odpowiedniego okablowania,
• wysokie bezpieczeństwo dzięki transmisji niskim napięciem oraz procedurom badania łącza i urządzenia,
• zabezpieczenia przed podłączeniem napięcia do urządzeń niezgodnych ze standardem.

Dzięki tym cechom PoE ma duży potencjał, by stać się kluczowym rozwiązaniem w nowoczesnych infrastrukturach przemysłowych oraz w innych dziedzinach, gdzie efektywność i oszczędności są priorytetem.

Autor artykułu:

Krzysztof Stysiek

Stażysta ASTOR. Student Inżynierii i Zarządzania Procesami Przemysłowymi na AGH. W wolnym czasie wędruje po górach, czyta książki fantasy i rozwija swoje umiejętności w tańcu towarzyskim.