Вы хотите покрыть своё обширное владение быстрым Wi-Fi, но доставка электроэнергии на дальний конец вашего двора или в тот узкий угол на чердаке доказывает, что миссия (почти) невозможна? Не сдавайтесь! Именно здесь в игру вступает PoE или Power over Ethernet.
Это простая концепция, которая позволяет решить две задачи одним махом. О PoE нужно знать довольно много, и вы найдёте все это здесь с минимальным количеством технического жаргона.
Пример конечного устройства (PD) с питанием через Ethernet (PoE).
Что такое питание через Ethernet
Power over Ethernet – это когда вы используете один сетевой кабель – CAT5e, CAT6 или более высокого класса – для передачи сигналов данных и электроэнергии на устройство.
Да, по-прежнему нужно провести провод, но только один. Кроме того, сетевые кабели гораздо проще монтировать, чем электрические провода – вам не понадобится электрик.
PoE – кабели и типы устройств
PoE работает со всеми сетевыми кабелями. Однако, как правило, кабель более высокого качества (чистая медь) всегда лучше для PoE, чем кабель более низкого качества (алюминий с медным покрытием).
Что касается скорости сети, PoE придерживается общих стандартов сетевых кабелей. В настоящее время PoE доступен от Fast Ethernet (10/100 Мбит/с) до 10 Гбит/с Multi-Gig.
Но, PoE включает в себя больше, чем просто сам кабель. Это потому, что при подключении устройства к источнику питания мы фактически задействуем три элемента: источник питания, кабель и само устройство.
Поскольку вы не можете подключить сетевой кабель напрямую к настенной розетке, вам нужно что-то на этом конце, чтобы облегчить потребление энергии. В мире PoE это устройство, которое подаёт питание, официально называется устройством источника питания (PSE – power sourcing equipment). Для простоты его также называют источником питания.
Устройство, получающее электроэнергию по сетевому кабелю, официально называется питаемым устройством (PD – powered device) или энергоприёмником.
Давайте узнаем о них больше.
Устройство источника питания (PSE) – power sender
Power sender – это устройство, работающее как источник питания; вы подключаете один конец сетевого кабеля к этому устройству. Этот конец также связан с роутером или коммутатором. Устройство PSE всегда имеет адаптер питания для питания от розетки.
Типичным примером устройства PSE является инжектор PoE (или адаптер PoE), тип соединителя Ethernet, который также подключается к настенной розетке.
Инжекторы популярны, потому что они добавляют возможность PoE к существующему обычному коммутатору или роутеру. В качестве альтернативы существуют коммутаторы PoE и роутеры PoE со встроенной функцией PoE для некоторых или всех сетевых портов.
Вот как использовать инжектор:
- Подключите его к сети. Все инжекторы PoE поставляются с адаптером питания.
- Подключите его сетевой порт без PoE к существующему коммутатору или роутеру.
- Подключите один конец сетевого кабеля к его порту PoE. Этот кабель теперь готов к работе с PoE и может использоваться для передачи данных и питания на устройство PoE.
Устройство с питанием (PD) – приёмник энергии
Приёмник питания – это конечное устройство, такое как IP-камера, точка доступа Wi-Fi или IP-телефон, готовое к PoE.
Вы подключаете другой конец упомянутого выше сетевого кабеля с поддержкой PoE к этому устройству, и оно будет получать питание и данные.
В отличие от описанного выше случая PSE (источник/передатчик питания), вы не можете добавить PoE к существующему устройству (приёмнику питания). На принимающей стороне само устройство должно иметь встроенную поддержку PoE с самого начала.
Иногда, хотя и редко, мы получаем PSE и PD в одном аппаратном блоке для переадресации PoE. Например, когда камера PoE имеет второй сетевой порт с поддержкой PoE для питания другой камеры PoE в гирляндной схеме.
Чтобы это работало, PSE должен обеспечивать достаточную мощность для обоих устройств PoE, что приводит нас к различным стандартам PoE.
Стандарты Power over Ethernet – диапазон и мощность
Существует два типа PoE: активный и пассивный. Оба имеют диапазон около 100 м, что является общей максимальной длиной сетевого кабеля, соединяющего источник питания и приёмник.
Активный PoE
Active PoE обеспечивает работу механизма безопасности для конечных устройств (PD).
При активном PoE устройства перед подачей питания выполняют проверку питания, называемую «рукопожатием». В результате, если поступающая электроэнергия не соответствует требованиям, энергоприемник вообще не включится.
Существует три основных стандарта активного PoE, включая IEEE 802.3af, IEEE 802.3at и IEEE 802.3bt. Поскольку IEEE – это сокращение от Института инженеров по электротехнике и электронике, мы можем для краткости не указывать его в названиях.
PoE 802.3af
Также известен как PoE типа 1. Этот стандарт является оригинальным (определен в 2003 г.) и до сих пор популярен. Он может выдавать до 15,4 Вт электроэнергии. Однако, в реальных условиях от него можно ожидать около 13 Вт.
PoE 802.3at
Этот стандарт также известен как PoE+ (PoE Plus) или PoE типа 2. Стандарт 802.3at, доступный с 2009 г., обеспечивает мощность до 25,5 Вт.
Стандарт 802.3at обратно совместим с 802.3af – его отправители мощности (PSE) могут поддерживать приемники (PD) 802.3af.
Однако, приёмники мощности 802.3at (PD) обычно требуют для работы отправителя мощности 802.3at.
PoE 802.3bt
802.3bt или 802.3bt-2018, как следует из названия, стал доступен в 2018 году и ещё больше расширил возможности 802.3at. У него есть несколько других названий, в том числе PoE++ и 4PPoE.
802.3bt имеет два выхода мощности: мощность 51 Вт (PoE типа 3) и мощность 71,3 Вт (PoE типа 4).
Отправитель мощности стандарта 802.3bt (PSE) обратно совместим с приёмниками энергии предыдущих действующих стандартов PoE. Когда это применимо, он может легко подавать питание на несколько устройств PoE с более низкими стандартами в настройке PoE Forwarding.
Основное преимущество активного PoE заключается в том, что когда устройство относится к определенному стандарту, оно будет работать со всем оборудованием этого стандарта от любых поставщиков.
Кроме того, стандартное конечное устройство (приёмник энергии) будет работать с любым стандартным источником энергии того же или более высокого уровня. Более новые стандартные устройства питания PoE могут работать со стандартным источником питания более низкого уровня, но с меньшими возможностями.
Быть частью стандарта может быть ограничительно, а создание стандартных устройств означает, что вы должны соблюдать всевозможные требования – это может быть дорого. Здесь в игру вступает пассивный PoE.
Пассивный PoE
Пассивное устройство PoE – это устройство, которое не соответствует ни одному из упомянутых выше стандартов 802.3x.
Этот тип PoE обычно использует собственный инжектор, который поставляется с конечным устройством (приёмником энергии) и работает только с этим конкретным устройством.
Пассивный PoE не соответствует стандарту, и поставщик может указать свои собственные электрические характеристики. При пассивном PoE электричество передается на конечное устройство (PD) сразу без проверки совместимости.
По этой причине, как правило, рекомендуется не использовать пассивный инжектор PoE с активным приемником PoE и наоборот. Это может быть похоже на подключение устройства на 110 В к розетке на 220 В.
Таким образом, если вы решите использовать пассивное конечное устройство PoE, рекомендуется использовать его только с пассивным отправителем мощности PoE, который поставляется вместе с ним.
Прежде чем вы испугаетесь, хорошая новость заключается в том, что для простоты использования многие пассивные конечные устройства PoE (PD) на рынке также поддерживают определенный активный стандарт PoE.
Дополнительно: источник PoE (PSE) и устройство без PoE
Если вам интересно, можете ли вы использовать сетевое устройство без PoE, каковым является большинство сетевых устройств, с оборудованием для источника PoE – или источником питания – таким как коммутатор PoE. Однозначного ответа здесь дать не получиться.
По сути, любой стандартный PoE PSE также работает как оборудование без PoE. Поэтому, если вы подключите устройство без PoE, например принтер, к коммутатору PoE, он будет работать так же, как если бы вы подключили его к коммутатору без PoE. В этом случае коммутатор PoE достаточно умён, чтобы «не взимать плату».
Однако, как правило, стоит избегать использовать пассивный источник питания PoE с устройством, не поддерживающим PoE. В большинстве случаев ничего не произойдёт, но лучше не рисковать.
Хорошей новостью является то, что пассивный инжектор PoE (адаптер) обычно доступен с устройством, которое с ним работает. В результате вероятность того, что вы используете его с устройством без PoE, близка к нулю.
Короче говоря, помимо дополнительных затрат, никогда не помешает приобрести стандартный коммутатор PoE, даже если у вас ещё нет устройств PoE. Вы можете использовать такой коммутатор с оборудованием PoE и без PoE.
Почему технология Power over Ethernet – это круто
PoE устраняет необходимость в сетевой розетке рядом с конечным устройством (PD). И это подразумевает несколько важных вещей:
- Гибкость: сетевой кабель можно проложить в любом месте, даже в узких углах. Без электрической розетки конечное устройство может находиться где угодно, в том числе на открытом воздухе.
- Наведение порядка: PoE может значительно сократить количество проводов, поскольку вам не понадобится шнур питания, что делает его отличным выбором для офисных устройств, таких как IP-телефон.
- Экономия: вам не нужно будет тратить время (и деньги) на установку электропроводки и розеток, для чего потребуется лицензированный электрик, если вы хотите сделать это правильно.
Опять же, прокладка сетевых кабелей не требует больших знаний и достаточно проста. Сетевые кабели также относительно доступны по цене; вы можете найти высококлассные кабели CAT6 в оптовых катушках.
PoE надёжен – в конце концов, это настоящая проводка. Устройства PoE защищены от распространенных проблем, связанных с питанием, таких как скачки напряжения, перегрузка или неисправная проводка. В случае опасности инжектор питания или коммутатор PoE, скорее всего, первыми пострадают.
PoE против Wi-Fi против PowerLine
PoE расширяет сеть до одного устройства за раз и, следовательно, не может заменить Wi-Fi. Но это может улучшить покрытие Wi-Fi.
Например, используя точки доступа PoE, вы можете легко расширить свою сеть Wi-Fi до места, где нет розетки (например, на потолке склада или в середине большого двора) без ущерба для производительности.
С другой стороны, Powerline, как правило, является противоположностью Power over Ethernet – это полезно, когда розетки есть в месте, куда не могут добраться сетевые кабели.
Однако, с точки зрения производительности сети PoE быстрее и намного надёжнее. Тем не менее, когда вы можете выбирать между ними, PoE – это то, что вам нужно.
В общем, если вы живёте в большом доме, имеете большой склад или хотите разместить сетевое устройство на улице или в нестандартном месте, PoE пригодится. Это гораздо более быстрое и доступное решение, чем установка силовых кабелей и розеток.
Как настроить устройство с подключением PoE
Как именно собрать сеть PoE, зависит от используемых вами устройств. Однако, все они используют один и тот же процесс настройки оборудования.
Вот типичные шаги, которые вы можете выполнить в любом порядке (убедитесь, что вы не смешиваете пассивные устройства PoE и активные устройства PoE):
- Разместите оконечное устройство (PD) в нужном месте, подключите сетевой кабель к его сетевому порту. Если у него более одного сетевого порта, используйте порт с маркировкой PoE или PoEin.
- Подключите другой конец кабеля к отправителю PoE (PSE) – будь то коммутатор PoE или инжектор. Если вы используете инжектор, убедитесь, что вы используете порт PoE, а затем подключите его другой сетевой порт к коммутатору или роутеру с помощью другого сетевого кабеля.
Примечание. Вы можете использовать PoE через коммутационную панель или длинный кабель, состоящий из двух коротких, соединенных вместе через сетевой соединитель.
- Подключите отправитель PoE к источнику питания и существующей сети.
Вот и всё. Теперь конечное устройство Power over Ethernet является частью вашей сети. С сетевой точки зрения устройства PoE и устройства без PoE одинаковы. То, как они получают энергию, не влияет на то, как они функционируют или на их производительность.
