Понимание стандартов PoE

Обновленный стандарт называется PoE +, который обратно совместим со стандартом PoE. Напряжение питания PoE + колеблется от 50 В до 57 В, а ток питания может составлять 10-600 мА. Он обеспечивает до 30 Вт мощности на каждый порт PSE. Из-за потери мощности минимальная выходная мощность каждого порта составляет 25 Вт. Этот тип может поддерживать устройства, которые требуют больше энергии, такие как ЖК-дисплеи, биометрические датчики и планшеты.

IEEE 802.3 and Ethernet

Ethernet is a set of technologies and protocols that are used primarily in LANs. It was first standardized in 1980s by IEEE 802.3 standard. IEEE 802.3 defines the physical layer and the medium access control (MAC) sub-layer of the data link layer for wired Ethernet networks. Ethernet is classified into two categories: classic Ethernet and switched Ethernet.

Classic Ethernet is the original form of Ethernet that provides data rates between 3 to 10 Mbps. The varieties are commonly referred as 10BASE-X. Here, 10 is the maximum throughput, i.e. 10 Mbps, BASE denoted use of baseband transmission, and X is the type of medium used. Most varieties of classic Ethernet have become obsolete in present communication scenario.

A switched Ethernet uses switches to connect to the stations in the LAN. It replaces the repeaters used in classic Ethernet and allows full bandwidth utilization.

IEEE 802.3 Popular Versions

There are a number of versions of IEEE 802.3 protocol. The most popular ones are –

• IEEE 802.3: This was the original standard given for 10BASE-5. It used a thick single coaxial cable into which a connection can be tapped by drilling into the cable to the core. Here, 10 is the maximum throughput, i.e. 10 Mbps, BASE denoted use of baseband transmission, and 5 refers to the maximum segment length of 500m.
• IEEE 802.3a: This gave the standard for thin coax (10BASE-2), which is a thinner variety where the segments of coaxial cables are connected by BNC connectors. The 2 refers to the maximum segment length of about 200m (185m to be precise).
• IEEE 802.3i: This gave the standard for twisted pair (10BASE-T) that uses unshielded twisted pair (UTP) copper wires as physical layer medium. The further variations were given by IEEE 802.3u for 100BASE-TX, 100BASE-T4 and 100BASE-FX.
• IEEE 802.3i: This gave the standard for Ethernet over Fiber (10BASE-F) that uses fiber optic cables as medium of transmission.

Frame Format of Classic Ethernet and IEEE 802.3

The main fields of a frame of classic Ethernet are –

• Preamble: It is the starting field that provides alert and timing pulse for transmission. In case of classic Ethernet it is an 8 byte field and in case of IEEE 802.3 it is of 7 bytes.
• Start of Frame Delimiter: It is a 1 byte field in a IEEE 802.3 frame that contains an alternating pattern of ones and zeros ending with two ones.
• Destination Address: It is a 6 byte field containing physical address of destination stations.
• Source Address: It is a 6 byte field containing the physical address of the sending station.
• Length: It a 7 bytes field that stores the number of bytes in the data field.
• Data: This is a variable sized field carries the data from the upper layers. The maximum size of data field is 1500 bytes.
• Padding: This is added to the data to bring its length to the minimum requirement of 46 bytes.
• CRC: CRC stands for cyclic redundancy check. It contains the error detection information.

Понимание стандартов PoE

Технология PoE (Power over Ethernet) позволяет оборудованию PSE (Power Sourcing Equipment, например, PoE-коммутатору) использовать кабели Ethernet для одновременной подачи питания и данных на PD (Powered Device, например, точки доступа, IP-камеры и телефоны VoIP), что может упростить установку кабелей и сэкономить. Различные стандарты PoE, такие как IEEE802.3af, 802.3at и 802.3bt, выпущены IEEE (Институтом инженеров по электротехнике и электронике) для регулирования количества энергии, подаваемой на эти PD. Как много вы знаете о этих стандартах PoE? Сколько PD можно подключить к PSE на основе разных стандартов PoE? Здесь предлагается подробное объяснение.

Введение в стандарты PoE

В настоящее время стандарт PoE доступен в трех типах: IEEE 802.3af, IEEE 802.3at и IEEE 802.3bt. Они определяют минимальную мощность, которую может обеспечить источник PSE, и максимальную мощность, которую PD может получить. Фактически, технология PoE существует с 2003 года. IEEE 802.3af является первым стандартом PoE. Его выходной мощности 15,4 Вт достаточно для большинства IP-телефонов и точек доступа. Но с развитием технологий многие устройства, такие как IP-видео-телефоны, требуют более 13 Вт для предполагаемых приложений. По этой причине IEEE 802.3at был выпущен в 2009 году, указав 30 Вт на порт на PSE. Сегодня существует потребность в еще большей мощности для поддержки таких устройств, как IP-камеры PTZ и POS-терминалы. Таким образом, новый IEEE 802.3bt был разработан в 2018 году и увеличил максимальную выходную мощность PoE до 60 Вт или 100 Вт на порт.

IEEE 802.3af

Также известен как стандартное PoE с напряжением питания 44-57 В и током 10-350 мА. В этом стандарте максимальная выходная мощность порта ограничена 15,4 Вт. Однако некоторая мощность будет потеряна на кабеле Ethernet во время передачи. Таким образом, минимальная гарантированная мощность, доступная на PD, составляет 12,95 Вт на порт. Он может поддерживать VoIP-телефоны, датчики и так далее.

IEEE 802.3at

Обновленный стандарт называется PoE +, который обратно совместим со стандартом PoE. Напряжение питания PoE + колеблется от 50 В до 57 В, а ток питания может составлять 10-600 мА. Он обеспечивает до 30 Вт мощности на каждый порт PSE. Из-за потери мощности минимальная выходная мощность каждого порта составляет 25 Вт. Этот тип может поддерживать устройства, которые требуют больше энергии, такие как ЖК-дисплеи, биометрические датчики и планшеты.

IEEE 802.3bt

Новейший стандарт PoE, который определяет два типа стандартов питания/мощности – тип 3 и тип 4 в приведенной ниже таблице. Они увеличат максимальную мощность PoE, предоставляя больше энергии через две или более пары кабелей Ethernet. В режимах типа 3 и типа 4 PSE идентифицируют PD и устанавливают мощность в соответствии с максимальной мощностью PD, что приводит к лучшей системе доставки энергии.
Классы мощности PoE:

Сколько устройств можно подключить в системе PoE?

IEEE 802.3af и 802.3at являются наиболее распространенными стандартами PoE, которые может поддерживать подавляющее большинство устройств PoE. Недавно был выпущен IEEE 802.3bt, который не используется в широком масштабе. Только несколько продуктов поставщиков поддерживают этот стандарт. Но учтите, что для этого устройства требуется специальный адаптер PoE для питания. Как описано выше, стандартное PoE может обеспечивать максимальную выходную мощность 15,4 Вт, тогда как PoE + составляет 30 Вт. Когда план требует нескольких устройств, которые должны быть подключены к одному коммутатору PoE / PoE +, необходимо обеспечить, чтобы общая потребляемая мощность, необходимая устройствам, не превышала количество энергии, которое может обеспечить коммутатор. В качестве примера возьмем управляемый коммутатор PoE/PoE+ с 24 портами RJ45 и 4 портами SFP. Он соответствует стандарту IEEE 802.3af/at с максимальной потребляемой мощностью 400 Вт. Следовательно, этот коммутатор может одновременно подключать 24 (15,4 Вт × 24 = 369,6 × 400 Вт) устройства со стандартом PoE. И он может поддерживать 13 (30 Вт × 13 = 390 Вт × 400 Вт) устройств со стандартом PoE +.
Обычно, если сетевой коммутатор поддерживает как стандарты PoE, так и PoE +, он может автоматически определять, совместимо ли подключенное устройство с PoE или PoE +, и подавать соответствующее питание на устройство. Например, если мы подключим устройство с поддержкой PoE мощностью 5 Вт к коммутатору PoE / PoE +, то он будет подавать питание 5 Вт на устройство. Если мы подключим коммутатор к устройству с поддержкой PoE, для которого требуется мощность 20 Вт, то он будет подавать мощность 20 Вт. И если мы подключаем устройство без возможности PoE к коммутатору PoE, он будет только передавать данные на устройство. Стандарты PoE определяют максимальную выходную мощность PSE, помогая защитить устройства с поддержкой PoE от повреждения высоким напряжением. Кроме того, внедрение технологии PoE может упростить установку кабелей и сэкономить средства. Устройства с возможностью подачи питания через кабель особенно подходят для VoIP телефонии, приложений IP-мониторинга и удаленного мониторинга, для сети hotspot, где не удобно к каждой точки проводить кабель питания.

IEEE 802.3

IEEE 802.3 is a set of standards put forth by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) that define Ethernet-based networks as well as the name of the working group assigned to develop these standards.

Advertisements

IEEE 802.3 is otherwise known as the Ethernet standard and defines the physical layer and the media access control (MAC) of the data link layer for wired Ethernet networks, generally as a local area network (LAN) technology.

Techopedia Explains IEEE 802.3

IEEE 802.3 specifies the physical and networking characteristics of an Ethernet network, like how physical connections between nodes (routers/switches/hubs) are made through various wired media like copper coaxial or fiber cable.

The technology was developed to work with the IEEE 802.1 standard for network architecture and its first released standard was Ethernet II in 1982, which featured 10 Mbit/s over thick coax cable and featured frames with a “Type” field. In 1983 the first standard with the name IEEE 802.3 for 10BASE5 (thick Ethernet or thicknet) was developed. It had the same speed as the previous Ethernet II standard, but the “Type” field was replaced by a “Length” field. 802.3a followed in 1985 and was designated as 10BASE2, which was essentially the same as 10BASE5 but ran on thinner coax cables, therefore it was also known as thinnet or cheapnet.

There are a multitude of additions and revisions to the 802.3 standard and each is designated with letters concatenated after the number “3”. Other notable standards are 802.3i for 10Base-T for using twister pair wire and 802.3j 10BASE-F for using fiber-optic cables.