PoE-voedingsnormen

PoE (Power over Ethernet) verwijst naar 'Ethernet-voeding', een technologie die de levering van elektrische stroom aan netwerkapparaten via Ethernet-kabels mogelijk maakt. Het maakt de gelijktijdige overdracht van zowel elektrische stroom als datasignalen mogelijk, waardoor er geen aparte stroomkabels voor apparaten nodig zijn. PoE biedt effectief gecentraliseerde stroomvoorziening aan terminals zoals IP-telefoons, draadloze AP's, opladers voor draagbare apparaten, kaartlezers, camera's en data-acquisitiesystemen. Het biedt de voordelen van hoge betrouwbaarheid, vereenvoudigde connectiviteit en gestandaardiseerde compatibiliteit.

Op basis van de vraag of PoE-apparaten voldoen aan de drie PoE-standaarden die zijn uitgegeven door de IEEE Standards Committee, kunnen PoE-apparaten worden geclassificeerd in standaard PoE en niet-standaard PoE.

Standaard PoE: Verwijst naar PoE-apparaten die voldoen aan de drie PoE-standaarden uitgegeven door de IEEE Standards Committee (IEEE 802.3af-standaard, IEEE 802.3at-standaard en IEEE 802.3bt-standaard).

Niet-standaard PoE: Verwijst naar PoE-apparaten die niet voldoen aan de drie PoE-standaarden uitgegeven door de IEEE Standards Committee. Deze worden beschouwd als niet-standaard PoE-apparaten.

PoE-voedingsnormen en technische parameters

Voedingstechnologie	PoE	PoE+	PoE++	PoE+++
Voeding Standaard	IEEE 802.3af	IEEE 802.3at	IEEE 802.3bt	IEEE 802.3bt
Voedingsafstand	100m	100m	100m	100m
Classificatie	0~3	0~4	0~6	0~8
Maximale stroom	350mA	600mA	1200mA	1730mA
PSE-uitgangsspanning	44V gelijkstroom~57V gelijkstroom	50V gelijkstroom~57V gelijkstroom	50V gelijkstroom~57V gelijkstroom	52V gelijkstroom~57V gelijkstroom
PSE Maximaal uitgangsvermogen	Minder dan of gelijk aan 15,4 W	Minder dan of gelijk aan 30W	Minder dan of gelijk aan 60W	Minder dan of gelijk aan 90W
PD-ingangsspanning	36V gelijkstroom~57V gelijkstroom	42,5V gelijkstroom~57V gelijkstroom	42,5V gelijkstroom~57V gelijkstroom	42,5V gelijkstroom~57V gelijkstroom
PD Maximaal vermogen	12.95W	25.5W	51W	71.3W
Maximaal transmissielijnverlies	2.45W	4.5W	9W	18.7W
Kabelvereisten	Geen speciale vereisten	CAT-5e of hoger netwerkkabel	CAT-5e of hoger netwerkkabel	CAT-5e of hoger netwerkkabel
Stroomkabelparen	2	2	4	4

Componenten van het PoE-voedingssysteem

PoE-voeding: De PoE-voeding levert stroom aan het gehele PoE-systeem. Het aantal PD's dat op de PSE is aangesloten, wordt beperkt door de stroomcapaciteit van de PoE-voeding. Op basis van de vraag of deze inplugbaar zijn, worden PoE-voedingen in twee typen ingedeeld: ingebouwd-ingebouwd en extern.
Stroombronapparatuur (PSE): Dit verwijst naar PoE-apparaten die stroom leveren aan PD's via Ethernet en functies bieden zoals detectie, analyse en intelligent energiebeheer. Afhankelijk van de naleving van de IEEE-standaarden worden PSE's onderverdeeld in standaard PSE's en niet-standaard PSE's (bijvoorbeeld standaard PoE-switches en niet-standaard PoE-switches).
Aangedreven apparaat (PD): Dit verwijst naar IP-eindapparatuur die stroom ontvangt van PSE's (bijv. IP-telefoons, draadloze AP's, netwerkcamera's en andere gevoede apparaten). Op basis van naleving van de IEEE-standaarden worden PD's geclassificeerd in standaard PD's en niet-standaard PD's.

Principe van PoE-voeding

Volgens de IEEE 802.3af-, IEEE 802.3at- en IEEE 802.3bt-standaarden moet de PSE binnen een specifiek tijdsbestek de detectie en classificatie van het aangesloten netwerkeindapparaat voltooien en vervolgens beslissen of er stroom aan wordt geleverd en hoeveel stroom er moet worden geleverd. Deze regeling zorgt ervoor dat incompatibele netwerkapparaten niet worden beschadigd door de 48V-voeding. Daarom omvatten de primaire functies van de PSE het detecteren of een compatibel apparaat (PD) is aangesloten op of losgekoppeld van het systeem, het classificeren van de stroomvereisten van de PD en dienovereenkomstig het leveren van de juiste stroom of het afsnijden van de stroomvoorziening.

PoE-voedingsproces

Staat	Functie	Opmerkingen
Detectie	Het PSE-apparaat detecteert de aanwezigheid van een PD-apparaat. De PSE voert periodiek een lage stroom-beperkte spanning uit op de poort om de weerstands- en capaciteitswaarden van het PD-apparaat te detecteren, waardoor wordt bepaald of de PD aanwezig is. Het typische spanningsbereik voor deze detectie is 2,7 V tot 10,1 V en de detectiecyclus bedraagt 2 seconden.	De PSE gaat alleen door naar de volgende stap als er een geldige PD wordt gedetecteerd. De criteria voor het detecteren van de aanwezigheid van een PD zijn: een weerstandswaarde tussen 19kΩ en 26,5kΩ, en een capaciteitswaarde die de 150nF niet overschrijdt.
Classificatie	PSE Bepaalt het PD-stroomverbruik. Nadat de PSE een geldige PD heeft gedetecteerd, levert deze een spanning tussen 15 V en 20 V aan de PD en bepaalt de vermogensklasse van de PD door het stroomverbruik te meten. Verschillende vermogensklassen komen overeen met verschillende vermogensniveaus.	De classificatie van het vermogensniveau en de tabel met vermogensgradaties worden hieronder weergegeven.
Schakel in	Nadat de PSE de vermogensklasse van de PD heeft bepaald, begint deze het apparaat van stroom te voorzien op basis van het overeenkomstige vermogensniveau.	De PSE-apparatuur begint stroom te leveren aan de PD-apparatuur vanaf een lage spanning, waardoor deze wordt verhoogd tot 48V DC. Dit proces vindt plaats binnen een opstartperiode (doorgaans minder dan 15 μs).
Real-transport Protocol (RTP) en stroom Beheer (PM)	Nadat de spanning 48V heeft bereikt, levert de PSE stabiele en betrouwbare 48V DC-stroom aan het PD-apparaat, zodat het stroomverbruik van de PD het maximale uitgangsvermogen van de PSE niet overschrijdt.	Tijdens deze fase controleert de PSE voortdurend op PD-ontkoppeling tijdens het leveren van stroom. Uitgangsspanning: -48V.
Ontkoppeling	Tijdens het stroomvoorzieningsproces bewaakt de PSE voortdurend de ingangsstroom naar de PD. Als het stroomverbruik van de PD onder een minimumdrempel zakt of plotseling stijgt-zoals wanneer het apparaat wordt losgekoppeld, of in geval van overbelasting van de PD-voeding, kortsluiting of overschrijding van de voedingscapaciteit van de PSE-zal de PSE de stroom uitschakelen en het detectieproces opnieuw starten.	Als de PD wordt losgekoppeld, schakelt de PSE snel de uitgangsspanning van de poort uit (doorgaans binnen 300-400 ms). De poortstatus keert dan terug naar de detectiestatus.