Power over Ethernet (PoE) è la tecnologia che permette di trasmettere contemporaneamente sia i dati che l'alimentazione elettrica attraverso un unico cavo Ethernet. Grazie alla tecnologia PoE, è possibile installare prodotti in aree prive di accesso all'alimentazione elettrica, sfruttando unicamente il cavo di rete.
Cos'è il PoE?
Basata su un principio simile a quello che alimenta gli apparecchi telefonici domestici tramite il doppino di trasmissione del segnale telefonico, la tecnologia PoE fornisce corrente CC tramite cavi Ethernet standard (CAT3 e superiori). La tecnologia PoE, talvolta denominata anche "alimentazione in linea", consente di ridurre sensibilmente il numero di cavi necessari per installare una rete.
Dal 2003, le norme PoE (IEEE 802.3af) e PoE+ (IEEE 802.3at) sono state efficacemente utilizzate per alimentare e collegare i dispositivi di rete che richiedono tensione fino a 30 Watt. Con la convalida nel 2018 della norma PoE ad alta potenza (Hi-PoE) IEEE 802.3bt, in grado di fornire 100 W su ogni porta, nasce l'allineamento dei fornitori di Hi-PoE, eliminando i problemi di compatibilità tra i diversi prodotti.
La norma Hi-PoE è compatibile con le versioni delle norme PoE e PoE+ preesistenti e consente di ampliare l'adozione di prodotti PoE standard e di aumentare la richiesta di prodotti alimentati tramite PoE.
Componenti del Sistema PoE
I tipi di dispositivi utilizzati in ambienti PoE sono sostanzialmente due, il Power Source Equipment (PSE) e il Powered Device (PD). Il PSE fornisce l'alimentazione, mentre il PD la riceve.
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- Power Source Equipment (PSE): Un PSE PoE è in grado di fornire fino a 15,4 watt di potenza a 48 V DC. Un PSE PoE+ offre invece fino a 30 watt di potenza a 48 V DC. Un dispositivo PSE Hi-PoE eroga al massimo 100 Watt di potenza.
- Powered Device (PD): I PD finali devono supportare PoE. Molti switch PoE sono anche in grado di gestire l'alimentazione in modo tale che i dispositivi PoE ad esso collegati possano effettivamente essere alimentati.
Come Funziona il PoE?
L'alimentazione viene "iniettata" nel cablaggio sul lato dell'armadio. Questo può essere fatto tramite switch LAN / WAN "end-span" che incorporano circuiti di alimentazione. In alternativa, se non si desidera sostituire gli switch LAN esistenti o solo per alimentare alcuni segmenti, è possibile collegare i pannelli di permutazione di alimentazione "mid-span" o gli iniettori tra lo switch e il dispositivo alimentato (PD).
Quando un Powered Device (PD) PoE viene attivato, informa lo switch Ethernet endspan o midspan, mediante uno scambio di informazioni, che è in grado di ricevere alimentazione mediante il cavo Ethernet. Un PD completamente compatibile con PoE IEEE è in grado di ricevere alimentazione attraverso linee dati o pin inutilizzati dell'interfaccia Ethernet.
In questo ambito, gli amministratori di rete devono andare molto cauti, in quanto alcuni PD dichiarati compatibili con la specifica PoE IEEE si limitano in realtà a utilizzare sorgenti di alimentazione Midspan che impiegano solo i doppini non utilizzati per la trasmissione dei dati.
Per proteggersi dai picchi di corrente in ingresso che possono verificarsi durante l'attivazione, è importante che i PD dispongano di dispositivo di protezione dalla corrente in ingresso.
Standard PoE: Potenza e Classi
Con l’evoluzione delle norme PoE, la quantità di potenza erogabile è aumentata significativamente, ampliando le possibilità applicative.
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- Classe 0: Fino a 15,4 watt (IEEE 802.3af)
- Classe 1: Fino a 4 watt
- Classe 2: Fino a 7 watt
- Classe 3: Fino a 15,4 watt
- Classe 4: Fino a 30 watt (IEEE 802.3at)
- Classe 5: Fino a 45 watt (IEEE 802.3bt Tipo 3)
- Classe 6: Fino a 60 watt (IEEE 802.3bt Tipo 3)
- Classe 7: Fino a 75 watt (IEEE 802.3bt Tipo 4)
- Classe 8: Fino a 100 watt (IEEE 802.3bt Tipo 4)
Topologie PD: Single-Signature e Dual-Signature
802.3bt ha introdotto due nuove topologie PD: single-signature e dual-signature.
- PD a firma singola: Condividono la stessa firma di rilevamento, la firma di classificazione e mantengono la firma di alimentazione tra entrambi i set di coppie. Questo di solito è usato con applicazioni a carico singolo.
- PD a doppia firma: Dispongono di firme di rilevamento indipendenti, firme di classificazione e mantengono le firme di alimentazione su ciascun set di coppie. Questo è l'ideale per applicazioni multi-carico, come telecamere di sorveglianza con un riscaldatore.
Oggi, l'implementazione di PD a doppia firma consente di consegnare 51 W al PD. Tuttavia, è probabile che le distribuzioni PD più recenti utilizzino PD a firma singola per risparmiare sul costo complessivo del prodotto e sfruttare la maggiore disponibilità di potenza di 71 W.
Distanza Massima del Cavo e Soluzioni per Estendere la Portata
La tecnologia PoE permette di coprire distanze massime di 100 metri tra dispositivi collegati. Lo standard Ethernet specifica una lunghezza massima del cavo di 100 metri, oltre la quale la qualità del segnale e la potenza fornita possono degradarsi.
Soluzioni per Superare i Limiti di Distanza
Per i dispositivi remoti che devono ricevere sia alimentazione che dati e che si trovano oltre la portata massima dei 100 metri del rame, gli amministratori di rete hanno a disposizione diverse opzioni:
- Inserire un data closet remoto.
- Utilizzare LAN extender per la conversione da Ethernet a DSL.
- Impiegare convertitori da UTP a coax.
- Installare la tecnologia wireless.
Extender Ethernet
Una soluzione comune è l'uso di extender Ethernet. Se volete ampliare i servizi Ethernet e andare oltre il limite generale dei 100 metri dello standard IEEE 802.3 e se un nuovo cablaggio in fibra è troppo costoso, gli Estensori Ethernet sono la soluzione perfetta. Gli Estensori Ethernet Perle estendono in modo trasparente i collegamenti 10/100/1000 Ethernet su cablaggi di rame.
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Utilizzate un doppino telefonico (CAT5/6/7), un cavo coassiale o un cablaggio di rame esistente già in uso nei circuiti di allarme, in circuiti E1/T1, RS-232, RS-422, RS-485 e applicazioni CCTV e CATV.
Long Reach PoE
La tecnologia Long Reach PoE di Planet Technology è progettata per estendere oltre i 100 metri le connessioni IP Ethernet e l’alimentazione PoE di dispositivi compatibili con il protocollo 802.3af/at. Disponibile anche in versione Coaxial. Il sistema LRP-101U-KIT permette trasmissione dati e alimentazione PoE a dispositivi fini a 500 metri di distanza* su cavo UTP (Cat.5), a cui aggiungere altri 100 metri su cavo Ethernet tradizionale per collegare la periferica finale, raggiungendo quindi la distanza di 600 metri.
Il sistema fornisce una connessione punto-punto per una installazione semplice e veloce senza necessità di configurazioni. Robusto contenitore metallico per ambienti difficili o con elevati disturbi elettromagnetici. Ampio intervallo di temperatura operativa: -20 a +70 ° C, ne permette l’installazione anche in condizioni estreme, all’aperto o in aree non riscaldate / refrigerate.
Ripetitori PoE
Se desideri estendere una linea POE in modo semplice puoi usare questi ripetitori POE. Sono dotati di una porta di rete in ingresso e di 1,2 o 4 porte di rete in uscita e non richiedono alimentazione. Puoi installarli una volta esauriti i 100 metri di cavo e rilanciare ulteriori 100 metri.
Puoi usare più ripetitori in serie, fino a 500 m. Questi ripetitori non richiedono alimentazione perchè la prelevano dalla linea POE in ingresso, consumando solamente 1,2W. Dopo i primi 100 metri di cavo ti basta entrare e uscire da un ripetitore per poter proseguire per altri 100 metri.
Applicazioni Pratiche
La capacità di fornire alimentazione e dati su lunghe distanze è particolarmente cruciale nelle installazioni di videosorveglianza IP. Le telecamere IP spesso devono essere posizionate in aree remote o difficili da raggiungere, lontano dalle infrastrutture di rete e dalle prese di corrente.
Usando il PoE e gli extender Ethernet, le telecamere IP possono essere installate praticamente ovunque, senza la necessità di costosi lavori elettrici o di stendere cavi di alimentazione dedicati.
- Cablaggio di magazzini
- Parcheggi
- Campus
- Aree industriali
- Parchi
Considerazioni Importanti nella Progettazione del Sistema
Quando si progetta un sistema di videosorveglianza IP che sfrutta il PoE e la trasmissione a lunga distanza, ci sono diversi fattori da considerare:
- Requisiti di potenza delle telecamere: Assicuratevi che il vostro switch PoE e i vostri extender abbiano la capacità di fornire sufficiente potenza per tutte le vostre telecamere.
- Distanze di trasmissione: Misurate attentamente le distanze tra lo switch e ogni posizione della telecamera per determinare il tipo di extender richiesto.
- Tipo di cavo: Mentre gli extender possono lavorare con vari tipi di cavo, scegliere il tipo giusto (ad esempio, coassiale RG59 vs doppino telefonico) è importante per le prestazioni e l'affidabilità.
- Ambiente: Considerare fattori ambientali come la temperatura, l'umidità e le interferenze elettromagnetiche quando si sceglie i componenti del sistema.
Vantaggi della Tecnologia PoE
- Economia: PoE riduce il numero di prese elettriche necessarie vicino a una workstation.
- Mobilità: I dispositivi di rete possono essere spostati facilmente senza la necessità di pianificare un intervento per l’installazione di una presa elettrica.
- Distribuzione accelerata: La tecnologia PoE accelera l’implementazione dei punti di accesso wireless sulla rete.
- Sicurezza: Non è più necessario dotare le stazioni di lavoro di 220V, dove è sufficiente l’alimentazione PoE LIBV / 13watt.
- Semplicità: Facile collegamento delle apparecchiature, facile installazione in luoghi in cui le prese elettriche non sono sempre disponibili.
- Affidabilità: Non è necessario collegare un inverter a ciascun prodotto attivo collegato a PoE.
- Facile amministrazione della rete: In alcuni casi le soluzioni mid-span o end-span offrono funzionalità avanzate, tra cui la gestione e la possibilità di riavviare i dispositivi in remoto.
Tabella Comparativa Standard PoE
| Standard | Potenza Erogata (PSE) | Potenza Disponibile (PD) | Note |
|---|---|---|---|
| IEEE 802.3af (PoE) | 15.4W | 12.95W | Standard originale |
| IEEE 802.3at (PoE+) | 30W | 25.5W | Potenza superiore per dispositivi più esigenti |
| IEEE 802.3bt (PoE++) | Fino a 100W | Fino a 71W | Hi-PoE, supporta dispositivi ad alta potenza |
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