Der Ethernet-Injector PoE-I – Power-over-Ethernet-Einspeisung

0,00
Aus ELVjournal 05/2012     0 Kommentare
 Der Ethernet-Injector PoE-I – Power-over-Ethernet-Einspeisung
Bausatzinformationen
ungefähr Bauzeit(Std.)Verwendung von SMD-Bauteilen.
10,5OK5/12

Inhalt des Fachbeitrags

PDF- / Onlineversion herunterladen

Technische Daten

15 VDC (Hohlsteckerbuchse 2,1/5,5 mm)
max. 1,5 A, ca. 40 mA im Ruhebetrieb (kein Netzwerkgerät angeschlossen)
48–52 VDC
15,4 W (abhängig von der Länge des Netzwerkkabels)
IEEE802.3af, IEEE802.3 10BaseT, IEEE802.3u 100BaseT, IEEE802.3ab 1000BaseT
RJ45, 10/100/1000
RJ45, 10/100/1000, mit PoE
IP 20
+5 bis +30 °C
93 x 69 x 104 mm
75 g

Im vorangegangenen ELVjournal haben wir einen PoE-Splitter vorgestellt, der es ermöglicht, das Datensignal und die Versorgungsspannung, die nach dem PoE-Standard in das Netzwerk eingespeist wurde, wieder zu trennen. Dadurch lassen sich auch Netzwerkgeräte versorgen, die nicht für PoE vorbereitet sind. Für die Einspeisung der Betriebsspannung wird entweder ein PoE-fähiger Netzwerk-Switch/-Router oder ein PoE-Injector eingesetzt. Einen solchen stellen wir hier vor. Im Gegensatz zu einfachen Injektoren, die meist im Set mit ebenso einfachen Splittern verkauft werden, ist der PoE-I normenkonform und somit sicher im Betrieb.

Netzwerk unter Strom

Bereits seit 2003 ist mit der internationalen Norm IEEE 802.3af der zusätzliche Stromtransport über Ethernet-Netzwerkleitungen geregelt, seit 2009 gibt es eine weitere Variante, die IEEE 802.3at, die noch höhere Leistungen erlaubt. In unserem Artikel im ELVjournal 4/2012 zum ELV-Power-over-Ethernet-Splitter [1] haben wir dazu Grundlagen und technisch-organisatorische Abläufe bereits ausführlich erläutert, weitere Grundlagen und Normen sind unter [2] und [3] zu finden. Die Einspeisung der Versorgungsspannung ins Netzwerk erfolgt entweder über einen sogenannten PoE-Endspan, also einen Router oder Switch oder einen PoE-Midspan, einen Power-Injector, der zwischen Router/ Switch und Netzwerkgerät geschaltet ist (Bild 1).
Bild 1: Die Einbindung eines PoE-Injectors in das Netzwerk
Bild 1: Die Einbindung eines PoE-Injectors in das Netzwerk
Um normgerecht zu arbeiten und im Netzwerk arbeitende Geräte nicht zu beschädigen, legt die Norm eine definierte Anmeldungs- und Klassifizierungsprozedur fest.

Die Anmelde- und Klassifizierungsprozedur
Um ein zu versorgendes Gerät (PD) zu erkennen bzw. um nicht PoE-fähige Geräte vor einer Beschädigung durch Überspannung zu schützen, ist eine Anmelde- und Klassifizierungsprozedur erforderlich. Die Anmeldeprozedur beginnt damit, das PD zu erkennen (Detektierung). Dazu legt das speisende Gerät (PSE) 2 definierte Spannungsrampen (2,8 V und 10,1 V) an und misst den sich einstellenden Strom. Ist ein nicht PoE-fähiges Gerät angeschlossen, wird hier abgebrochen und keine Spannung auf das Netzwerkkabel geschaltet. Somit kann dieses nicht beschädigt werden. Wird hingegen ein PoE-fähiges Gerät erkannt, wird dessen Leistungsklasse abgefragt, indem das PSE einen Spannungsimpuls zwischen 14,5 V und 20,5 V erzeugt und den resultierenden Strom misst (Klassifizierung). Dieser sogenannte Signaturstrom zeigt der PSE an, in welche Klasse das Gerät eingestuft ist. Nach Abschluss dieser Prozedur wird die Versorgungsspannung aufgeschaltet. Wird die Verbindung zum PD aufgetrennt bzw. fällt die Stromaufnahme unter 5–10 mA, erfolgt sofort das Abschalten der Spannung auf dem Kabel. Hierfür muss der Stromfluss ständig durch das PSE überwacht werden.

Die hierzu notwendigen Komponenten sind in unserem Injector integriert, womit er sich von einfachen Geräten dieser Art unterscheidet und voll normenkonform arbeitet. Diese einfachen Injektoren speisen die Versorgungsspannung ohne Anmeldeprozess einfach auf das in 10-/100-Mbit-Netzwerken unbelegte Adernpaar ein. Für den Splitter ist es dann ausreichend, wenn er aus einem einfachen Spannungsregler besteht. So ein einfacher Injektor kann ein nicht PoE-fähiges Netzwerkgerät beschädigen oder zerstören, da Gleichspannung je nach Gerät unkontrolliert in die Schaltung fließen könnte. Durch die Einhaltung der Anmelde- und Klassifizierungsprozedur jedoch wird ein nicht PoE-fähiges Gerät durch eine Strommessung im Netzwerk erkannt und keine Spannung auf das Netzwerk geschaltet. Der genaue Ablauf der Prozedur ist ebenfalls im o. a. Artikel zum PoE-Splitter erklärt. Entweder muss also ein PoE-Splitter oder ein PoE-fähiges Netzwerkgerät, wie z. B. eine so ausgestattete IP-Kamera auf der „Empfangsseite“ angeschlossen sein und entsprechend „antworten“, sonst erfolgt keine Einspeisung ins Netzwerk. Die Details dazu wollen wir uns nun im Rahmen der Schaltungsbeschreibung ansehen.

Fachbeitrag online und als PDF-Download herunterladen

Gratis Downloads

Platinenfolie PoE-I

Fachbeitrag herunterladen


Laden Sie die komplette Ausgabe 05/2012 inkl. dieses Beitrags herunter. zum Inhalt


Die ELVjournal-Flatrate!
Für nur EUR 24,95 im Jahr erhalten Sie Zugriff auf alle verfügbaren Fachbeiträge.

Inhalt

Sie erhalten den Artikel in 2 Versionen:

online  als Online-Version

pdf  als PDF (8 Seiten)

Sie erhalten folgende Artikel:
  • Der Ethernet-Injector PoE-I – Power-over-Ethernet-Einspeisung
    • 1 x Journalbericht
    • 1 x Schaltplan
Forenmehr Wissen


Hinterlassen Sie einen Kommentar:
(Anmeldung erforderlich)
  Name
  E-Mail