ELV-Ratgeber im Bereich "Sicherheitstechnik"

ELV-Ratgeber zu: Power over Ethernet – PoE

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Nicht nur bei USB ist es inzwischen üblich, die vorhandene Datenübertragungsleitung auch als Transportmedium für die Stromversorgung von Geräten mit geringem Stromverbrauch zu benutzen, zunehmend findet man dies auch in Ethernet-Computernetzwerken. Hier heißt die Technik „Power over Ethernet“ (PoE). Man findet sie vor allem bei weit abgesetzten Geräten wie Access-Points oder Netzwerkkameras und in der IP-Telefonie.

Die Idee, via PoE an das Netzwerk angeschlossene Geräte mit Energie zu versorgen, birgt unter bestimmten Umständen auch Energiesparpotential. Werden mehrere Geräte über PoE versorgt, sind nicht mehr für jedes Gerät separate Netzteile mit eigenen Verlusten notwendig. Die Versorgung erfolgt über ein zentrales, intelligentes Einspeisegerät, das im optimalen Fall durch ein hocheffizientes Netzteil versorgt wird.

Der zusätzliche Stromtransport über Ethernet-Netzwerkleitungen ist seit 2003durch die Norm IEEE 802.3af geregelt, die Norm IEEE 802.3at legt die Bedingungen für PoE plus fest. PoE plus wurde im Jahr 2009 eingeführt, um auch Geräte mit höherem Energiebedarf versorgen zu können. Wesentlicher Bestandteil dieser Norm sind neben den technischen Kennwerten (Tabelle) die Festlegungen darüber, die Datenintegrität und die Netzwerksicherheit zu gewährleisten und zu verhindern, dass nicht für PoE konstruierte Netzwerkgeräte durch die zusätzlich anliegende Spannung beschädigt werden.

 
IEEE 802.3af
(PoE)
IEEE 802.3at
(PoE plus)
Power-Einspeisung
End- oder Midspan
End- oder Midspan
PSE-Ausgangsspannung
44–57 V
50–57 V
Max. Betriebsstrom
0,35 A
0,72 A
Leitungswiderstand
20 Ω
20 Ω
Max. Spannungsfall
7,0 V
14,4 V
Min. Spannung am PD
37,0 V
35,6 V
Max. Leistung zum PSE
15,40 W
30,00 W
Max. Leistung zum PD
12,95 W
25,63 W
Class ID
0...3, 4 wie 0
Layer 1: 0...4
Layer 2: bis zu 1023 Klassen



Für die Einspeisung der Betriebsspannung wird entweder ein PoE-fähiger Netzwerk-Switch/-Router (PoE-Endspan) oder ein PoE-Injector (PoE-Midspan), der zwischen Router/Switch und Netzwerkgerät geschaltet ist, eingesetzt.

Um ein zu versorgendes Gerät 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 angeschlossene Gerät zu erkennen (Detektierung). Dazu legt das speisende Gerät (PoE-fähiger Netzwerk-Switch/-Router bzw. PoE-Injector) 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 speisende Gerät (PoE-fähiger Netzwerk-Switch/-Router bzw. PoE-Injector) einen Spannungsimpuls zwischen 14,5 V und 20,5 V erzeugt und den resultierenden Strom misst (Klassifizierung). Dieser sogenannte Signaturstrom zeigt dem speisenden Gerät an, in welche Klasse das Endgerät eingestuft ist. Nach Abschluss dieser Prozedur wird die Versorgungsspannung aufgeschaltet.

Wichtiger Hinweis:
Für PoE nur Patchkabel verwenden, die mindestens die Spezifikation für F/UTP-Kabel (ISO / IEC 11801:2002) einhalten. CAT.5e-Patchklabel erfüllen in der Regel diese Anforderungen.