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Ethernet PoE — piedinatura e alimentazione

Definizione

Lo standard IEEE 802.3 Power over Ethernet (PoE) trasporta alimentazione in corrente continua e dati Ethernet sullo stesso cavo a quattro coppie. L'apparato di alimentazione (PSE) fornisce energia, mentre il dispositivo alimentato (PD) la riceve. Un PSE conforme verifica la presenza di un PD valido prima di erogare la normale alimentazione.

Identificazione dei conduttori T568A e T568B

Spina Ethernet 8P8C cablata secondo T568A per identificare le coppie PoE
T568A — le coppie verde e arancione occupano i gruppi di pin dell'Alternativa A.
Spina Ethernet 8P8C cablata secondo T568B per identificare le coppie PoE
T568B — i colori verde e arancione si scambiano, ma i gruppi di pin PoE restano invariati.

Le illustrazioni mostrano i contatti visibili, il cavo rivolto verso il basso e i pin da 1 a 8 da sinistra a destra. Servono a identificare i colori dei conduttori; l'alternativa PoE dipende sempre dal numero del pin.

Non confonderli: T568A/T568B indicano due ordini dei colori. Alternativa A/Alternativa B, dette anche Modalità A/Modalità B, indicano due gruppi di coppie disponibili per l'alimentazione PoE.

Piedinatura dei gruppi di coppie PoE

PinT568AT568BSegnale 10/100BASE-T su MDISegnale 1000BASE-T e superioriAlternativa PoERuolo nell'alimentazione di modo comune
1Bianco/verdeBianco/arancioneTX+BI_DA+Alternativa AEtichetta A1 — stesso polo CC del pin 2
2VerdeArancioneTX−BI_DA−Alternativa AEtichetta A1 — stesso polo CC del pin 1
3Bianco/arancioneBianco/verdeRX+BI_DB+Alternativa AEtichetta A2 — stesso polo CC del pin 6
4BluBluNon utilizzatoBI_DC+Alternativa BEtichetta B1 — stesso polo CC del pin 5
5Bianco/bluBianco/bluNon utilizzatoBI_DC−Alternativa BEtichetta B1 — stesso polo CC del pin 4
6ArancioneVerdeRX−BI_DB−Alternativa AEtichetta A2 — stesso polo CC del pin 3
7Bianco/marroneBianco/marroneNon utilizzatoBI_DD+Alternativa BEtichetta B2 — stesso polo CC del pin 8
8MarroneMarroneNon utilizzatoBI_DD−Alternativa BEtichetta B2 — stesso polo CC del pin 7
  • Alternativa A: l'alimentazione viaggia in modo comune sulle coppie 1–2 e 3–6, che trasportano anche i dati 10/100BASE-T. L'iniezione attraverso le prese centrali dei trasformatori è talvolta chiamata alimentazione phantom.
  • Alternativa B: l'alimentazione usa le coppie 4–5 e 7–8. Sono «libere» solo con 10/100BASE-T; trasportano dati anche nei collegamenti 1000BASE-T e superiori.
  • Alimentazione su quattro coppie (4PPoE): le Alternative A e B sono alimentate insieme. Ciò consente i livelli di potenza massimi dei Type 3 e Type 4 e riduce le perdite nel cavo rispetto all'alimentazione su due coppie.

Nella tabella, A1/A2 e B1/B2 sono etichette indipendenti dalla polarità, non segni elettrici. All'interno di ogni coppia intrecciata, entrambi i conduttori portano lo stesso polo CC in modo comune; un'altra coppia fornisce il percorso di ritorno. Il segnale Ethernet resta differenziale. Un PD conforme accetta le configurazioni di polarità previste da IEEE 802.3: non si devono quindi assegnare «+» e «−» universali ai pin o ai colori del cavo.

Tipi PoE e potenza disponibile

Tipo IEEEEmendamento originaleNome comuneClassiCoppie alimentatePotenza massima PSEPotenza massima disponibile al PD*
Type 1IEEE 802.3afPoE0–3215.4 W13.0 W
Type 2IEEE 802.3atPoE+4230 W25.5 W
Type 3IEEE 802.3btSpesso «PoE++»1–62 o 4; quattro per la potenza massima60 W51 W
Type 4IEEE 802.3btSpesso «PoE++»7–8490 W71.3 W
*Potenza massima all'ingresso del PD dopo la perdita di canale consentita dallo standard. La classe assegnata, il budget di potenza dello switch, la lunghezza e la resistenza del cavo e la temperatura possono ridurre la potenza utilizzabile dall'applicazione.

Il termine commerciale PoE++ è ambiguo: può riferirsi a livelli diversi del Type 3 o del Type 4. 4PPoE indica l'alimentazione simultanea su tutte e quattro le coppie, non un livello di potenza specifico. Per dimensionare correttamente il sistema, controllare il Type, la classe, la potenza in uscita dal PSE e quella garantita al PD.

Rilevamento, classificazione e avvio

  1. Rilevamento: il PSE sonda il collegamento a bassa tensione e cerca la firma resistiva nominale di 25 kΩ del PD. Senza una firma valida, un PSE IEEE non deve applicare la normale tensione di esercizio.
  2. Classificazione: PSE e PD stabiliscono la classe di potenza mediante segnalazione a livello fisico. LLDP può integrare lo scambio per precisare la potenza richiesta e quella disponibile.
  3. Avvio: il PSE limita la corrente di spunto mentre si carica la capacità d'ingresso del PD, poi eroga la potenza negoziata.
  4. Mantenimento dell'alimentazione: il PD presenta una firma di mantenimento. Il PSE può disattivare la porta quando il carico viene scollegato o non soddisfa più le condizioni richieste.

IEEE 802.3bt prevede inoltre la verifica della capacità di alimentazione su quattro coppie, il funzionamento dei PD con firma singola o doppia e la funzione opzionale Autoclass. Usare un controller PSE o PD conforme anziché un iniettore improvvisato con componenti discreti.

Avvertenza sul PoE passivo

Un iniettore cosiddetto PoE passivo può applicare immediatamente la tensione senza il rilevamento IEEE, con tensione, polarità e pin specifici del produttore. Può danneggiare normali apparecchi Ethernet o un PD progettato per un ingresso diverso.

  • Non considerare «24 V passivo», «48 V passivo» o una piedinatura proprietaria equivalenti a IEEE 802.3af/at/bt.
  • Verificare esplicitamente tensione, polarità, pin e compatibilità a entrambe le estremità prima del collegamento.
  • Un semplice tester di continuità non può stabilire se una porta fornisce PoE conforme allo standard.

Integrità del cavo e dell'installazione

  • Usare un canale conforme a quattro coppie che soddisfi la categoria richiesta dalla velocità dati e sia adatto alla corrente PoE.
  • Per potenze elevate e fasci di cavi, verificare aumento di temperatura, sezione dei conduttori, resistenza in CC e squilibrio di resistenza tra i conduttori.
  • I valori di potenza al PD nella tabella tengono conto delle perdite in un canale conforme; un cavo sottile, lungo o terminato male aumenta la caduta di tensione e il riscaldamento.
  • La schermatura o l'involucro del connettore non sostituisce i conduttori di alimentazione e non deve essere usato come percorso di ritorno PoE.

Documentazione correlata

Fonti ufficiali e tecniche

IEEE 802.3 e i datasheet dei controller PSE/PD scelti hanno la precedenza su questa sintesi. Le potenze indicate sono limiti dei Type, non una garanzia per ogni porta o classe.