L' alimentazione tramite cavo Ethernet ( Power over Ethernet o PoE in inglese), permette di far passare un alimentatore (inizialmente solo una corrente continua con una potenza massima di 15,4 watt con una tensione di circa 48 V ), oltre ai dati a 100 Mbit / so 1 Gbit / s . Questa tecnologia è definita dallo standard IEEE 802.3af , appartenente allo standard IEEE 802.3 ( Ethernet ) ratificato in11 giugno 2003 e pubblicato il 11 luglio 2003.
Questa tecnologia prevede due coppie (o più) dei quattro coppie che un UTP o STP cavo contiene in modo da fornire alcuni dispositivi di un'Ethernet rete quali telefoni IP , rete hard disk , telecamere IP connessione o punti dati. Wi-Fi . Lo standard IEEE 802.3at , chiamato anche PoE +, così come lo standard IEEE 802.3bt chiamato 4PPoe, ne estendono le caratteristiche tecniche.
Questa tecnologia si ispira a quella incontrata per decenni nella TV terrestre ( TNT ) per alimentare un preamplificatore d'antenna UHF tramite un cavo coassiale da un alimentatore (da 12 a 24 V a seconda) e il suo particolare dispositivo di iniezione (esempio in "T") . Nel collegamento Ethernet, il principio è lo stesso (sorta di "accoppiamento" passivo), iniezione elettrica proveniente da un trasformatore, ma l'altra estremità del cavo RJ 45 è dotata di una parte estrattore di tensione (una sorta di "disaccoppiatore") per alimentare l'ingresso di un apparato remoto esterno, statico o motorizzato e questo a 12 V. Gli alimentatori, o dispositivi con connettori dedicati (tensioni diverse possibili ...) si dicono attivi.
Questa tecnologia consente di installare dispositivi come una stampante, un telefono o una telecamera IP in luoghi sprovvisti di presa elettrica. Poiché sia i dati che l'alimentazione passano sullo stesso cavo Ethernet, c'è un solo cavo da far passare per dispositivo collegato. Di conseguenza, rispetto a un alimentatore esterno, la quantità di connettori e adattatori è ridotta. Viene semplificata anche la ridondanza elettrica generalmente presente in sala macchine, con interruttori di doppia alimentazione e inverter. Il tutto offre quindi facilità di gestione.
Un cavo Ethernet è costituito da quattro coppie di fili. Quando la connessione è stabilita a 100 Mbit , i dati passano solo su due coppie, ovvero i fili 1, 2, 3 e 6; le altre due coppie non utilizzate, ovvero i fili 4, 5, 7 e 8 possono essere utilizzate per portare la corrente elettrica. Nella maggior parte dei casi il PoE passa attraverso un filo della coppia 1,2 e un altro filo della coppia 3,6 insieme ai dati.
Per fare PoE, tutto quello che devi fare è inserire un adattatore PoE tra l' hub (in particolare switch , router ) e il dispositivo Ethernet in questione. Un adattatore PoE è composto da due moduli con numero pari:
Sono presenti “concentratori PoE” che consentono di non utilizzare più “adattatori PoE” all'uscita del concentratore. Sul lato del dispositivo all'altra estremità del cavo, è ancora necessario un "adattatore PoE", a meno che non sia compatibile anche PoE.
PoE fornisce 48 V (circa) in corrente continua attraverso 2 fili non utilizzati dei 4 fili disponibili di categoria 3 o 5e , per 10BASE-T e 100BASE-TX .
Una tecnica chiamata " alimentazione phantom " consente inoltre di trasportare la corrente attraverso una coppia utilizzata per la trasmissione dei dati. Ciò consente quindi l'utilizzo di PoE con 1000BASE-T , utilizzando tutte le coppie (categoria 5e o superiore).
Il PoE originale fornisce un massimo di 350 mA ed una potenza massima di 15,4 W . Sono disponibili solo 13 W dopo aver contato la perdita dal 10 al 20% dell'energia disponibile nei cavi (resistenza del cavo con conseguente perdita di calore per effetto Joule ). Questo è, inoltre, uno dei problemi che devono essere risolti dai produttori di cablaggi, perché la concentrazione dei passaggi dei cavi provoca un aumento del riscaldamento, che implica un invecchiamento accelerato e diverse caratteristiche fisiche.
Le potenze utilizzabili sono referenziate in diverse classi:
| Classe | Uso | Livelli di potenza massimi all'ingresso del dispositivo ( watt ) |
|---|---|---|
| 0 | Difetto | Da 0,44 a 12,94 |
| 1 | Opzionale | Da 0,44 a 3,84 |
| 2 | Opzionale | Da 3,84 a 6,49 |
| 3 | Opzionale | Da 6.49 a 12.95 |
| 4 | Riserva | (PES classificato come Classe 0) |
(PSE = Power Sourcing Equipment (switch o hub di rete che implementa PoE))
In effetti, la gamma di apparecchiature che supportano l'alimentazione PoE è ancora relativamente limitata. Telefono IP , terminale Wi-Fi , videocamera IP rappresentano la maggior parte di questa apparecchiatura.
L'interesse tecnico-economico del PoE va studiato a seconda dei casi e secondo diversi parametri:
Una diffusione massiccia di questa tecnologia può essere presa in considerazione solo quando le reti elettriche e di dati possono essere messe in comune (nello stesso spirito della convergenza voce / dati, con il pooling di reti vocali ( PABX ) e reti di dati (IP)).
Il gruppo di lavoro IEEE 802.3at ha iniziato ufficialmente a lavorare nel settembre 2005 sul pre-standard PoE + per tenere conto dell'uso di 2 coppie del cavo Ethernet Cat 5 per fornire una corrente di 1250 mA e una potenza.60 W per l'attrezzatura fornita. Questo per espandere il mercato con un numero maggiore di periferiche e quindi potenziali clienti.
Ad oggi, due standard regolano l'interoperabilità delle apparecchiature:
Lo standard IEEE P802.3bt , chiamato anche 4PPoE ( 4-Pair Power over Ethernet ), o PoE ++ per estensione della designazione PoE + dello standard IEEE 802.3at, introduce due livelli aggiuntivi di potenza massima erogata dallo switch, tipo 3 con 55 W (con una corrente massima per coppia di 600 mA) e di tipo 4 con 90 W (con una corrente massima per coppia di 960 mA) distribuiti sulle 4 coppie del cavo Ethernet.
Tenuto conto delle perdite nel cavo, la potenza effettivamente disponibile sull'apparecchiatura è di 71 W sull'apparecchiatura fornita con il tipo 4.
Lo standard IEEE P802.3bt-2018 (Draft Standard for Ethernet Amendment: Physical Layer and Management Parameters for DTE Power via MDI over 4-pair) ha approvato il27 settembre 2018.
Rispetto agli standard PoE e PoE + che utilizzano due coppie su quattro, a parità di potenza in uscita, 4PPoE migliora l'efficienza energetica complessiva perché le perdite sono dimezzate. Per un'intensità costante, la potenza effettivamente erogata su quattro paia è superiore a quella disponibile su due paia.
I dispositivi passthrough PoE, che possono essere tradotti come intermediario Power over Ethernet (PoE), possono funzionare sia come dispositivo alimentato (PD) che come fonte di alimentazione (PSE). Ciò significa che il dispositivo può essere alimentato tramite PoE fornendo alimentazione PoE ad altri dispositivi come telefoni IP o punti di accesso wireless.
A causa della tensione di diverse decine di volt in una delle coppie, è necessario prestare attenzione quando si maneggiano tali cavi per evitare cortocircuiti (vedi immagine a lato) e assicurarsi che il cavo di alimentazione sia sufficientemente protetto.