PoE (power over Ethernet)

Die Arbeitsgruppe 802.3af beschäftigt sich mit der Standardisierung der Spannungsversorgung von Data Terminal Equipment (DTE) über Medium Dependent Interface (MDI): DTE Power over MDI.


In der Standardisierung werden verschiedene Szenarien für existierende Ethernet-Infrastrukturen behandelt um Strom über Ethernet zu übertragen. Mit Power over Ethernet (PoE) können VoIP-Telefone, IP-Kameras, Wireless Access Points (WAP) und andere Geräte Strom und Daten über die vorhandene LAN-Infrastruktur übertragen.

Die Versorgung von Geräten mit Strom setzt eine bestehende Datenverbindung voraus. Über diese Verbindung ermittelt ein spezielles Gerät, das Power Sourcing Equipment (PSE), Geräte die PoE-kompatibel sind und Strom benötigen. Diese Endgeräte sind die Powered Devices (PD)

Bei Power over Ethernet (PoE) speist die PSE die einzelnen Powered Devices (PD)

Bei Power over Ethernet (PoE) speist die PSE die einzelnen Powered Devices (PD)

Der Vorteil dieser Technik liegt darin, dass Geräte, die an das Ethernet angeschlossen sind, direkt mit Strom versorgt werden können. So auch solche, die an schwer zugänglichen Stellen liegen wie IP-Kameras, Überwachungskameras, IP-Telefone für die Internettelefonie und Funkzugangspunkte für WLANs. Der Standard 802.3af kennt zwei Leistungsklassen mit Entnahmeleistungen zwischen 3,8 W und 6,5 W. Damit können Ethernet-Endgeräte über eine Entfernung von 100 m mit 6,5 W versorgt werden. Die Spannung beträgt 44 V, die Versorgung erfolgt über zwei Leitungspaare.

Leistungsklassen für die Geräteversorgung über Power over Ethernet (PoE)

Leistungsklassen für die Geräteversorgung über Power over Ethernet (PoE)

Die PoE-Architektur kann in Ethernet, Fast-Ethernet und Gigabit-Ethernet eingesetzt werden und besteht aus dem Power Sourcing Equipment (PSE) und dem zu versorgenden Endgerät, der Powered Device (PD). Es gibt zwei Anschlussschemen für RJ45-Stecker, die Spare-Pair-Speisung über die freien Pins 4/5 und 7/8 des RJ45-Steckers und die Phantomspeisung über die Leitungspaare, über die auch die Daten übertragen werden. Bei der gebräuchlichsten haben die HF-Transformatoren für die Ein- und Auskopplung der Transmit- und Receive-Signale eine Mittelanzapfung in die die 48-V-Versorgungsspannung eingespeist werden. Es geht dabei um die Pinpaare 1/2 und 3/6. In der anderen Konfiguration werden die freien Pinpaare 4/5 für die positive sowie 7/8 für die negative Versorgungsspannung benutzt. Die in den Powered Devices ankommenden 48 V werden in DC/DC-Wandlern in die entsprechenden Versorgungsspannungen konvertiert.

RJ-45-Buchse 
   für PoE/PoE+, Foto: Leoni

RJ-45-Buchse für PoE/PoE+, Foto: Leoni

PoE+ und PoE++, die leistungsstärkeren Versionen

In einer leistungsstärkeren Version PoE+ (PoEPlus), die von der Arbeitsgruppe 802.3at standardisiert wurde, wurde die Entnahmeleistung auf 12,95 W ( Class 3) bzw. 25,5 W (Class 4) erhöht. Die IEEE-Arbeitsgruppe 802.3bt hat mit PoE++ ein leistungsstärkeres PoE-Verfahren entwickelt, das auf vier Adernpaaren basiert und mit dem Leistungen von 40 W, 51 W, 62 W und 72 W an der Powered Device (PD) zur Verfügung stehen. Dieses Verfahren wurde von der Arbeitsgruppe IEEE 802.3bt standardisiert und ist auch als 4 Pair Power over Ethernet (4PPoE) bekannt. Eingesetzt wird es u.a. in 1000Base-T und 10GBase-T. Mit PoE++ können leistungsstärkere Anwendungen, wie Beleuchtungen oder Großbildschirme über 100 m versorgt werden.

Weitere PoE-Verfahren

Die verschiedenen PoE-Varianten

Die verschiedenen PoE-Varianten

Verschiedene Hersteller haben eigene, proprietäre Verfahren entwickelt und bieten PoE+-Geräte mit einer Entnahmeleistung von 60 W und mehr an. Diese Werte sind aber nicht von IEEE 802.3 standardisiert. Die Spezifikationen werden vom PoE Technology Consortium (PoETec) erarbeitet.

Darüber hinaus gibt es weitere proprietäre Lösungen mit hoher Leistungsübertragung. In diesem Zusammenhang ist Universal Power over Ethernet (UPoE) von Cisco zu nennen, das für 60 W ausgelegt ist und die beiden Pinkonzepte von PoE und PoE+ kombiniert, und HDBaseT, ebenfalls ein 4-paariges Konzept wie 4PPoE mit einer Leistung von 96 W. Desweiteren befasst sich 802.3bu im Rahmen von 100Base-T1 und 1000Base-T1 mit dem Thema Power over Data Lines (PoDL).

Informationen zum Artikel
Deutsch: PoE-Architektur
Englisch: power over Ethernet - PoE
Veröffentlicht: 30.01.2020
Wörter: 586
Tags: #Ethernet
Links: 1000Base-T, 1000Base-T1, 100Base-T1, 10GBase-T, 4PPoE (4 pair power over Ethernet)