Самые существенные различия между современным PoE и PoE прошлых лет заключаются в ограничениях мощности и скорости передачи данных. Новейшие технологии и стандарты повышают предельные значения мощности для источников питания (PSE) и устройств с питанием (PD) до 90 Вт и 71 Вт соответственно, а поддерживаемая скорость передачи данных может достигать 10 Гбит/с.
Раньше PoE требовал всего 15,4 Вт на источнике питания, чего было достаточно для большинства IP-телефонов и точек доступа 802.11a/b/g. Следовательно, когда в 2009 году был опубликован стандарт IEEE 802.3at, Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) указал 30 Вт на источнике PoE.
Следуя этим первоначальным решениям и одновременно с работой IEEE над новейшими технологиями и стандартами, были предприняты параллельные усилия по увеличению мощности, подаваемой на устройства с питанием. Эти усилия начались со стандарта IEEE 802.3af-2003 PoE, который обеспечивал до 15,4 Вт выходной мощности для каждого устройства по двум парам кабелей категории 5e (Cat5e). Следующим шагом стал стандарт IEEE 802.3at-2009, также известный как PoE+, который представил PSE/PD «типа 2», поддерживающий выходную мощность 30 Вт и мощность зарядки 25,5 Вт. После этого альянс HDBaseT стандартизировал протокол HDBaseT, который расширяет возможности HDMI-соединения до 100 мА по кабелям Cat5e или более высоким стандартам. Наконец, в 2011 году альянс HDBaseT создал стандарт Power over HDBaseT (PoH), который расширяет максимальную мощность, передаваемую по четырем парам кабелей, до 95 Вт.
Сегодня все большее разнообразие устройств распределения питания (PD) требует еще большей мощности, чем могут обеспечить предыдущие стандарты. Для удовлетворения этих потребностей новый стандарт IEEE 802.3bt, ратифицированный в сентябре 2018 года, использует все четыре пары структурированных кабелей и расширяет информацию о номинальной мощности, обмениваемую во время первоначальных переговоров, что позволяет значительно расширить возможности управления питанием. Это дает возможность поддерживать несколько классов PoE, обеспечивая при этом обратную совместимость.
Помимо возможности достижения входной мощности PD до 95 Вт при известной длине канала, современный стандарт IEEE 802.3bt добавляет и другие важные новые возможности. 
Рис. 1: Входная мощность фотодиодов может достигать 60 Вт для фотодиодов типа 3 и до 90 Вт для фотодиодов типа 4 при условии, что известна длина канала.
Введены два новых типа PSE/PD (Personal Deployment Service) 3 и 4, а также возможность работы с четырьмя парами. Стандарт также поддерживает конструкции PD с одной и двумя подписями и добавляет классы с 5 по 8 для улучшения процесса взаимной идентификации. Добавлена функция автоматического определения класса, а IEEE 802.3bt также поддерживает низкое энергопотребление в режиме ожидания, а также 10GBASE-T с PoE. В следующей таблице приведены новые возможности PoE, предоставляемые утвержденным стандартом IEEE 802.3bt.
(Рис. 1)
В соответствии со стандартом IEEE 802.3bt, мощность на порт не может превышать 100 Вт, что обеспечивает соответствие требованиям безопасности по ограниченному источнику питания и сверхнизкому напряжению (SELV) стандарта ISO/IEC 60950. Этот уровень мощности остается подходящим для приложений, которые ранее не поддерживались более ранними стандартами IEEE, открывая возможности для более широкого спектра развертывания портов PoE.
Наконец, текущая спецификация IEEE 802.3bt отличается от предыдущих стандартов PoE тем, что гарантирует автоматическую работу устаревших устройств типа 1 и типа 2 с системой IEEE 802.3bt. Это справедливо до тех пор, пока PSE и PD совместимы со стандартом и PSE обладает необходимой мощностью. Если PD требуется максимальная мощность, предлагаемая IEEE 802.3bt, а PSE (т.е. PSE IEEE 802.3af/at) не может ее обеспечить, PD либо останется выключенным, либо включится, но будет использовать только мощность, доступную от PSE.
В качестве примера работы этой системы компания Microchip предлагает чипсет PSE, позволяющий коммутаторам, не соответствующим стандарту IEEE, взаимодействовать с новыми продуктами, совместимыми со стандартом IEEE 802.3bt-2018. Он основан на предыдущем чипсете PSE компании и реализует широко распространенный стандарт питания PoH мощностью 95 Вт для четырех пар проводников, а также является основой для инжекторов PoE и промежуточных модулей, совместимых со стандартом IEEE 802.3bt-2018, которые устанавливаются между устройствами DP и существующим коммутатором. Эти системы решают проблему совместимости для пользователей, позволяя им питать любое сочетание устройств PD, не соответствующих стандарту IEEE 802.3bt-2018. Благодаря возможности выбора одно- или многопортовых вариантов, коммутаторы, совместимые со стандартом IEEE 802.3bt, могут использоваться для питания устройств PD, не соответствующих стандарту IEEE 802.3bt.
Современные чипсеты PoE предоставляют разработчикам систем возможность создавать одноплатные конструкции, включающие системы с двумя и четырьмя парами портов, необходимые для поддержки PoE до стандарта, а также новейшие функции, соответствующие стандарту IEEE 802.3bt-2018. Эти чипсеты равномерно распределяют тепло по всей системе и включают в себя необходимые функции управления и контроллера для создания устройств PSE, способных выдавать от 90 до 99,9 Вт мощности на порт. Одновременно эти устройства могут поддерживать до 48 портов для приложений IEEE 802.3bt Type 3 (классы 1-6) и Type 4 (классы 7-8), требуя лишь обновления программного обеспечения для перехода с предыдущих стандартов на IEEE 802.3bt.
Еще одно отличие решений PoE прошлого от настоящего заключается в их способности защищать силовые устройства (PD) от обратной полярности, одновременно уменьшая занимаемую площадь источника питания и затраты, связанные с подачей питания по стандарту IEEE 802.3bt Type 4 Class 8. Это достигается за счет использования полномостовых выпрямителей на питаемой стороне PoE-соединения.
За почти два десятилетия с момента ратификации первых стандартов PoE было достигнуто многое. Ожидается, что текущий уровень PoE в 90 Вт, передаваемый по четырем парам кабелей Cat5e и выше, станет максимальным, определенным IEEE. Общепринято, что более высокие уровни могут быть небезопасны для существующей кабельной и соединительной инфраструктуры. Стандарт IEEE 802.3bt заменит все существующие достандартные решения, предлагающие 60 Вт/75 Вт/95 Вт, включая те, которые поддерживают UPOE или 4-парное PoE. По мере того, как эти поставщики продвигаются вперед со своими планами развития продукции, они могут быть уверены, что при надлежащей реализации их стандартные устройства питания (PD) и новые устройства питания, соответствующие стандарту IEEE® 802.3bt-2018, могут сосуществовать в одной и той же инфраструктуре Ethernet без необходимости внесения каких-либо изменений в существующие коммутаторы или кабельную систему.
Автор: Галит Мендельсон, директор по маркетингу и развитию бизнеса Технология микрочипов
Контакт:
Келли Поффенбергер, Magnet PR Group,
Редактор:
Билл Вонг,
