Power over Ethernet (PoE) nach IEEE 802.3af

Weg mit den Steckernetzteilen. Stromversorgung über das Netzwerkkabel.
Mirko Kulpa, 05.02.2005

Strom ohne Steckdose?

Der Standard IEEE 802.3af "Data Terminal Equipment (DTE) Power via Media Dependent Interface (MDI)" beschreibt ein Verfahren zur Stromversorgung von Geräten über das Netzwerkkabel. Umgangssprachlich wird diese Technik "Power over Ethernet (PoE)" bezeichnet.

Midspan Power Injectoren mit 6 und 12 Ports von PowerDsine

Power over Ethernet eignet sich zur Stromversorgung von Geräten wie VoIP-Telefonen, Wireless Access Point, Printservern und Webcams. Die ansonsten notwendigen Steckernetzteile können entfallen.

Terminologie

Die Spannungsquelle wird bei PoE als Power Sourcing Equipment (PSE) bezeichnet. Das PSE kann entweder ein Switch sein (Endspan) oder zwischen den Switch und das versorgte Gerät geschaltet werden. Das nennt sich dann "Midspan PSE". Das versorgte Gerät ist das Powered Device (PD). Wird das PSE aus einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) gespeist, stehen die angeschlossenen Endgeräte (z.B. Telefone) auch bei einem Stromausfall zur Verfügung.

Welcher Draht?

Eine Variante ist die Übertragung der Versorgungsspannung über die Adernpaare 4/5 und 7/8 des Twisted Pair-Kabels. Diese Adern sind normalerweise bei 10BaseT und 100BaseT nicht genutzt. Diese Art der Übertragung wird "Spare Pair" genannt.

Bei der Phantomspeisung erfolgt die Übertragung der Spannung über die auch für die Daten genutzten Adernpaare 1/2 und 3/6.

Single-Port Midspan Power Injector von 3Com

Ältere und noch nicht PoE-fähig Geräte können über sogenannte PoE-Splitter mit Strom versorgt werden. Der Splitter trennt vor dem Gerät Daten und Versorgungsspannung auf. Die Zuführung der Spannung erfolgt dann über den normalen Anschluss des Gerätes.

P=U*I

Power over Ethernet arbeitet mit Spannungen von bis zu 48 Volt. Dem Powered Device (PD) steht eine Spannung bis zu 45 Volt zur Verfügung. Die maximale Stromstärke beträgt 350 mA. Die maximale Leistungsaufnahme eines Verbrauchers ist auf 12,95 Watt begrenzt. Die Leistungsaufnahme ist in fünf Klassen eingeteilt.

Das PSE ermittelt die PoE-Fähigkeit des Verbrauchers durch Messung von Widerstand und Kapazität. Der Widerstand des PD muß zwischen 19 und 26,5 kOhm und die Kapazität unter 150 nF liegen. Wird eine dieser beiden Bedingungen nicht erfüllt, schaltet das PSE ab. Dieses Vorgehen wird als "Resistive Power Discovery" bezeichnet. Die Spannungsquelle muß bei PoE kurzschlußfest sein.

Passives PoE und Altlasten

Es gibt auch einfache Power Injektoren ohne Intellegenz. Diese Geräte speisen die Versorgungsspannung einfach in das Kabel ein. Eine Prüfung auf angeschlossene, kompatible Verbraucher erfolgt nicht. Gerade bei diesen Geräten ist Vorsicht geboten. Nicht jede Netzwerkkarte mag Spannungen bis zu 50 Volt.

Es gibt auch spezielle PoE-Dongle für Geräte die vor der Normierung von IEEE 802.3af gefertigt worden. Cisco, DLink und Apple haben beispielsweise Geräte produziert die nicht 802.3af-konform sind.

Ausblick

In Zukunft werden sicher immer mehr Komponenten mit PoE ausgerüstet werden. Allerdings sind die zur Verfügung stehenden 13 Watt für viele Anwendungen nicht ausreichend. Hier soll PoEplus Abhilfe schaffen. Cisco will mit Intelligent-Power-Management (IPM) das Leistungsmanagement optimieren. Dabei soll die benötigte Leistungsaufnahme es Verbrauchers genau ermittelt werden.

Weiterführende Informationen

Weiterführende Informationen finden Sie unter folgenden Links:

• Der Standard IEEE 802.3af [extern, englisch]
• Power over Ethernet Website [extern, englisch]