Power over Ethernet (PoE) ist eine Technologie, die es ermöglicht, dass ein einziges Ethernet-Kabel gleichzeitig Daten und Strom überträgt. Mit PoE benötigen Geräte wie Wireless Access Points (WAP), IP-Kameras und VoIP-Telefone keine separaten Stromleitungen mehr, was die Verkabelungsanforderungen vereinfacht. Da das IoT-Zeitalter angebrochen ist, hat sich die Anwendung von PoE von frühen IP-Telefonen auf verschiedene Produkte wie IP-Lautsprecher, IP-Displays, Panel-PCs, intelligente Beleuchtung, IoT-Sensoren und mehr ausgeweitet. PoE wird jetzt weit verbreitet in Smart Homes, Smart Healthcare, Industrieautomation und Smart Cities verwendet.

Wie PoE die moderne Gerätebereitstellung vereinfacht

PoE-Technologie, die sowohl Strom als auch Daten über ein einziges Kabel überträgt, bietet mehrere Vorteile für die moderne Gerätebereitstellung:

• Wireless Access Points (WAPs): Eliminiert die Notwendigkeit separater Stromquellen und vereinfacht die Installation von drahtlosen Netzwerken.
• IP-Kameras: Ermöglicht eine flexiblere Installation von Überwachungssystemen, insbesondere in Bereichen, in denen Steckdosen schwer zu installieren sind.
• VoIP-Telefone: Übertragen sowohl Strom als auch Daten über ein einziges Kabel, reduzieren Kabelsalat und senken die Installationskosten.
• LED-Smart-Beleuchtung: Versorgt Strom und ermöglicht die Netzwerkkontrolle über Ethernet, wodurch effiziente Smart-Beleuchtungssysteme ermöglicht werden.

Vorteile von PoE

1. Kosteneinsparungen: PoE eliminiert die Notwendigkeit separater Stromleitungen, insbesondere bei Nachrüstprojekten, und senkt Installations- und Wartungskosten.
2. Flexibilität: Geräte können an Orten ohne Steckdosen installiert werden, was eine größere Freiheit bei der Bereitstellung bietet.
3. Sicherheit: PoE liefert Niedrigspannung und umfasst eingebaute Kurzschlussschutzmechanismen, die die Gerätesicherheit gewährleisten.
4. Skalierbarkeit: PoE lässt sich problemlos in bestehende Netzwerke integrieren, unterstützt die Fernverwaltung und verbessert die Flexibilität und Effizienz des Systems.

PoE-Marktentwicklungen

Mit dem wachsenden Bedarf an IoT-Geräten und Smart Buildings wächst der globale PoE-Markt schnell. Berichte zeigen, dass die Nachfrage nach PoE-Geräten in verschiedenen Branchen weiterhin steigt, mit erheblichem Wachstumspotenzial in der Zukunft.

PoE-Standards und -Spezifikationen

PoE-Technologie wird durch mehrere IEEE-Standards geregelt. Die wichtigsten sind:

• IEEE 802.3af (PoE): Liefert bis zu 15,4 W Leistung pro Gerät, wobei ca. 12,95 W zur Verfügung stehen.
• IEEE 802.3at (PoE+): Liefert bis zu 25,5 W Leistung.
• IEEE 802.3bt (PoE++): Liefert bis zu 60 W oder 100 W Leistung, geeignet für Geräte mit hohem Energiebedarf.

PoE-Standards

PoE-Klassifikation

Ausschnitt aus MITS Component & System Corp

PoE-Erkennungsmechanismus

Bevor Strom bereitgestellt wird, durchläuft das PoE-System einen dreistufigen Erkennungsprozess:

1. Erkennung: Das Power Sourcing Equipment (PSE) prüft, ob das Powered Device (PD) PoE-kompatibel ist, um zu verhindern, dass Strom an Nicht-PoE-Geräte geliefert wird.
2. Klassifizierung: Das System passt die Stromversorgung basierend auf den Stromanforderungen des Geräts an.
3. Erhaltung der Stromsignatur: Die Stromversorgung wird kontinuierlich überwacht, und das System stoppt die Stromversorgung, wenn Abnormalitäten festgestellt werden, um die Geräte zu schützen.

PoE-Architektur

PoE Power Sourcing Equipment (PSE) und Powered Device (PD)

Power Sourcing Equipment (PSE):

Ethernet-Kabel tragen von Natur aus keinen Strom, daher besteht die Hauptfunktion des PSE darin, Strom in das Kabel einzuspeisen. PSE-Geräte, die den IEEE-Standards entsprechen, verfügen auch über PoE-Erkennungsfunktionen, um sicherzustellen, dass Netzwerkgeräte sicher betrieben werden. PSE-Geräte werden in zwei Typen unterteilt:

1. Mid-span Geräte: Beispiele sind PoE-Injektoren und PoE-Adapter, die typischerweise Einzelportgeräte sind.
2. End-span Geräte: Beispiele sind PoE-Switches, die in der Regel Mehrportgeräte sind und sowohl Ethernet-Switching- als auch PoE-Stromversorgungsfunktionen integrieren.

Powered Device (PD):

Standard-RJ45-Schnittstellen-Geräte können keinen Strom direkt über Ethernet-Kabel empfangen. Wenn Geräte verwendet werden, die nicht den IEEE-Standards entsprechen, fehlt möglicherweise der Erkennungsmechanismus, was die Geräte beschädigen kann. PD-Geräte verbinden sich mit PoE auf zwei Hauptarten:

1. Integrierte PoE-Funktionalität: Geräte wie IP-Kameras, POS-Maschinen, Panel-PCs und IP-Lautsprecher können PoE-Module integrieren, um Strom und Daten über Ethernet zu übertragen. Wenn das Gerät über eine integrierte PoE PD-Funktionalität verfügt, kann es Strom direkt über die RJ45-Schnittstelle empfangen. Es ist jedoch wichtig sicherzustellen, dass das PSE ausreichend Strom bereitstellt.
2. Externer PoE-Splitter: Wenn das Gerät keine integrierte PoE-Funktionalität hat, kann ein externer PoE-Splitter verwendet werden. Dieser trennt den Strom und die Daten vom Ethernet-Kabel, sodass der DC-Strom zum Gerät geliefert wird, während das Ethernet-Kabel weiterhin Daten überträgt.

Fazit

PoE-Technologie vereinfacht die Gerätebereitstellung, indem sowohl Strom als auch Daten über ein einziges Kabel übertragen werden. Da sich die intelligenten Technologien weiterentwickeln, wird PoE eine zunehmend wichtige Rolle in zukünftigen Netzwerk- und IoT-Anwendungen spielen.