Power over Ethernet: differenze tra le versioni
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'''Power over Ethernet''' o '''PoE''' (suo [[acronimo]]) è una tecnica che, mediante [[alimentazione phantom]], permette di alimentare
Se l'hardware di rete prevede [[Router|apparecchiature di smistamento]] o [[Switch|concentrazione]], l'alimentazione dovrà passare anche attraverso queste per alimentarle e/o per alimentare i terminali.
Lo [[IEEE]] ha definito le regole per '''PoE''' con la norma denominata IEEE 802.3af (limitata a 15,4 W per porta) e, successivamente, 802.3at (aumentando la potenza a 30 W per porta) anche conosciuta come PoE+.
==Principio di funzionamento==
{{C|Le problematiche di seguito elencate si riferiscono al trasporto di correnti alternate. L'effetto pelle si ha solo su correnti alternate e lo standard PoE prevede correnti continue (DC).|Informatica|Maggio 2015}}
Il principio di funzionamento base è molto semplice, anche se le problematiche da affrontare per la trasmissione di alimentazione su una linea dati sono più di una: si tratta di adattare l'alimentazione secondo le specifiche del cavo utilizzato e lasciare all'apparecchiatura utilizzatrice il compito di riadattarle secondo le proprie necessità.
Le problematiche principali sono le seguenti:
* una linea dati sicuramente non è congeniale alla trasmissione di forti correnti, anzi spesso
* in secondo luogo, anche se si preferisce non superare
<!-- ==
{| class="wikitable"
|+Comparazione delle varie versioni
|-
!
! 802.3af {{Tutto attaccato|(802.3at Type 1)}} "PoE"
! {{Tutto attaccato|802.3at Type 2}} "PoE+"
! {{Tutto attaccato|802.3bt Type 3}} "4PPoE"<ref name="802.3bt_0514">{{cita web|url=http://www.ieee802.org/3/bt/public/may14/abramson_01_0514.pdf |titolo=Base Line Text for IEEE 802.3 BT |autore1=Koussalya Balasubramanian |autore2=David Abramson |data=maggio 2014 |accesso=2 aprile 2017 |dataarchivio=2 aprile 2017 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20170402082938/http://www.ieee802.org/3/bt/public/may14/abramson_01_0514.pdf |urlmorto= }}</ref>/"PoE++"
! {{Tutto attaccato|802.3bt Type 4}} "4PPoE"/"PoE++"
|-
| Power available at PD<ref group=note>Most [[Switched-mode power supply|switched-mode power supplies]] within the powered device will lose another 10 to 25% of the available power to heat.</ref>
| {{Tutto attaccato|12.95 W}}
| {{Tutto attaccato|25.50 W}}
| {{Tutto attaccato|51 W}}
| {{Tutto attaccato|71 W}}
|-
| Maximum power delivered by PSE
| {{Tutto attaccato|15.40 W}}
| {{Tutto attaccato|30.0 W}}
| {{Tutto attaccato|60 W}}
| {{Tutto attaccato|100 W}}<ref group=note>ISO/IEC 60950 Safety Extra Low Voltage (SELV) standard limits power to 100 W per port (similar to US NEC class 2 circuit).</ref>
|-
| Voltage range (at PSE)
| {{Tutto attaccato|44.0–57.0 V}}<ref name="Table 33.11">IEEE 802.3at-2009 Table 33-11</ref>
| {{Tutto attaccato|50.0–57.0 V}}<ref name="Table 33.11"/>
| {{Tutto attaccato|50.0–57.0 V}}
| {{Tutto attaccato|52.0–57.0 V}}
|-
| Voltage range (at PD)
| {{Tutto attaccato|37.0–57.0 V}}<ref name="Table 33.18">IEEE 802.3at-2009 Table 33-18</ref>
| {{Tutto attaccato|42.5–57.0 V}}<ref name="Table 33.18"/>
| {{Tutto attaccato|42.5–57.0 V}}<ref name="Table 145-1">IEEE 802.3bt Table 145-1</ref>
| {{Tutto attaccato|41.1–57.0 V}}
|-
| Maximum current I<sub>max</sub>
| {{Tutto attaccato|350 mA}}<ref name="table 33-1">IEEE 802.3at-2009 Table 33-1</ref>
| {{Tutto attaccato|600 mA}}<ref name="table 33-1"/>
| {{Tutto attaccato|600 mA}} per pair<ref name="Table 145-1" />
| {{Tutto attaccato|960 mA}} per pair<ref name="Table 145-1" />
|-
| Maximum cable resistance per pairset
| {{Tutto attaccato|20 Ω}}<ref name="33.1.4">IEEE 802.3at-2009 ''33.1.4 Type 1 and Type 2 system parameters''</ref> ([[Category 3 cable|Category 3]])
| {{Tutto attaccato|12.5 Ω}}<ref name="33.1.4" /> ([[Category 5 cable|Category 5]])
| {{Tutto attaccato|12.5 Ω}}<ref name="Table 145-1" />
| {{Tutto attaccato|12.5 Ω}}<ref name="Table 145-1" />
|-
| Power management
| Three power class levels (1-3) negotiated by signature
| Four power class levels (1-4) negotiated by signature or {{Tutto attaccato|0.1 W}} steps negotiated by LLDP
| Six power class levels (1-6) negotiated by signature or {{Tutto attaccato|0.1 W}} steps negotiated by LLDP<ref>IEEE 802.3bt ''145.3.1 PD Type definitions''</ref>
| Eight power class levels (1-8) negotiated by signature or {{Tutto attaccato|0.1 W}} steps negotiated by LLDP
|-
| Derating of maximum cable ambient operating temperature
| None
| {{converti|5|C-change|sigfig=1}} with one mode (two pairs) active
| {{converti|10|C-change|sigfig=1}} with more than half of bundled cables pairs at I<sub>max</sub><ref name="bt_temp">IEEE 802.3bt ''145.1.3.1 Cabling requirements''</ref>
| {{converti|10|C-change|sigfig=1}} with temperature planning required
|-
| Supported cabling
| Category 3 and Category 5<ref name="33.1.1c"/>
| Category 5<ref name="33.1.1c"/><ref group=note>More stringent cable specification allows assumption of more current carrying capacity and lower resistance (20.0 Ω for Category 3 versus 12.5 Ω for Category 5).</ref>
| Category 5
| Category 5
|-
| Supported modes
| Mode A (endspan), Mode B (midspan)
| Mode A, Mode B
| Mode A, Mode B, 4-pair Mode
| 4-pair Mode Mandatory
|}
-->
== Terminologia ==
=== Power sourcing equipment ===
L''''alimentatore PoE''' ''(Power sourcing equipment, PSE)'' è ogni dispositivo che fornisce tramite cavo Ethernet la corrente e la tensione adatte al funzionamento di altri dispositivi PoE. Questo dispositivo può essere:
* uno switch di rete prossimo ai dispositivi da alimentare, comunemente detto ''endspan'' (nelle specifiche dello standard IEEE 802.3af viene chiamato terminale, ''endpoint'');
* un dispositivo interposto tra uno switch o un hub non PoE e i dispositivi PoE da alimentare: un ''PoE injector'', detto ''midspan''.
Spesso il PSE deve prendere decisioni e in tal caso può essere relativamente complicato e prevedere addirittura una logica a [[microprocessore]].
Dato che ogni produttore sceglie per i suoi dispositivi la tensione di alimentazione che preferisce, lo standard PoE prevede che il PSE eroghi una tensione nominale di '''48 Volt''', che può oscillare tra i '''37 ed i 57 Volt''': sarà poi compito di ogni PD trasformare questa tensione in quella a lui necessaria (di solito con convertitori DC/DC).
Per quanto riguarda la corrente, lo standard IEEE prevede una massima corrente di '''400 mA''' (con un picco massimo di 450 mA - di solito il picco si verifica all'avvio del dispositivo): perciò, ogni PD potrà assorbire dal suo PSE al massimo 400 mA (450 mA all'avvio). Un PSE ben progettato interromperà l'alimentazione quando la corrente richiesta supera i 450 mA, come forma di protezione per evitare danni al PSE se il PD ha qualche malfunzionamento, oppure se c'è un corto circuito sul cavo.
=== Powered device ===
Un ''powered device'' (PD) è ogni apparato alimentato tramite PoE, che consuma energia. Esempi ne sono i [[Access point|punti di accesso wireless]], i [[Voice over IP|telefoni VoIP]], le [[Telecamera IP|telecamere IP]].
Molti PD hanno un connettore ausiliario di alimentazione per un alimentatore esterno opzionale. A seconda di come è progettato, tramite l'ingresso ausiliario è possibile fornire l'alimentazione direttamente al dispositivo in parte, per intero o per niente, facendo così agire il connettore ausiliario come alimentazione di [[backup]] in caso di interruzione dell'alimentazione fornita dalla PoE.
Secondo le norme 802.3af, la massima potenza che può essere fornita a un PD è circa 15,4 W.
Poiché i dispositivi non sono tutti uguali, vengono divisi in cinque '''classi''', di cui ognuna indica di quanta potenza il dispositivo necessita per funzionare:
{| class="wikitable"
|'''Classe'''
|'''Range potenza (Watt)'''
|-
|0 (predefinita)
|0,44 - 12,95
|-
|1
|0,44 - 3,84
|-
|2
|3,84 - 6,49
|-
|3
|6,49 - 12,95
|-
|4
|Riservata
|}
Le potenze indicate in tabella sono quelle disponibili al PD, non quelle erogate dal PSE.
In altre parole, se l'access point ha bisogno di 10 W, lo switch dovrà erogare più di 10 W perché devono essere considerate le perdite del cavo. Ciascuna classe ha un valore minimo e uno massimo di potenza: il primo indica qual è la potenza a riposo del dispositivo, ovvero la minima potenza che il PSE deve fornire affinché il dispositivo resti acceso, e il secondo indica la massima potenza assorbibile dal PD.
== IEEE 802.3af ==
{{C|Stile di scrittura non enciclopedico, mancanza di fonti certe e dati non ben referenziati|informatica|ottobre 2010}}
Il '''PSE''' o '''[[Alimentatore elettrico|alimentatore]]''' è l'apparecchiatura che fornisce la corrente e la tensione adatte al funzionamento del PD. Il PSE può essere integrato nelle apparecchiature che distribuiscono le linee dati '''Collegamento Endpoint''' o può essere inserito nella linea stessa tramite un iniettore '''Collegamento Midspan'''.
Seguendo le indicazioni della norma [[IEEE 802.3]], il PD in '''PoE''' può essere
[[File:PoweredDevice.gif|center|700px]]
===
Il primo blocco si rende necessario per evitare che un [[cavo ethernet incrociato]] oppure cablato male danneggi i dispositivi collegati o comprometta il funzionamento del sistema.<ref>[http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.3-2008_section1.pdf IEEE Standard Association - IEEE Get Program<!-- Titolo generato automaticamente -->]</ref>
Le indicazioni della norma per questo blocco sono semplici: il PD deve poter operare correttamente anche con polarità invertita. Generalmente il primo blocco è costituito da un semplice [[Raddrizzatore#Raddrizzatore a ponte di diodi|raddrizzatore a ponte]].
=== Secondo blocco ===
Il PD deve inoltre lavorare agevolmente
Per questa valutazione è stato introdotto il secondo blocco
{| class="wikitable"
Riga 68 ⟶ 187:
=== Terzo blocco ===
Il terzo blocco è stato introdotto per far operare l'utilizzatore solo a
=== Quarto blocco ===
Infine il quarto blocco
Per quanto riguarda la
=== Connessioni ===
[[
Nella connessione [[Ethernet]] il cavo generalmente utilizzato contiene quattro coppie collegate al connettore [[RJ-45]]; nelle reti a 10 Mbit/s e 100 Mbit/s sono utilizzate solo due delle coppie per la trasmissione dati, la prima collegata ai pin 1 e 2, la seconda ai pin 3 e 6; nelle reti a 1 Gbit/s tutte le coppie sono usate per la trasmissione dati. Quindi nelle reti a 10 Mbit e a 100 Mbit sono quindi possibili tre tipi di connessione:
* nel primo si utilizzano le coppie a disposizione, quelle non utilizzate per la trasmissione dati, secondo lo schema definito dalle 802.3 '''Midspan PSE''', in questa alternativa l'alimentazione è fornita in una interruzione del cavo;
* nel secondo si utilizzano sempre le coppie a disposizione, secondo lo schema definito dalle 802.3 '''Endpoint PSE - alternativa B''', in questa alternativa è il dispositivo di distribuzione [[switch]] che fornisce l'alimentazione;
* nel terzo si utilizzano le stesse linee dati, questo tipo di iniezione può essere effettuata esclusivamente dal dispositivo di distribuzione [[switch]] e deve essere opportunamente predisposto poiché come si vede nello schema definito dalle 802.3 '''Endpoint PSE - alternativa A''' il collegamento avviene attraverso la presa centrale del [[trasformatore d'impulsi]].
Questa ultima alternativa è ovviamente l'unica possibile per le reti 1 Gbit che utilizzano tutte le coppie per la trasmissione dei dati.
Nello schema sembra che entrambi i conduttori della coppia siano cortocircuitati, invece in tutti i casi citati in precedenza nel PSE ogni conduttore è collegato a un piccolo [[Alimentatore elettrico#Alimentatori parallelabili|alimentatore parallelabile]] (parallelato nel PD). Questo significa che la corrente totale viene erogata in parti uguali su ogni conduttore o su ogni coppia nel caso di iniezione sulla linea dati.
== Schemi ==
<gallery>
</gallery>
Riga 103 ⟶ 218:
== Voci correlate ==
* [[Ethernet]]
== Altri progetti ==
{{interprogetto}}
== Collegamenti esterni ==
*
*
*
{{Ethernet}}
{{Norme IEEE}}
{{Portale|informatica|telematica}}
[[Categoria:Hardware di rete]]
[[Categoria:Standard IEEE]]
[[
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