Power over ethernet (PoE): ecco come si alimenteranno i nuovi dispositivi

Power over ethernet (conosciuta anche come PoE) è una tecnologia che trasmette energia elettrica tramite un cavo Ethernet a doppini intrecciati ai dispositivi alimentati (PD), come punti di accesso wireless, telecamere IP e telefoni VoIP insieme ai dati che il cavo trasporta.

Per esempio, la PoE consente ad un cavo RJ45 di fornire sia l’alimentazione elettrica sia la connessione dati ai dispositivi PD anziché disporre di un cavo separato per ciascuno.

Con lo sviluppo della tecnologia PoE, la quantità di energia che può essere inviata tramite il cavo Ethernet è aumentata. Gli switch e gli iniettori conformi IEEE possono erogare ovunque da 12 ad oltre 70 Watt di potenza per porta.

I nuovi dispositivi alimentati dalla PoE: funzionamento

• PD (o dispositivo alimentato): qualsiasi dispositivo di rete alimentato dalla Power over ethernet viene definito PD o dispositivo alimentato. I punti di accesso wireless, le telecamere di sicurezza IP e i telefoni VoIP sono gli esempi più comuni. L’ascesa del più potente standard IEEE 802.3bt ha spianato la strada ad applicazioni più affamate di energia, come l’illuminazione a LED PoE e le telecamere di rete PoE HD ad alta velocità per esterni con controllo del clima.
• PSE (o apparecchiature di alimentazione elettrica): i dispositivi PSE inviano l’alimentazione e i dati, tramite il cavo Ethernet, ad un dispositivo PD collegato. Tutte le apparecchiature PSE sono classificate come midspan o endpan.
• Endpan: chiamato anche endpoint, il tipico endpan è uno switch di rete PoE. Poiché lo switch stesso può alimentare i dispositivi collegati, non è necessaria una fonte di alimentazione aggiuntiva tra lo switch PoE (PSE) e il dispositivo Edge PoE collegato (PD).
• Mindspan: se si deve usare uno switch di rete non abilitato per PoE con un dispositivo PoE, è necessaria una fonte di alimentazione che aggiunga energia alla connessione. Questo dispositivo è posizionato (nel centro) tra lo switch di rete non PoE e il dispositivo PoE. Un tipo molto comune di un mindspan PoE è un iniettore PoE.

Quali sono i vantaggi del Power over ethernet?

La tecnologia PoE offre numerosi vantaggi. Innanzitutto la consegna di dati e l’alimentazione tramite un cavo Ethernet standard elimina la necessità di alimentatori e di prese CA/CC per fornire energia elettrica alle apparecchiature PD.

Ciò riduce i costi di aggiunta o di installazione di apparecchiature PD compatibili poiché non c’è più bisogno di chiamare un elettricista per aggiungere energia supplementare se non è possibile installare i tuoi nuovi dispositivi PD.

Inoltre il normale cavo Ethernet è piuttosto economico e, normalmente, lo si trova già installato.

In secondo luogo, con la tecnologia PoE in generale, ci sono meno punti di errore.

È sufficiente infatti collegare il proprio interruttore PoE, o iniettore PoE, ad un gruppo di continuità (UPS) e ai proprio dispositivi alimentati per avere una fornitura costante di energia, che risulta importante per i dispositivi periferici PoE critici.

Da ultimo, ma non meno importante, le installazioni PoE che utilizzano switch PoE gestiti, offrono la possibilità di riavviare in remoto i dispositivi PoE collegati.

Ciò può essere fatto manualmente, automaticamente o in base ad una pianificazione. I moderni switch PoE sono dotati di funzionalità watchdog, che permette di interrompere l’alimentazione dei dispositivi offline e di rifornirli quando si riavviano.

Questa funzione aiuta a ridurre notevolmente i tempi di inattività dei dispositivi collegati.

La tecnologia PoE è sicura da usare oppure può danneggiare la mia attrezzatura?

La tecnologia PoE conforme a IEEE 802.3af / at / bt è sicura. Gli iniettori e gli interruttori PoE non danneggiano alcuna apparecchiatura, anche se quest’ultima non è progettata per le applicazioni PoE.

Prima di inviare corrente ad un PD collegato, il PSE avvia una procedura di handshake che stabilisce quanta potenza richiede il dispositivo collegato. Questa procedura utilizza bassa tensione ed è innocua per qualsiasi dispositivo collegato, PoE o non PoE.

Se l’handshake viene completata, l’iniettore o l’interruttore PoE inizia ad inviare energia, che a sua volta avvia il PD. Se invece l’handshake, per qualsiasi motivo, non viene completata, il PSE non invia alcuna energia elettrica.

Ed è proprio questa funzionalità integrata di tutti i dispositivi conformi allo standard IEEE 802.3af / at / bt che rende la tecnologia PoE intrinsecamente sicura.

Che tipo di cavo di rete posso usare?

Gli switch e gli iniettori PoE si basano sulle regole definite dal gruppo di lavoro IEEE 802.3, pertanto non è richiesto alcun tipo di cablaggio speciale.

Tieni però presente che le connessioni ultra-PoE richiedono un cablaggio di rete a 8 pin.

Quasi tutti i cavi sono a 8 pin, ma esiste anche un cavo, decisamente più economico, da 4 pin.

Poiché questi cavi possono essere utilizzati solo per le connessioni Fast Ethernet, sono diventati sempre più rari.

Posso usare il cavo CCA?

Ci sono alcune (false) informazioni sugli svantaggi di questo tipo di cavo. Il cavo in alluminio rivestito in rame (CCA) utilizza un nucleo in alluminio ed è ricoperto da rame.

Contrasta con un normale cavo di rete, che ha un nucleo formato al 100% da rame.

Detto in parole povere, l’alluminio non è un buon conduttore elettrico, perché ha un valore di resistenza CC più elevato rispetto al rame, quindi viene persa più energia, che viene dissipata sotto forma di calore (e peggiora solo di più la connessione del cavo).

Il maggiore calore e la maggiore perdita di potenza sul cavo sono entrambi due grandi problemi per le applicazioni PoE, quindi non è consigliabile usare questi cavi con iniettori o switch PoE.

Per le applicazioni di reti standard, i cavi CCA di solito svolgono bene il loro lavoro e costano di meno rispetto ai cavi in rame.

In conclusione quindi, per poter usare le applicazioni PoE, è necessario richiedere al proprio fornitore un cavo formato dal 100% di rame.

Come collego i dispositivi PoE che si trovano a più di 100 metri di distanza?

La distanza di connessione può essere estesa usando l’appropriato estensore PoE o ripetitore PoE. Un extender PoE in genere viene installato sulla linea tra PSE e PD. Ogni lato della distanza di connessione può essere di 100 metri.

Alcuni extender PoE consentono di collegare in cascata più unità, spingendo la distanza totale di connessione di oltre 500 metri.

Come funziona un extender PoE?

Un extender PoE riceve energia e dati dal PSE a cui è collegato. Utilizza un po’ di quella potenza per funzionare da solo e passa la potenza rimanente al successivo dispositivo PoE.

Un extender PoE Gigabit in genere usa da 4 a 5 Watt. Se lo si collega ad un PSE IEEE 802.3at capace di fornire circa 25 Watt di potenza, saranno disponibili circa 21 Watt per il dispositivo PoE collegato.

Se estendi un PoE in cascata, perderai da 4 a 5 Watt per ciascun extender, quindi avresti circa 15 Watt per il PD successivo, 10 Watt per il PD dopo e così via.

Cos’altro bisogna tenere a mente sugli extender PoE?

• Alcuni extender PoE possono essere utilizzati all’aperto, ma non tutti.
• Alcuni extender PoE possono essere anche concatenati, ma non tutti.
• Non tutti gli extender PoE supportano la velocità dei Gigabit.
• Alcuni solo solo Fast-Ethernet.
• Alcuni extender PoE hanno due uscite e permettono di collegare due PD al PSE ad una distanza di 200 metri.