So funktioniert Power over Ethernet (PoE)  

So funktioniert Power over Ethernet (PoE)

Stromversorgung über das Netzwerkkabel – Power over Ethernet bietet viele Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten. Hier erfahren Sie, wie die Technik funktioniert, welche Voraussetzungen erfüllt werden müssen und welche gängigen Anwendungen es gibt.

Hintergründe von PoE

Mit „Power over Ethernet“ ist die Stromversorgung von verschiedenen netzwerkfähigen Geräten über das LAN-Kabel gemeint. Dabei übernimmt das Kabel sozusagen nicht nur die Versorgung mit Daten, sondern auch mit Energie.

Der Vorteil dieser Technik liegt auf der Hand: Man kann das Stromkabel einsparen. Das wiederum vermeidet Kabelsalat, spart auf engem Raum Platz und meist auch Installationskosten.

Wichtige Voraussetzungen für Power over Ethernet

Damit ein Gerät Strom über das Datennetz beziehen kann, muss neben Daten zusätzlich Strom in die Datenleitung eingespeist werden – idealerweise im Netzwerkverteiler. So eignet sich dieses Verfahren vor allem für IP-Telefone, Switche, WLAN-Access-Points oder Überwachungskameras.

Ein weiterer Punkt, der vor der Installation bedacht werden muss, ist die zusätzliche Erwärmung des Kabels. Je mehr Strom durch das LAN-Kabel fließt, umso mehr Wärme wird durch den Widerstand erzeugt. Dies beeinträchtigt jedoch die Datenübertragung. Deshalb sollte im Vorfeld geklärt werden, welcher Belastung das Kabel standhalten muss und wie die Wärme des Kabels abfließen kann.

Zudem kann das LAN-Kabel nicht beliebig lang sein, denn bei längeren Leitungen kommt es zum Spannungsabfall. Deshalb muss beim Kauf des Kabels schon auf den Aderquerschnitt geachtet werden, der nicht über einem AWG-Wert von 24 liegen sollte (CAT5).

Näheres zur Technik

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Strom über Ethernet-Kabel zu übertragen:

In einem typischen CAT5-Kabel werden nur zwei der vier Signalpaare genutzt. Mode B belegt die beiden ungenutzten Paare mit der Datenübertragung. Mode A transportiert die Daten auf denselben Aderpaaren wie 10/100 MBit/s Ethernet, ähnlich wie bei der Phantomspeisung von Transistor-Mikrofonen über entkoppelte gleichspannungsfreie Datenleitungen.

Bei Gigabit-Ethernet und schneller werden alle vier Paare für die Datenübertragung benötigt. In diesem Falle leiten beide Alternativen Strom über Leitungspaare, die auch für den Datentransfer benötigt werden.

Standards

Zusätzlich stehen folgende Standards zur Verfügung:

Der IEEE 802.3af-2003-Standard versorgt Geräte mit bis zu 15,4 W (min. 44 V und 350 mA) auf jedem Port. Jedoch sind nur 12,95 W garantiert, denn ein gewisser Anteil geht bei der Übertragung verloren.

Der neuere IEEE 802.3at-2009-Standard (auch bekannt als PoE+) bietet bis zu 25,5 W. Dieser Standard verbietet die Stromübertragung über alle vier Signalpaare.

Ein weiterer Standard, der vor allem im industriellen Umfeld wie zum Beispiel in Fahrzeugen oder Produktionsmaschinen wichtig ist, ist IEEE 802.3bu (PoDL) für einpaarige Leitungen. Hier gibt es zehn Stufen von 5 bis 50 W.

Eine neue Weiterentwicklung, der IEEE 802.3bt-Standard (4PPoE oder PoE++) soll noch größere Kapazitäten für die Stromversorgung bereitstellen: bis zu 55 W (Level 3) und 100 W (Level 4). Damit müsste jedes Leitungspaar eine Spannung von bis zu 600, beziehungsweise 960 mA aushalten. So könnte ein ganzer Arbeitsplatz mit Rechner, Bildschirm und Telefon über das LAN-Kabel versorgt werden. Die Einführung ist für 2018 geplant.

Leistungsklassen

Je Einsatzgebiet und zu versorgendem Gerät können verschiedene Leistungsklassen gewählt werden. Einen Überblick gibt diese Tabelle:

Standard
KlasseKlassifikationsstromMax. Speiseleistung (PSE)Max. Entnahmeleistung (PD) Ethernet Typ
IEEE 802.3af
00-4 mA15,4 W0,44-12,95 W10/100 Base-T
IEEE 802.3af
19-12 mA4,0 W0,44-3,84 W10/100 Base-T
IEEE 802.3af
217-20 mA7,0 W3,84-6,49 W10/100 Base-T
IEEE 802.3af
326-30 mA15,4 W6,49-12,95 W10/100 Base-T
IEEE 802.3at436-44 mA25,5 W12,95-21,90 W10/100 Base-T

Einsatzgebiete

Die Einsatzgebiete des Standards sind vielfältig und reichen über Produkte für den Privatbereich über Büro-Ausstattung bis hin zu industrieller Verwendung. Am bekanntesten sind wohl VoIP-Telefone oder IP-Kameras. Gerade für WLAN-Access-Points, Netzwerk-Router, VoIP-Telefone, Netzwerk-Switches oder IP-Kameras bietet sich die PoE-Technik an.

Besonders interessant ist die Technik zukünftig für das Smart Home oder Smart Office, etwa bei der intelligenten Steuerung von Licht oder in LED-Schaltern.

Im industriellen Umfeld kann die Technik zum Beispiel für Sensoren, Zähler oder Controller benutzt werden.

 

Titelbild: fotolia/zariam74

 

Eine Antwort zu “So funktioniert Power over Ethernet (PoE)”

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