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Smarte Lichtlösungen

PoE für die LED-Beleuchtung

18. April 2019, 16:45 Uhr | Nicole Wörner

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Konfiguration einer PoE-Stromversorgung

An dem einen Ende eines PoE-Systems befindet sich üblicherweise ein Switch oder ein Hub. Am anderen Ende der Kabel befinden sich die Geräte, die sowohl Ethernet-Konnektivität als auch Strom benötigen. Jedes dieser Geräte wird als PD-Gerät (Powered Device) bezeichnet.

Für PoE wird die erforderliche Differenzspannung von 48 V über Power-Sourcing-Equipment (PSE) an das Ethernet-Kabel angelegt. Befindet sich das PSE im Ethernet-Switch oder -Hub, wird es gemäß IEEE-Standard als Endpunkt-PSE bezeichnet. Der IEEE-Standard nennt für das Endpunkt-PSE zwei alternative Konfigurationen, um im Kabel für einen Stromfluss zu sorgen. Bei Alternative A legt das PSE eine Differenzspannung zwischen den zwei verdrillten Leiterpaaren an, über die die Ethernet-Daten übertragen werden. Hierbei handelt es sich um die einzig mögliche Option, wenn ein CAT5-Kabel mit nur zwei geschirmten verdrillten Leiterpaaren verwendet wird. Bei Alternative B legt das PSE die Spannung zwischen den zwei Reservepaaren an. Diese Methode wird für CAT5e- und aktuellere Kabel mit vier verdrillten Leiterpaaren bevorzugt. Ist das Kabel unterbrochen, sodass das PSE die Spannung zwischen dem Switch bzw. Hub und dem PD-Gerät anlegt, spricht man von einem Midspan-PSE. Diese Konfiguration unterstützt auch die Konfigurationen gemäß Alternative A (Stromfluss im Ethernet-Datenpaar) und Alternative B (Stromfluss im Reservepaar).

Arten von PoE-Hardware

Diese Methoden zur PoE-Injektion sind für die bestehenden PoE-Standards 802.3af/at identisch. Der Entwurfsstandard IEEE 802.3bt ermöglicht die Stromversorgung über alle vier verdrillten Leiterpaare und ist mit 10GBASE-T kompatibel (Bild 2).

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PSE und PD-Geräte sind folgendermaßen klassifiziert:

Typ 1: Spannung an zwei verdrillten Leiterpaaren, 802.3af-kompatibel, 15 Watt
Typ 2: Spannung an zwei verdrillten Leiterpaaren, 802.3at-kompatibel, 30 Watt
Typ 3: Spannung an vier verdrillten Leiterpaaren, 802.3bt-kompatibel, 60 Watt
Typ 4: Spannung an vier verdrillten Leiterpaaren, 802.3bt-kompatibel, 100 Watt

PoE-Handshake

Wenn ein PSE eine neue Netzwerkverbindung mit einem PD-Gerät erkennt, wird zwischen PSE und PD-Gerät ein kurzes Handshake-Protokoll initiiert. Für das PSE ermittelt dieser Handshake zuerst, ob es sich tatsächlich um ein PD-Gerät handelt, das mit Strom versorgt werden muss. Anschließend muss das PSE ermitteln, wie viel Strom das PD-Gerät benötigt. Aus Sicht des PD-Geräts ermittelt dieser Handshake, wie viel Strom das PSE liefern kann. Letztendlich ermöglicht der Handshake die sichere Stromversorgung des PD-Geräts über das PSE sowie die sichere Unterbrechung der Stromversorgung, falls das PSE feststellt, dass das PD-Gerät aus dem Netzwerk entfernt wurde.

Während des Handshakes herrscht ein fester Widerstand gegenüber der PSE-Spannung, der als Signaturwiderstand bezeichnet wird, um den Einschaltstrom während des Spannungsimpulses zu begrenzen. Auf Basis des Einschaltstroms klassifiziert das PSE das PD-Gerät gemäß seinem Strombedarf als ein Gerät vom Typ 1–4 (siehe oben). Wenn ein PSE jedoch erneut einen Stromverbrauch durch ein PD-Gerät erkennt, sendet es einen Spannungsimpuls an das PD-Gerät, um den Strombedarf des PD-Geräts zu ermitteln.