Az olyan eszközök, mint az érzékelők, IP-telefonok, kártyaolvasók, kis hubok vagy kiszolgálók az ethernetszabványú adathálózatokon keresztül egyre gyakrabban áramellátásban is részesülnek. És mindez jó okkal történik: ily módon mellőzhető a tápkábelek és hálózati tápegységek telepítése, és feleslegessé válnak a 220 V-os hálózati dugaszolóaljzatok. A tápvezetékek hossza akár 100 méter is lehet, így a felhasználók az eszközöket ott is elhelyezhetik, ahol a tápkábelek használata nemkívánatos vagy nem megengedett. További fontos előnynek számít az intelligens energiagazdálkodás. A szükségtelen eszközök ezáltal üzemen kívül helyezhetők, és így a fogyasztás is kisebb lesz. Az ethernetkábel telepítése egyszerű és nem igényel speciális oktatásban részesült szakszemélyzetet, mivel a táplálás 50 V alatt van.
2003 óta létezik szabvány az adat- és áramátvitel összekapcsolására. Az IEEE 802.3af-2003 a táplált eszköz [az ún. powered device (PD)] teljesítményfelvételét 12,95 W értékre vagy 360 mA értékre korlátozza. Ez azt jelenti, hogy a táplálóeszköznek – power sourcing equipment (PSE) – 15,4 W teljesítményt vagy 400 mA áramot kell szolgáltatnia. A bemeneti feszültség értéke 44 VDC és 57 VDC közötti (1. ábra). Így energiaellátásban részesíthetők az olyan eszközök, mint a VoIP-telefonok, a WLAN-hozzáférési pontok vagy egyszerű biztonsági kamerák.
Ahhoz, hogy az eszközöket IEEE 802.3af-képes osztályba lehessen besorolni, az eszközöknek különböző feltételeket kell teljesíteniük. A legfontosabb feltételek a PoE-képes és a nem-PoE-képes eszközök közötti kompatibilitást érintik. Így megakadályozható, hogy a nem-PoE-képes eszköz túláram általi károsodást szenvedjen a PoE-képes kapcsolóra történő csatlakoztatása során. Emellett a PoE-technológiának a meglévő vezetékes ethernetkábelezéssel is használhatónak kell lennie.
A táplálás végbemehet az adatvezetékeken, vagy a 4-5 és 7-8 érpárokon keresztül (ezek nem használtak az ethernet, ill. Fast Ethernet megoldásnál). Más a helyzet azonban a Gigabit Ethernet esetében, ahol a táplálás olyan vezetékpárokon keresztül történik, amelyek az adatátvitelért is felelősek.
Új szabvány, magasabb teljesítmény
2009-ben az IEEE az IEEE 802.3at-2009 szabvánnyal – korábban PoE+ vagy PoE Plus szabványként ismert – 25,5 W értékre vagy 600 mA értékre növelte a PSE maximális teljesítményleadását. Egy PD teljesítményfelvétele így 21,9 W értékű is lehet.
A táplálás ez esetben mind a négy kábelpáron keresztül történik. A tápfeszültség min. 50 VDC, max. 57 VDC (2. ábra). Ennek köszönhetően pl. WiMAX adók, PTZ kamerák (forgatás-, dőlés- és zoom-funkcióval), 802.11n Wireless Access Point-ok, videotelefonok, laptopok, vékonykliensek vagy POS-terminálok is integrálhatók a PoE-hálózatba.
A nem-PoE-technológiáról a PoE Plus-technológiára váltáshoz a Molex egy integrált single-port PoE Plus PSE csatlakozómodult fejlesztett ki. A Plug and Play megoldás az IEEE 802.3at szabványnak felel meg: és a PoE-képes eszközöket 30 W értékű kimeneti teljesítménnyel látja el. Ezáltal nincs többé szükség egy külső PoE és PoE Plus-kapcsolásra. Egy single-port PoE vagy PoE Plus-kapcsolat létesítéséhez eddig az ügyfél általi, a részegységet érintő specifikus tervezési előírások szerinti különleges megoldásra volt szükség. A single-port ICM felépítése figyelembe veszi a PoE-elektronika jel- és LED-tűi közötti optimális távolságot, így leegyszerűsíti a NYÁK tápvezeték-tervezését. A modul külső visszaállítási funkcióval rendelkezik, amely megfelel a legmagasabb PoE-követelményeknek (pl. maximálisan megengedett teljesítményleadás). A -40 °C-tól +80 °C-ig terjedő széles hőmérséklet-tartománynak és az alacsony hőtermelésnek köszönhetően hűtőventilátor használata nélkül alkalmazható számos ipari és kereskedelmi alkalmazásban.
A magas portszámú Gigabit-kapcsolókhoz és -útválasztókhoz a Molex integrált Gigabit magnetics technológiájával rendelkező 12, ill. 8 portos PoE+képes mágneses Gigabit-csatlakozók jelentenek megoldást. Ezek számos Gigabit Ethernet vevő PHY-sel kompatibilisek.
Kettős plusz
Az IEEE jelenleg az új PoE++ szabvány kidolgozásán dolgozik. Ez max. 60 W értékben határozza meg a teljesítményeket (max. 90 W értékű bővítési lehetőséggel), és így még szélesebb alkalmazási területeket vesz célba. A nagyobb teljesítmény azonban még mindig nagyobb kockázatot jelent, mivel az erek fokozottabban felhevülnek. Minél nagyobb az áram, annál gyorsabban keletkezik tűz a hibás működés során. Ennek elkerülése érdekében megfelelő védőelemeket kell beszerelni a PSE-ben és a PD-ben jelentkező túláram esetében.
Túláramvédelem
A legegyszerűbb, legolcsóbb és legmegbízhatóbb túláramvédelmi megoldást az olvadóbiztosító használata jelenti. A Schurter USF 0603 chip biztosítója ideális megoldást ad a PoE-alkalmazások terén. A vékonyfilm biztosító igen kis helyigénnyel rendelkezik a maga 1,6×0,8×0,6 mm-es méretével. A túláramvédelem rendkívül gyorsan reagál az 500 mA és 5 A közötti névleges áramtartományban. A névleges feszültség értéke 32–63 VDC. Ugyancsak egyedülálló az 50 A értékű megszakítókapacitás 32 V esetén a teljes névleges áram tartományban, valamint a mindössze 65 mV-os feszültségesés. A jobb jelminőség és magasabb jelráták érdekében planártechnikai felépítéssel rendelkezik. Ily módon nem tanúsít impedanciaugrást. Ha a jel nagyfrekvenciás részeket tartalmaz, a Schurter USF 0603 chip biztosítója emellett robusztusabb a klasszikus, huzalos olvadószállal rendelkező üvegbiztosítókkal szemben. A planárfelépítésű chipbiztosítók nagyon ellenállóak a skin effektus negatív hatásaival szemben. Ez annyit jelent, hogy kevésbé gyorsan öregednek, hosszabb élettartammal rendelkeznek, és kiválóan alkalmasak nagyfrekvenciás alkalmazásokhoz. A vékonyfilm biztosító megbízhatóan működik akár 90 °C-os környezeti hőmérsékletek esetén.
