Una breve storia
Negli anni '90, prima dell'intervento dell'IEEE, "power injection" era l'etichetta utilizzata per descrivere il concetto di fornitura di elettricità tramite un cavo Ethernet. I cosiddetti "iniettori di potenza" non avevano un protocollo intelligente o considerazioni sulla sicurezza. Funzionavano solo fornendo alimentazione tramite Ethernet, corrente CA o CC, utilizzando le coppie di riserva che Ethernet 100Base-TX non utilizzava. In tal modo, gli iniettori di potenza hanno sostanzialmente emulato il funzionamento dei tradizionali telefoni fissi PSTN (rete telefonica pubblica commutata).
La standardizzazione del PoE è stata proposta per la prima volta dal gruppo di lavoro IEEE 802.3 nel 1999. Lo standard originale del gruppo, IEEE 802.3af, è stato ratificato nel 2003, garantendo così l'interoperabilità tra una gamma più ampia di dispositivi connessi.
IEEE 802.3af ha stabilito un modo uniforme e più sicuro per implementare PoE. Ha definito i dispositivi alimentati (PD) come apparecchiature che ricevevano energia e le apparecchiature di alimentazione (PSE) come quelle che fornivano energia. PD e PSE funzionerebbero entro un intervallo di tensione di 44-57V con una potenza massima di 15,4 W per porta. L'alimentazione può essere inviata a un PD utilizzando due dei quattro doppini intrecciati disponibili nei tipici cavi di categoria 5 (Cat 5) tramite i pin 4 e 5 o i pin 7 e 8, oppure tramite dati utilizzando quattro doppini intrecciati tramite i pin 1 e 2 o pin 3 e 6.
In particolare, lo standard IEEE 802.3af includeva un meccanismo per proteggere i dispositivi collegati che non supportano PoE. Nello specifico, un resistore da 25-kW viene posizionato tra le coppie di alimentazione del dispositivo alimentato in modo che la potenza di trasmissione venga fornita dalla fonte di alimentazione solo se viene rilevato qualcosa vicino a quel valore resistivo.
Aumento delle richieste di potenza
Come accennato in precedenza, IEEE 802.3af specifica una potenza massima di 15,4 W per porta. Tuttavia, in caso di perdita di potenza del cavo, la potenza minima garantita disponibile sul PD è di soli 12,95 W per porta. Sebbene si tratti di una potenza sufficiente per dispositivi semplici, non è tuttavia sufficiente a soddisfare le esigenze di potenza e consumo dei nuovi dispositivi con wattaggio più elevato implementati nelle applicazioni Industrial Internet of Things (IIoT).
Per rimediare a questa situazione, il gruppo di lavoro IEEE 802.3 ha approvato IEEE 802.3at nel 2009. Questo standard PoE prevedeva una nuova classe di potenza che poteva fornire fino a 30 W sulla porta e una potenza massima garantita di 25,5 W a un PD. Sebbene ciò alterasse lo standard esistente, IEEE 802.3at forniva comunque alimentazione su due coppie e raggiungeva il massimo con una tensione di porta sicura di 57 V. IEEE 802.3at consentiva di alimentare dispositivi ad alta potenza, come telecamere pan/tilt/zoom, sistemi di allarme e punti di accesso wireless, da uno switch Ethernet industriale abilitato PoE nelle vicinanze o da altre apparecchiature di alimentazione (PSE). IEEE 802.3at è anche retrocompatibile con lo standard originale.
Lo standard PoE più recente, IEEE 802.3bt: tipo 3- 45W o 60 W (PSE)/51 W (PD); Il tipo 4- 90W (PSE) e 71,3 W (PD) è stato ratificato nel 2018. IEEE 802.3bt è stato progettato per stare al passo con le richieste di energia poiché semplicemente non ci sono molti dispositivi su una rete che necessitano di più energia di 90 W nella consegna PoE oggi.
A differenza degli standard precedenti, IEEE 802.3bt si concentra sull'utilizzo di tutti e quattro i cavi a doppino intrecciato all'interno di un singolo cavo o cavo Ethernet standard anziché due. Lo standard include il supporto per 2.5GBASE-T, 5GBASE-T e 10GBASE-T, mentre i precedenti standard PoE hanno una velocità massima di 1 Gbps.
Grazie a IEEE 802.3bt, il passaggio in corso ai sistemi di controllo industriale basati su Ethernet e la fusione delle linee IT e dati nelle reti OT (tecnologie operative) saranno sicuramente accelerati. La fornitura di dati e PoE da 90 W tramite un'unica connessione Ethernet sta inaugurando una nuova era per le reti industriali.
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