Entfall von Stromkabeln
Da das Endgerät durch das LAN-Kabel mit Strom versorgt wird, benötigst Du kein Stromkabel mehr und verringerst so das Kabelgewirr.
Was ist Power over Ethernet?PoE-StandardsDie Vorteile von PoEPoE-MethodenWas musst Du beachten?Die Fachbegriffe
Eine kurze Einführung zum Thema Power over Ethernet
Power over Ethernet oder kurz PoE bezeichnet die Technologie mit der Endgeräte wie Kameras, Tablets oder IP-Telefone durch das Netzwerkkabel nicht nur mit Daten, sondern auch mit Strom versorgt werden. Dadurch entfällt das Stromkabel, Du bist freier bei der Platzwahl Deiner Geräte und verfügst über eine sichere und stabile LAN-Verbindung.
Definiert und standardisiert ist diese Technologie in den Standards des Institute of Electrical and Electronics Engineers, kurz den IEEE-Standards.
Diese Standards lassen sich in drei Klassen einteilen, die sich im wesentlichen darin unterscheiden, wie viel Stromleistung durch das Netzwerkkabel übertragen wird. Nähere Informationen findest Du hier auf unserer PoE-Standards Seite.
Finde den richtigen PoE-Standard, für Dein Projekt
Das Institute of Electrical and Electronics Engineers, kurz IEEE, ist eine weltweit agierende Organisation, die Fachtagungen veranstaltet, Fachzeitschriften herausgibt und sich mit der Standardisierung von Hardware, Software und generellen Techniken beschäftigt.
Zu diesen Standards gehören beispielsweise der IEEE 802.11 Standard für Wireless-LAN, der IEEE 1284 Standard für parallele Schnittstellen und schließlich auch der IEEE 802.3 Standard für Ethernet-Technologien.
In den drei Standards IEEE 802.3af, IEEE 802.3at und IEEE 802.3bt werden neben den drei bisherigen Power over Ethernet-Varianten auch die Energiequellen und Endgeräte definiert.
| IEEE-Standard | Bezeichnung | Ausgangsleistung | Nutzleistung | Spannung | Pinout-Modus |
|---|---|---|---|---|---|
| IEEE802.3af | PoE | 15,4 Watt | ~12,95 Watt | 44-57 Volt | A oder B |
| IEEE802.3at | PoE+ | 30 Watt | ~25,5 Watt | 44-57 Volt | A oder B |
| IEEE802.3bt | PoE++ / 4PPoE | 100 Watt | ~85 Watt | 50-57 Volt | A und B |
IEEE 802.3af
Der IEEE 802.3af Standard ist der erste Power over Ethernet-Standard und stammt aus dem Jahr 2003. Geräte mit diesem PoE-Standard liefern eine Ausgangsleistung von 15,4 Watt pro Port, wobei am Endgerät eine Leistung von ca. 12,95 Watt ankommt. Der Strom wird über das Netzwerkkabel, von der Energiequelle bis zum Endgerät, mit einer Spannung von 44-57 Volt übertragen. Hierbei kann ein Standard Netzwerkkabel vom Typ Cat5, Cat5e, Cat6,… usw. mit einem RJ45 Stecker verwendet werden. Zu beachten ist der sogenannte pinout mode. Der pinout mode legt fest aus welchen Kabelpaaren, innerhalb des Netzwerkkabels, Strom und Daten übertragen werden. Ein Gerät mit dem IEEE 802.3af Standard kann dabei Mode A, Mode B oder Mode A/B verwenden.
Neben den technischen Spezifikationen definiert der IEEE 802.3af Standard auch Begriffe für die verwendeten PoE Geräte. Geräte zur Stromversorgung sind demnach Power Sourcing Equipment (PSE) und Geräte die Strom über PoE Empfangen sind Powered Devices (PDs).
IEEE 802.3at
Nach dem IEEE 802.3af Standard folgte 2009 der IEEE 802.3at Standard. Mit diesem erhöhte sich die Ausgangsleistung der Energiequellen (PSE) von 15,5 Watt auf 30 Watt pro Port. Auch dieser Standard setzt auf eine Ausgangsspannung von 44-57 Volt, funktioniert ebenfalls mit Cat5 oder höherwertigeren Netzwerkkabeln und verwendet einen der drei pinout modes. Gut zu wissen ist: Geräte die IEEE 802.3at zertifiziert sind, sind abwärtskompatibel und unterstützen auch den IEEE 802.3af Standard.
IEEE 802.3bt
Der IEEE 802.3bt Standard ist der neueste der drei Standards und wurde 2018 definiert. Häufig wird dieser Standard auch „PoE++“ oder „4PPoE“ genannt. „4PPoE“ ist die Abkürzung für „Four Pair Power over Ethernet“ und bezeichnet damit den pinout mode bzw. die Übertragung von Strom und Daten über das Netzwerkkabel. Um die Leistung von bis zu 100 Watt, die über das Netzwerkkabel zu übertragen werden, werden alle vier Adernpaare des Kabels gleichzeitig genutzt. Diese Nutzung entspricht dem pinout mode A/B. Anders als beim IEEE 802.3af und IEEE 802.3at Standard geht vom PSE eine Spannung von 50-57 Volt aus, wenn die maximale Leistung von 100 Watt ausgehen soll. Auch dieser Standard ist abwärtskompatibel zu IEEE 802.3af und IEEE 802.3at.
Passives PoE
Neben den von der IEEE definierten Standards gibt es eine vierte Power over Ethernet Variante. Passives PoE verwendet eine noch geringere Spannung als die anderen Varianten, nämlich nur 24 Volt. Außerdem wird ausschließlich der pinout mode B verwendet, um Daten und Strom zum Endgerät (PD) zu transportieren.
Welche Vorteile bietet dir Power over Ethernet?
Welche PoE-Methode ist die richtige für Deine Endgeräte?
Neben den PoE-Standards gibt es zwei grundsätzliche Methoden, wie PoE-Geräte miteinander agieren. Man unterscheidet zwischen passiven PoE und aktiven PoE Geräten.
Aktives PoE
Bei der Aktiven PoE-Methode wird vom Energieversorger (Power Sourcing Equipment / PSE) eine kurze Überprüfung durchgeführt, ob das Endgerät (Powered Device / PD) PoE-fähig ist oder nicht. Kann es über PoE geladen werden, dann werden Daten und Strom über das Netzwerkkabel übertragen. Sollte das Endgerät nicht PoE-fähig sein, werden nur Daten an das Gerät gesendet.
Ein kurzes Beispiel: Du schließt einen nicht PoE-fähigen Laptop an ein Netzwerkkabel an. Das PSE, das die Aktive PoE-Methode verwendet, schickt ein kurzes Signal los, um zu prüfen ob der Laptop PoE-fähig ist. Dieses Signal, ein kurzer „Handschlag“, wird dem PSE mitteilen, dass der Laptop kein PoE unterstützt und es werden nur Daten übertragen.
Passives PoE
Mit dem Begriff Passives PoE meinen wir in diesem Fall nicht den passiven PoE-Standard. Hierbei ist die Methode der Kommunikation zwischen PSE und PD gemeint. Bei der Passiven PoE-Methode werden die Daten und Strom kontinuierlich vom PSE an das PD übertragen. Es wird keine Überprüfung durchgeführt, ob das PD PoE-fähig ist.
Wieder zu unserem Beispiel: Der Laptop den Du an das Netzwerkkabel angeschlossen hast, ist weiterhin nicht PoE-fähig. Du schließt nun Dein Netzwerkkabel an, das von deinem Passiven PSE kommt. Das heißt, Daten und Strom werden an den Laptop übertragen. Dein Laptop weiß aber nicht mit dem Strom umzugehen. Du riskierst dadurch einen Kurzschluss im Laptop.
Worauf Du achten musst…
PoE-Fähigkeit
Inzwischen gibt es viele Endgeräte (PDs) die über das Netzwerkkabel Strom und Daten erhalten können. Diese Geräte sind PoE-fähig, es ist also kein weiteres Element, außer einem PoE-Switch oder PoE-Injector nötig, um Dein Geräte über PoE mit Strom zu versorgen.
Nicht PoE-fähige Geräte sind nicht dazu in der Lage den Strom, der über das Netzwerkkabel kommt, zu verwenden. Soll also Strom über das Netzwerkkabel übertragen werden und das Endgerät (PD) ist nicht PoE-fähig, riskierst Du einen Kurzschluss.
Es ist unter Umständen dennoch möglich ein nicht PoE-fähiges Gerät über PoE mit Strom zu versorgen. Dazu wird, je nach PD, ein PoE-Adapter oder ein PoE-Splitter nötig.
PoE-Adapter
Ein PoE-Adapter wird bei Endgeräten wie einem Tablet verwendet.
Der Adapter hat einen PoE-Ethernet-Anschluss und einen für das Endgerät passenden Ausgang, wie z.B. einen USB-C oder Lightning Ausgang. Der eingehende Strom und die Daten vom Netzwerkkabel werden also auf einen anderen Ausgangstyp umgewandelt.
PoE-Splitter
Ein PoE-Splitter nimmt den Strom und die Daten vom Netzwerkkabel und teilt diese zwischen einem passenden Strom-und Datenausgang auf. Der Ausgang besteht dann beispielsweise aus einem LAN-Anschluss und einem 2.1 x 5.5mm Stecker. Damit könnten nicht PoE-fähige Endgeräte ohne Steckdose in der Nähe benutzt werden.
Kurze Erklärungen zu Begriffen, die im Zusammenhang mit Power over Ethernet häufig verwendet werden.
4PPOE
Andere Bezeichnung für den IEEE 802.3bt Standard
802.3af
Erster PoE-Standard, der 2003 vom IEEE definiert wurde. Lässt eine Stromleistung von 15,4 Watt bei 44-57 Volt zu.
802.3at
Zweiter PoE-Standard der 2009 vom IEEE definiert wurde. Stromleistung wurde von 15,4 Watt auf 30 Watt erhöht.
802.3bt
Dritter PoE -Standard, der 2018 vom IEEE definiert wurde.
CAT5-Kabel
Netzwerkkabel, das heutzutage am häufigsten verwendet wird. CAT5 bedeutet dabei Kategorie 5 und ist auf eine Betriebsfrequenz von bis zu 100 Mhz ausgelegt.
Fast-Ethernet
Ethernet mit einer Datenübertragungsrate von 1/10/100 Mbit/s
Gigabit-Ethernet
Ethernet mit einer Datenübertragungsrate von bis zu 1000 Mbit/s
IEEE
Das Institute of Electrical and Electronics Engineers
Pinout Mode A
Verwendet ein Gerät den Pinout Modus A werden Strom und Daten über die Adernpaare 1/2 und 3/6 eines LAN-Kabels übertragen. Die negative Spannung läuft über die Pins 1/2 und die Positive über Pins 3/6. Die Daten werden über die gleichen Adernpaare übertragen, stehen dem aber nicht im Weg.
Pinout Mode B
Verwendet ein Gerät den Pinout Modus B werden Strom und Daten über die Adernpaare 4/5 und 7/8 eines LAN-Kabels übertragen. Die negative Spannung läuft über die Pins 7/8 und die Positive über Pins 4/5. Daten werden über die übrigen Adernpaare 1/2 und 3/6 übertragen. Eingesetzt wird dieser Pinout Modus hauptsächlich bei passiven PoE-Geräten.
Pinout Mode A/B
Verwendet ein Gerät den Pinout Modus A/B werden Strom und Daten über alle vier Adernpaare eines LAN-Kabels übertragen. Dadurch ist der Pinout Modus A/B kompatibel mit Geräten die Modus A oder Modus B benutzen, es werden aber nicht alle Funktionen unterstützt. Der IEEE 803.3bt / PoE++ Standard verwendet immer diesen Pinout Modus, um die angeforderte Leistung zu an das Endgerät zu liefern und zu erhalten.
Patchkabel
Ein Patchkabel ist ein anderer Begriff für ein Netzwerkkabel mit RJ45 Steckern.
Passives PoE
Passives PoE ist kein definiert Standard des IEEE. Diese Technik verwendet eine Spannung von 24 Volt.
PD
PD = Powered Device ist die Bezeichnung für Endgeräte wie Kameras, IP-Telefone, Router, etc. die durch PoE mit Strom versorgt werden.
Pinout Mode
Legt fest über welche Pins eines Netzwerkkabels Strom und Daten übertragen werden.
PoE
Bezeichnung für die Technologie mit der Endgeräte (PDs) durch das Netzwerkkabel mit Daten und Strom versorgt werden. Entspricht dem IEEE 802.3af Standard.
PoE+
Bezeichnung für den zweiten PoE-Standard der 2009 vom IEEE definiert wurde.
POE++
Bezeichnung für den dritten PoE-Standard der 2018 vom IEEE definiert wurde.
PSE
PSE = Power Sourcing Equipment = Geräte zur Stromversorgung wie PoE-fähige Ethernet-Switches und PoE-Injektoren.
RJ45
Anschlusstyp/Steckerverbindung von Netzwerkkabeln.
Twisted-Pair-Kabel
Kabel mit verdrillten Adernpaaren wie Netzwerkkabel.