802.3af: come funziona l’ali­men­ta­zio­ne via Ethernet

IEEE 802.3af è un pro­to­col­lo per l’ali­men­ta­zio­ne di un di­spo­si­ti­vo terminale con una potenza di carico non superiore ai 12,95 watt tramite un cavo LAN. Tuttavia, è im­por­tan­te che il di­spo­si­ti­vo finale sia com­pa­ti­bi­le con Power over Ethernet, al­tri­men­ti po­treb­be­ro ve­ri­fi­car­si dei danni.

Che cos’è lo standard IEEE 802.3af?

Nel 2003, l’Institute of Elec­tri­cal and Elec­tro­nics Engineers (IEEE) ha adottato uno standard per l’ali­men­ta­zio­ne dei di­spo­si­ti­vi tramite cavo di rete. Lo standard noto come Power over Ethernet (PoE) prende il nome di IEEE 802.3af o 802.3af. Questo ha una potenza di carico di 15 watt alla sorgente e fino a 12,95 watt al di­spo­si­ti­vo finale e consente l’ali­men­ta­zio­ne e la tra­smis­sio­ne si­mul­ta­nea di dati at­tra­ver­so un unico cavo LAN. Oltre a 802.3af, gli standard suc­ces­si­vi 802.3at (PoE+) e 802.3bt (PoE++ o 4PPoE) con­sen­to­no la tra­smis­sio­ne di una maggiore potenza elettrica. Lo standard 802.3bu (PoDL) è di­spo­ni­bi­le tramite Single Pair Ethernet.

Come funziona 802.3af?

IEEE 802.3af utilizza un cavo destinato al tra­sfe­ri­men­to dei dati per ali­men­ta­re un di­spo­si­ti­vo finale. Si tratta so­prat­tut­to di di­spo­si­ti­vi che ri­chie­do­no poca energia, come te­le­ca­me­re di sor­ve­glian­za, telefoni IP, punti di accesso wireless (WAP), hub o piccoli server. 802.3af è adatto a Ethernet (10BASE-T) e Fast Ethernet (100BASE-TX). Per il tra­sfe­ri­men­to dei dati vengono uti­liz­za­te solo le due coppie di fili 1/2 e 3/6, mentre le altre due 4/5 e 7/8 possono essere uti­liz­za­te per l’ali­men­ta­zio­ne. Per l’ali­men­ta­zio­ne sono possibili due varianti:

• Ali­men­ta­zio­ne della coppia di riserva: vengono uti­liz­za­te entrambe le coppie di fili non adoperate in pre­ce­den­za e le due restanti sono riservate al tra­sfe­ri­men­to dei dati.
• Ali­men­ta­zio­ne fantasma: questo tipo di ali­men­ta­zio­ne utilizza sia le coppie di fili non uti­liz­za­te che le altre due. Il tra­sfe­ri­men­to dei dati viene so­vrap­po­sto.

La corrente continua viene quindi ali­men­ta­ta con una tensione fino a 44 volt. Per l’ali­men­ta­zio­ne attiva si uti­liz­za­no gli switch di rete. Per l’ali­men­ta­zio­ne passiva si collegano iniettori PoE.

Nei cavi Ethernet uti­liz­za­ti per il tra­sfe­ri­men­to dei dati e l’ali­men­ta­zio­ne con 802.3af, un tra­smet­ti­to­re alimenta una tensione positiva da un lato e una tensione negativa dall’altro in ogni coppia di fili. Un ri­ce­vi­to­re dif­fe­ren­zia quindi le due tensioni e determina il segnale dati dalla dif­fe­ren­za. Portando la tensione al po­ten­zia­le richiesto dall’ali­men­ta­to­re, il cavo può essere uti­liz­za­to per l’ali­men­ta­zio­ne, purché sia stato pro­get­ta­to per questo tipo di tensione.

Quali sono le ca­rat­te­ri­sti­che tecniche di IEEE 802.3af?

Con IEEE 802.3af, è possibile immettere fino a 175 mil­liam­pe­re per coppia di fili. Uti­liz­zan­do due coppie di fili, è possibile rag­giun­ge­re un totale di 350 mil­liam­pe­re, con un massimo di 400 mil­liam­pe­re abilitati all’ac­cen­sio­ne. La potenza di carico in uscita non supera i 15,4 watt per filo e la potenza di carico standard per l’uso è di massimo 12,95 watt. Ciò significa che l’energia viene persa a causa dello sviluppo di calore durante il tra­sfe­ri­men­to. Le perdite si ve­ri­fi­ca­no sugli ali­men­ta­to­ri. La tensione per 802.3af è compresa tra 44 e 57 volt, ma di solito si sta­bi­liz­za a 48 volt.

Quali sono i vantaggi di 802.3af?

Il vantaggio prin­ci­pa­le di IEEE 802.3af è l’eli­mi­na­zio­ne di almeno un cavo. Lo standard 802.3af è una buona soluzione per i di­spo­si­ti­vi di difficile accesso o con con­nes­sio­ni via cavo difficili da rag­giun­ge­re. Inoltre, elimina la necessità di una batteria e migliora l’oc­cu­pa­zio­ne delle prese di corrente per­met­ten­do una migliore gestione dello spazio in quanto i di­spo­si­ti­vi non devono più essere po­si­zio­na­ti nelle immediate vicinanze dell’ali­men­ta­to­re.

A cosa prestare at­ten­zio­ne con 802.3af?

Lo standard 802.3af offre un’ottima op­por­tu­ni­tà per far fun­zio­na­re piccoli di­spo­si­ti­vi con requisiti di bassa potenza e ri­spar­mia­re spazio uti­liz­zan­do un unico cavo. Questo lo rende una buona scelta per i di­spo­si­ti­vi di piccole di­men­sio­ni. Tuttavia, questa tec­no­lo­gia non è adatta a requisiti di potenza maggiori e bisognerà con­si­de­ra­re la perdita di potenza dovuta al calore e alla distanza quando si po­si­zio­na­no i di­spo­si­ti­vi. Non tutti i di­spo­si­ti­vi finali sono com­pa­ti­bi­li con IEEE 802.3af e se si collega il di­spo­si­ti­vo sbagliato, questo può essere dan­neg­gia­to o ad­di­rit­tu­ra distrutto dalla tensione CC.

A tal fine, 802.3af include l’opzione di testare la com­pa­ti­bi­li­tà di un di­spo­si­ti­vo quando l’ali­men­ta­zio­ne è attiva. Inoltre, viene uti­liz­za­ta una corrente di clas­si­fi­ca­zio­ne a bassa tensione per ve­ri­fi­ca­re a quale classe ap­par­tie­ne un di­spo­si­ti­vo finale e se è com­pa­ti­bi­le con PoE. Questo processo è chiamato Resistive Power Directory e misura parametri come la re­si­sten­za e la capacità. Se la re­si­sten­za interna è compresa tra 19 e 26,5 ohm e la capacità è pari o inferiore a 10 farad, l’ali­men­ta­zio­ne viene fornita in con­for­mi­tà allo standard IEEE 802.3af.