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.