PoE-magnetik väljs utifrån mittuttagsström: MagJacks för 802.3af, at och bt

Power over Ethernet skickar likström genom samma magnetkomponenter som bär datan, så att välja rätt PoE MagJack aktiverar ström, par och bias:

Viktiga punkter

• Välj PoE-magnetkomponenter baserat på strömstyrka för mittuttaget för den aktuella PoE-typen, inte baserat på hastighetsklass – en 1000BASE-T MagJack är inte automatiskt klassad för att hantera PoE.
• IEEE 802.3af (Typ 1) levererar 15,4 W vid PSE med 350 mA; IEEE 802.3at (Typ 2, PoE+) levererar 30 W vid 600 mA per par.
• IEEE 802.3bt Typ 3 och 4 strömförsörjer alla fyra par – 60 W och 90 W vid PSE för klass 5 till 8 – vilket innebär att varje mittuttag i uttaget bär ström.
• PoE-ström tar ut varandra i en ideal kärna, men obalans i parresistans lämnar kvar en netto-likström som sänker OCL, så en komponent som uppfyller sitt OCL-värde vid 8 mA kan misslyckas under PoE-bias.
• En fotavtryckskompatibel icke-PoE MagJack är inte en ersättare för PoE: dess mittuttag på kabelsidan är ofta kopplade till ett termineringsnätverk istället för att vara utdragna till stift.

Ingenjörens tumregel: dimensionera mittuttagets märkström utifrån den ström per par som din högsta stödda klass drar, och läs sedan av OCL vid en PoE-nivå-bias – det angivna OCL-värdet beskriver en driftpunkt utan PoE.

Var PoE-ström flyter genom magnetkomponenterna

PoE påverkar aldrig den differentiella signalen. Strömförsörjningsutrustningen (PSE) applicerar likström mellan två par: strömmen går in i kabelsidans mittuttag på ett pars 1CT:1CT-transformator, delas lika över parets två ledare och återvänder genom mittuttaget på ett annat par. Eftersom strömmen är common-mode på varje par, passerar 100 Ω differentiell data opåverkad.

IEEE 802.3af och 802.3at definierar två sätt att göra detta på. Alternativ A strömförsörjer paren på stiften 1/2 och 3/6; Alternativ B strömförsörjer paren på stiften 4/5 och 7/8. En strömförsörjd enhet (PD) måste acceptera ström på båda, vilket är anledningen till att PD-ingångar sitter bakom en likriktarbrygga. IEEE 802.3bt lägger till strömförsörjning över fyra par genom att använda båda uppsättningarna samtidigt.

Den praktiska konsekvensen för val av uttag: varje par som kan överföra ström behöver sitt mittuttag på kabelsidan tillgängligt — utdraget till ett stift på en PD, eller drivet av PSE-kontrollern på en switch. På RJ45 MagJacks är den topologin för mittuttag fastställd inuti komponenten, så den måste läsas av från det interna kopplingsschemat före layout, inte upptäckas vid uppstart.

PSE-sidan kontra PD-sidan: Vad ändras för uttaget

Samma hastighetsklass för MagJack specificeras olika i varje ände av länken. På PSE-sidan — en switch, injektor eller nätverksvideoinspelare — ansluts mittuttagen på kabelsidan till PSE-kontrollerns utgång, och uttaget sitter i en rad med andra strömförande portar. Portdensitet och värme dominerar valet.

På PD-sidan — en kamera, åtkomstpunkt, industriell sensor eller HMI — matar mittuttagen på kabelsidan brygglikriktaren och PD-kontrollern. Uttaget bär endast en ports ström, men det måste leda ut varje strömförande mittuttag till ett stift, och det sitter ofta i ett förseglat hölje utan luftflöde. Huruvida magnetiken sitter inuti uttaget eller bredvid det är ett separat beslut, vilket täcks i vår guide om integrerad kontra diskret Ethernet-magnetik; klassificeringarna nedan gäller oavsett.

De tre klassificeringarna som avgör en PoE MagJack

En PoE MagJack kvalificeras utifrån tre klassificeringar, och databladets huvudnummer beskriver sällan din driftpunkt.

• Ström i mittuttag. Lindningshalvorna och mittuttagets väg bär den fulla strömmen för par-setet, så klassificeringen måste täcka den ström som din högsta stödda klass drar — med marginal vid maximal omgivningstemperatur, inte vid rumstemperatur.
• OCL under DC-bias. Idealt flyter PoE-strömmen i motsatta riktningar genom de två lindningshalvorna och dess flöde tar ut varandra. Verklig kabel och kontakter är aldrig perfekt balanserade, så en netto-DC kvarstår och trycker kärnan mot mättnad. Industristandard 100BASE-TX-magnetik specificeras vid 350 µH eller mer med 8 mA bias; vid PoE-ström är den absoluta obalansen större, så läs av OCL vid en bias på PoE-nivå.
• Temperaturökning. Resistiv förlust i lindningarna och mittuttagets väg värmer upp komponenten; kontrollera detta mot det klassificerade omgivningsintervallet, som sträcker sig från −40 till +85 °C för komponenter av industrikvalitet.

Kontrollen du bör utföra på ditt eget schema: hitta den klass som din PD kräver eller din PSE levererar, mappa den till dess typ och strömstyrka för paruppsättningen i tabellen nedan, bekräfta om strömmen anländer via datapar, reservpar eller alla fyra, och verifiera sedan på uttagets interna schema att varje strömförande pars mittuttag är utdraget — inte kopplat till ett termineringsnätverk.

IEEE 802.3bt: Vad Typ 3 och 4 kräver

IEEE 802.3bt (2018), ofta kallad PoE++, flyttade Power over Ethernet från två strömförande par till fyra. Typ 3 levererar 60 W vid PSE och 51 W vid PD; Typ 4 levererar 90 W och 71,3 W. Klass 5 och 6 tillhör Typ 3, och klass 7 och 8 tillhör Typ 4.

Strömförsörjning via fyra par förändrar kraven på magnetkomponenter i grunden, inte bara i omfattning. Alla fyra mittuttag på kabelsidan bär nu ström, så ett uttag designat för Typ 1- eller Typ 2-drift med två par kan inte användas för Typ 3- eller Typ 4-tjänst, även om fotavtrycket matchar. Den termiska belastningen ökar också med den totala effekten, vilket är mest kritiskt i förseglade PD-kapslingar.

Ström per par vid Typ 3 och 4 beror på klassen och strömfördelningen över de fyra paren, så hämta värdet från uttagets datablad istället för att extrapolera från Typ 2-siffran. De flesta sortiment från en tillverkare av RJ45-modulära uttag separerar sina PoE++-komponenter från PoE- och PoE+-komponenter av just denna anledning.

Multi-port PoE: Värme ackumuleras i gängade uttag

En enskild strömförande port är sällan det termiska problemet. En PSE byggd på 1xN gängade eller 2xN staplade multi-port RJ45-kontakter placerar många uppsättningar strömförande lindningar i ett hölje, och värmen från varje lindning adderas till grannarnas. De inre portarna blir varmast eftersom de är omgivna på båda sidor.

Nedgradera effekten enligt databladet för multi-portar istället för att använda siffran för en enskild port, planera luftflödet över raden av uttag och utgå från att den högsta klassen som stöds används på varje port samtidigt som designfall — det är det tillstånd en fullt belastad switch förr eller senare kommer att uppleva.

PoE-typer och vad magnetkomponenterna måste klara

Vanliga frågor

Är PoE+ samma sak som 802.3at?

Ja — PoE+ är det vanliga namnet för IEEE 802.3at (2009), även betecknat som Typ 2. Det levererar 30 W vid PSE och 25,5 W vid den strömförsörjda enheten, vid 600 mA per par. PoE refererar till IEEE 802.3af (Typ 1), och PoE++ till IEEE 802.3bt (Typ 3 och 4).

Vilka magnetkomponenter behöver jag för PoE?

Du behöver magnetkomponenter som är klassade för din PoE-typ: mittuttag utdragna för varje strömförsörjt par, en strömklassning för mittuttaget som täcker strömmen för paruppsättningen, samt OCL specificerad under DC-bias på PoE-nivå. Hastighetsklass och PoE-klassning är separata specifikationer, så bekräfta båda i databladet istället för att anta att den ena innebär den andra.

Kan ett MagJack utan PoE bära PoE-ström?

Nej — ett MagJack utan PoE bör inte användas på en strömförsörjd port. Dess mittuttag på kabelsidan är ofta sammankopplade via ett termineringsnätverk med motstånd, och dess lindningar är inte klassade för PoE-ström eller den obalans som följer med den. Standardkompatibla PSE-enheter detekterar en giltig PD-signatur innan ström appliceras, men en passiv injektor applicerar spänning oavsett.

Behöver 802.3bt magnetkomponenter för fyra par?

Ja, för drift enligt Typ 3 och Typ 4. IEEE 802.3bt strömförsörjer alla fyra par, så alla fyra mittuttag på kabelsidan bär ström och måste vara utdragna och klassade därefter. Ett PoE- eller PoE+-MagJack för två par kan inte ersätta dessa, även om fotavtrycket matchar.

Kan jag använda en alternativ leverantör för ett PoE MagJack utan att omkvalificera kretskortet?

Ofta ja, om ersättningskomponenten matchar mer än bara fotavtrycket. Den måste motsvara originalet gällande PoE-typ, strömstyrka för mittuttag, intern topologi för mittuttag, OCL under bias, drifttemperaturområde och LED-konfiguration. Ett RJ45-korsreferensverktyg listar kandidater baserat på originalartikelnummer, och drop-in-ekvivalenter, prover samt mekaniska ritningar finns tillgängliga på begäran för verifiering.

Valet av PoE-magnetik handlar om vilken PoE-typ och vilket antal par du måste stödja, en strömstyrka för mittuttaget dimensionerad för din högsta klass vid maximal omgivningstemperatur, samt OCL avläst vid en PoE-nivå-bias snarare än det icke-PoE-relaterade huvudvärdet. Bekräfta den interna topologin för mittuttaget i schemat före layout – det är det enda värdet som ett matchande fotavtryck inte avslöjar.