PoE Manyetikleri Merkez Uç Akımına Göre Seçilir: 802.3af, at ve bt için MagJack'ler

Power over Ethernet (PoE), veriyi taşıyan aynı manyetikler üzerinden DC akımı iletir; bu nedenle bir PoE MagJack seçimi akımı, çiftleri ve sapmayı (bias) devreye sokar:

Önemli Noktalar

• PoE manyetiklerini hız sınıfına göre değil, PoE tipi için merkez uç (center-tap) akım değerine göre seçin; bir 1000BASE-T MagJack, otomatik olarak PoE taşıma kapasitesine sahip değildir.
• IEEE 802.3af (Tip 1), PSE'de 350 mA ile 15,4 W güç sağlar; IEEE 802.3at (Tip 2, PoE+), çift seti başına 600 mA ile 30 W güç sağlar.
• IEEE 802.3bt Tip 3 ve 4, dört çiftin tamamına güç sağlar (PSE'de 5 ila 8. sınıflar arasında 60 W ve 90 W) — bu nedenle jak içindeki her merkez uç akım taşır.
• PoE akımı ideal bir çekirdekte birbirini dengeler, ancak çift direnci dengesizliği, OCL'yi düşüren net bir DC bırakır; bu nedenle 8 mA'de OCL değerini karşılayan bir parça, PoE sapması altında yetersiz kalabilir.
• Ayak izi uyumlu PoE olmayan bir MagJack, PoE için bir yedek parça değildir: kablo tarafındaki merkez uçları genellikle pinlere çıkarılmak yerine bir sonlandırma ağına bağlanır.

Mühendislik kuralı: Merkez uç değerini, desteklediğiniz en yüksek sınıfın çektiği çift seti akımına göre belirleyin, ardından OCL değerini bir PoE seviyesi sapmasında okuyun; ana OCL değeri, PoE olmayan bir çalışma noktasını tanımlar.

PoE Akımı Manyetiklerin İçinden Nereye Akar?

PoE, diferansiyel sinyale asla dokunmaz. Güç kaynağı ekipmanı (PSE), iki çift seti arasına DC uygular: akım, bir çiftin 1CT:1CT transformatörünün kablo tarafındaki merkez ucuna girer, o çiftin iki iletkeni arasında eşit olarak bölünür ve diğer bir çiftin merkez ucundan geri döner. Akım her çift üzerinde ortak modda (common-mode) olduğundan, 100 Ω diferansiyel veri etkilenmeden iletilir.

IEEE 802.3af ve 802.3at bunu yapmanın iki yolunu tanımlar. Alternatif A, 1/2 ve 3/6 pinlerindeki çiftlere güç verir; Alternatif B, 4/5 ve 7/8 pinlerindeki çiftlere güç verir. Güç alan bir cihaz (PD), her iki durumda da gücü kabul etmelidir; bu nedenle PD girişleri bir köprü doğrultucunun arkasında yer alır. IEEE 802.3bt, her iki seti aynı anda kullanarak dört çiftli güç beslemesini ekler.

Jak seçimi için pratik sonuç şudur: Güç taşıyabilen her çiftin kablo tarafındaki orta ucunun (center tap) erişilebilir olması gerekir; bu uç ya bir PD üzerindeki bir pine çıkarılmalı ya da bir switch üzerindeki PSE denetleyicisi tarafından sürülmelidir. RJ45 MagJack ürünlerinde, bu orta uç topolojisi parçanın içinde sabitlenmiştir, bu nedenle yerleşimden (layout) önce dahili şemadan okunmalı, kurulum sırasında keşfedilmemelidir.

PSE Tarafı ve PD Tarafı: Jak İçin Neler Değişir?

Aynı hız sınıfındaki MagJack, bağlantının her iki ucunda farklı şekilde belirtilir. PSE tarafında — bir switch, enjektör veya ağ video kaydedicisi — kablo tarafındaki orta uçlar, PSE denetleyicisinin çıkışına bağlanır ve jak, diğer güç verilen portların bulunduğu bir sırada yer alır. Port yoğunluğu ve ısı, seçimde belirleyici faktörlerdir.

PD tarafında — bir kamera, erişim noktası, endüstriyel sensör veya HMI — kablo tarafındaki orta uçlar, köprü doğrultucuyu ve PD denetleyicisini besler. Jak her zaman sadece bir portun akımını taşır, ancak güç verilen her orta ucu bir pine çıkarmalıdır ve genellikle hava akışı olmayan kapalı bir muhafaza içinde yer alır. Manyetiklerin jakın içinde mi yoksa yanında mı duracağı, entegre ve ayrık Ethernet manyetikleri hakkındaki rehberimizde ele alınan ayrı bir karardır; aşağıdaki derecelendirmeler her iki durum için de geçerlidir.

PoE MagJack Seçimini Belirleyen Üç Derecelendirme

Bir PoE MagJack üç derecelendirmeye göre nitelendirilir ve veri sayfasındaki manşet numaraları nadiren çalışma noktanızı tanımlar.

• Orta uç akımı. Sargı yarıları ve orta uç yolu, tam çift seti akımını taşır, bu nedenle derecelendirme, desteklediğiniz en yüksek sınıfın çektiği akımı karşılamalıdır; bunu oda sıcaklığında değil, maksimum ortam sıcaklığında bir marj ile yapmalıdır.
• DC bias altında OCL. İdeal olarak PoE akımı, iki sargı yarısından zıt yönlerde akar ve akısı birbirini yok eder. Gerçek kablo ve kontaklar asla mükemmel dengelenmemiştir, bu nedenle net bir DC kalır ve çekirdeği doygunluğa doğru iter. Endüstri standardı 100BASE-TX manyetikleri, 8 mA bias ile 350 µH veya daha fazlasında belirtilir; PoE akımında mutlak dengesizlik daha büyüktür, bu nedenle OCL değerini PoE seviyesinde bir bias ile okuyun.
• Sıcaklık artışı. Sargılardaki ve orta uç yolundaki direnç kaybı parçayı ısıtır; bunu, endüstriyel sınıf parçalarda −40 ila +85 °C'ye kadar çıkan nominal ortam sıcaklığı aralığına göre kontrol edin.

Kendi şemanız üzerinde yapmanız gereken kontrol şudur: PD'nizin talep ettiği veya PSE'nizin sağladığı sınıfı bulun, bunu aşağıdaki tabloda tipi ve çift seti akımı ile eşleştirin, gücün veri çiftlerine mi, yedek çiftlere mi yoksa her dördüne birden mi ulaştığını doğrulayın ve ardından jakın dahili şeması üzerinde, güç verilen her çiftin orta ucunun (center tap) dışarı çıkarıldığından —bir sonlandırma ağına bağlanmadığından— emin olun.

IEEE 802.3bt: Tip 3 ve 4'ün Gereklilikleri

Genellikle PoE++ olarak adlandırılan IEEE 802.3bt (2018), Ethernet Üzerinden Güç (PoE) aktarımını iki güç çiftinden dört çifte taşımıştır. Tip 3, PSE tarafında 60 W ve PD tarafında 51 W güç sağlar; Tip 4 ise 90 W ve 71.3 W güç sağlar. Sınıf 5 ve 6, Tip 3'e; Sınıf 7 ve 8 ise Tip 4'e aittir.

Dört çiftli güç aktarımı, manyetik gereksinimlerini sadece derece olarak değil, tür olarak da değiştirir. Kablo tarafındaki dört orta ucun tamamı artık akım taşıdığından, iki çiftli Tip 1 veya Tip 2 operasyonu için tasarlanmış bir jak, ayak izi (footprint) eşleşse bile Tip 3 veya Tip 4 hizmetinde kullanılamaz. Termal yük de toplam güçle birlikte artar; bu durum özellikle kapalı PD muhafazalarında büyük önem taşır.

Tip 3 ve 4'teki çift başına akım, sınıfa ve dört çiftli akım paylaşımına bağlıdır, bu nedenle Tip 2 değerinden yola çıkarak tahminde bulunmak yerine jak veri sayfasındaki değerleri esas alın. Bir RJ45 modüler jak üreticisi tarafından sunulan ürünlerin çoğu, tam da bu nedenle PoE++ parçalarını PoE ve PoE+ parçalarından ayırır.

Çok Portlu PoE: Ganged (Yan Yana) Jaklarda Isı Birikir

Tek bir güç verilen port nadiren termal bir sorun yaratır. 1xN ganged veya 2xN istiflenmiş çok portlu RJ45 konnektörleri üzerine inşa edilen bir PSE, birçok güç verilen sargı setini tek bir muhafaza içine yerleştirir ve her birinden gelen ısı komşularına eklenir. İç portlar her iki taraftan da çevrili oldukları için en sıcak çalışanlardır.

Tek portlu değer yerine çok portlu veri sayfasına göre değer düşümü (derate) yapın, jak sırası boyunca hava akışını planlayın ve her portta aynı anda desteklenen maksimum sınıfı tasarım durumu olarak kabul edin; tam yüklü bir anahtarın (switch) er ya da geç karşılaşacağı durum budur.

PoE Tipleri ve Manyetiklerin Taşıması Gerekenler

Sıkça Sorulan Sorular

PoE+, 802.3at ile aynı mıdır?

Evet — PoE+, IEEE 802.3at (2009) standardının yaygın adıdır ve Tip 2 olarak da adlandırılır. PSE tarafında 30 W, güç alan cihaz tarafında ise çift seti başına 600 mA ile 25.5 W güç sağlar. PoE, IEEE 802.3af (Tip 1) standardını, PoE++ ise IEEE 802.3bt (Tip 3 ve 4) standardını ifade eder.

PoE için hangi manyetik bileşenlere ihtiyacım var?

PoE tipinize uygun değerlere sahip manyetik bileşenlere ihtiyacınız vardır: her güç alan çift için dışarı çıkarılmış merkez uçlar, çift seti akımını karşılayan bir merkez uç akım değeri ve PoE seviyesinde DC sapma altında belirtilen OCL. Hız derecesi ve PoE derecesi ayrı teknik özelliklerdir, bu nedenle birinin diğerini kapsadığını varsaymak yerine her ikisini de veri sayfasından doğrulayın.

PoE olmayan bir MagJack, PoE akımını taşıyabilir mi?

Hayır — PoE olmayan bir MagJack, güç verilen bir portta kullanılmamalıdır. Kablo tarafındaki merkez uçları genellikle bir direnç sonlandırma ağı üzerinden birleştirilir ve sargıları PoE akımı veya bununla birlikte gelen dengesizlik için derecelendirilmemiştir. Standartlara uygun PSE'ler, güç uygulamadan önce geçerli bir PD imzası algılar, ancak pasif bir enjektör ne olursa olsun voltaj uygular.

802.3bt dört çiftli manyetik bileşenlere ihtiyaç duyar mı?

Evet, Tip 3 ve Tip 4 operasyonu için gereklidir. IEEE 802.3bt dört çiftin tamamına güç sağlar, bu nedenle kablo tarafındaki dört merkez ucun tamamı akım taşır ve buna göre dışarı çıkarılıp derecelendirilmelidir. İki çiftli bir PoE veya PoE+ MagJack, ayak izi eşleşse bile bunun yerine kullanılamaz.

Kartı yeniden kalifiye etmeden bir PoE MagJack için ikinci bir tedarikçi kullanabilir miyim?

Genellikle evet, eğer yedek parça sadece ayak izinden (footprint) fazlasıyla eşleşiyorsa. PoE tipi, orta uç (center-tap) akım değeri, dahili orta uç topolojisi, yük altında OCL, çalışma sıcaklığı aralığı ve LED konfigürasyonu açısından orijinaliyle aynı olmalıdır. Bir RJ45 çapraz referans aracı, adayları orijinal parça numarasına göre listeler; doğrudan uyumlu parçalar, numuneler ve mekanik çizimler doğrulama için talep üzerine temin edilebilir.

PoE manyetiklerini seçmek, desteklemeniz gereken PoE tipine ve çift sayısına, maksimum ortam sıcaklığında en yüksek sınıfınız için boyutlandırılmış bir orta uç akım değerine ve PoE olmayan ana değer yerine PoE seviyesindeki bir yük altında okunan OCL değerine bağlıdır. Yerleşimden önce şema üzerindeki dahili orta uç topolojisini doğrulayın; bu, eşleşen bir ayak izinin size göstermeyeceği tek değerdir.