2003 yılında ilk kez tanıtılan Power over Ethernet (PoE), saatler ve telefonlardan güvenlik kameralarına, kablosuz erişim noktalarına, satış noktası cihazlarına ve daha fazlasına kadar çok çeşitli IP tabanlı ağ cihazlarına 90 watt (W) kadar doğru akım (DC) gücü sağlamak üzere geliştirilmiştir. PoE ağ anahtarı gibi güç kaynağı ekipmanından (PSE) güç alan cihaza (PD) PoE gücü sağlanmadan önce bir uyum süreci gereklidir. PoE uyum sürecinin nasıl gerçekleştiğine ve PoE sistemlerini test ederken bilmeniz gerekenlere daha yakından bakalım.

PoE anlaşması nasıl çalışır?

IEEE 802.3 PoE standartları ile tanımlanan PoE anlaşması (aynı zamanda “el sıkışma” olarak da adlandırılır), cihazların PoE uyumlu olmasını ve çalışmak için ihtiyaç duydukları miktarda güç almasını sağlar. Bu, verimliliği en üst düzeye çıkarır ve PoE olmayan cihazlara zararlı güç uygulanmasını önler.

PoE anlaşması üç aşamalı bir süreçte gerçekleşir:

1. Araştırma: PSE, PoE uyumlu bir PD'nin bağlı olup olmadığını ve bunun tek veya çift imzalı bir cihaz olup olmadığını belirler.
2. Sınıflandırma: PSE, PoE gücünün gerekli olup olmadığını ve hangi sınıf PoE'nin sağlanması gerektiğini belirler.
3. Operasyon : PSE, PD'nin tam olarak çalışabilmesi için yeterli gücü sağlar. PD, yalnızca keşif ve sınıflandırma aşamaları başarıyla tamamlandığında çalışabilir.

Anlaşmanın İlk Aşaması: Keşif

PSE bağlantı noktaları, hiçbir cihaz bağlı olmadığında güç almaz. PSE, bir şeyin takıldığını algıladığında keşif aşaması başlar. Yarım saniyeden kısa süren keşif aşamasında, PSE PD içinde bir direnç olup olmadığını doğrulamak için küçük bir voltaj uygular. PSE, 802.3af/at için iki çift üzerinden ve 802.3bt için dört çift üzerinden algılama voltajını gönderir ve PD'yi güvenilir bir şekilde algılamak için çeşitli seviyelerde (en az 1 V aralıklarla) ölçümler gerçekleştirir.

IEEE standartları, PoE uyumlu cihazların geçerli bir PD olarak kabul edilebilmesi için her bir çift sette 23,75 kW ile 26,25 kW arasında bir direnç göstermesini gerektirir. PSE, belirtilen dirençten başka bir şey algılarsa, gücü hemen keser. Keşif aşamasında uygulanan gücün 2,7 V ile 10,1 V arasında değiştiğini ve 5 mA (.005 W) akımı aşamayacağını, bu da PoE olmayan cihazlara zarar vermemek için yeterince düşük olduğunu belirtmek önemlidir.

Keşif sırasında, IEEE 802.bt Tip 3 ve Tip 4 PSE, bir PD'nin tek veya çift imzalı bir cihaz olup olmadığını da algılar. Tek imzalı bir PD, her iki çift setinde (çiftler 1,2 ve 3,6 ile çiftler 4,5 ve 7,8) aynı güç imzasını korur. Çift imzalı bir cihaz, her bir çift setinde 35,5 W'a kadar bağımsız bir güç imzasına sahip olabilir. Maliyet nedeniyle çoğu PD tek imzalı cihazlar olsa da, çift imzalı bir cihaz, kamera çalışması için bir güç seviyesi ve pan/tilt/zoom işlevi için başka bir güç seviyesi gerektiren kamera gibi dahili bileşenlere farklı güç seviyeleri dağıtabilir. Keşif aşamasında çift imzalı bir PD algılanırsa, PSE her iki çift seti de sınıflandırır.

^{Çift imzalı bir cihaz, 1,2 ve 3,6 çift setinde bağımsız bir güç imzasına sahip olabilir.}

Sonraki Aşama: PoE Sınıflandırması

PSE geçerli bir PD algıladığında, ne kadar güç sağlayacağını belirlemelidir. IEEE 802.3 PoE standartları, PoE sistemlerine 0 (en düşük) ile 8 (en yüksek) arasında değişen sınıflar atar. PoE'nin çalışması için PSE'nin sınıfı PD'nin sınıfına eşit veya daha yüksek olmalıdır.

Sınıflar, bağlantı üzerinden bir miktar enerji kaybedildiğinden, PSE'nin güç çıkışı ve PD'de kullanılabilir güç miktarına göre belirlenir. Tip 1 ve Tip 2 PoE, Sınıf 0'dan Sınıf 4'e kadar olan sınıfları kapsar, Tip 3 Sınıf 5 ve Sınıf 6'yı içerir ve Tip 4 Sınıf 7 ve Sınıf 8'i içerir.

PoE Sınıfları

	Type 1 PoE (802.3af)				Type 2 PoE (802.3at)	Type 3 PoE (802.3bt		Type 4 PoE (802.3bt)
Sınıf	0	1	2	3	4	5	6	7	8
PSE'den gelen güç	15.4 W	4 W	7W	15.4 W	30 W	45 W	60 W	75 W	90 W
PD'ye Sağlanan Güç	12.95 W	3.84 W	6.49 W	12.95 W	25.5 W	40 W	51 W	62 W	73.3 W

Müzakerelerin sınıflandırma aşamasında, PSE, PoE türüne bağlı olarak bir veya birden fazla olayda PD'nin sınıfını belirler:

• Tip 1 PSE (tek olay sınıflandırması) :Tek bir voltaj darbesi gönderir ve PD'nin akım çekişini ölçerek Sınıf 0, Sınıf 1, Sınıf 2 veya Sınıf 3 olup olmadığını belirler.
• Tip 2 PSE (iki olay sınıflandırması): PD'nin akım çekişi, daha yüksek güç gereksinimini doğrulamak için Sınıf 4 olduğunu gösteriyorsa ikinci bir voltaj darbesi gönderir.
• Tip 3 ve Tip 4 PSE (beş olay sınıflandırması): Cihazın Sınıf 5, Sınıf 6, Sınıf 7 veya Sınıf 8 olup olmadığını belirlemek için üç ek darbe gönderir.

• Birden fazla sınıflandırma olayı kullanan Tip 2 ve üstü PoE için, ilk olay donanım düzeyinde gerçekleşirken, sonraki olaylar donanım veya yazılım düzeyinde gerçekleşebilir. IEEE standartları, Tip 2 ve üstü PD'lerin ikinci olay için hem donanım hem de yazılım düzeyinde sınıflandırmayı desteklemesini gerektirir. PSE'ler donanım veya yazılım sınıflandırmasını destekleyebilirken, çoğu PoE özellikli anahtar her ikisini de destekler.
• Donanım sınıflandırması için, PSE fiziksel katmanda PD'den mevcut değeri okur.
• Yazılım sınıflandırması için, PSE ve PD, cihazların yeteneklerini duyurmak için kullandıkları bir Ethernet protokol ağı olan Link Katmanı Keşif Protokolü (LLDP) kullanarak güç gereksinimlerini müzakere eder.

Anlaşma  sırasında ilk olay her zaman donanım düzeyinde gerçekleşir. İlk olay sırasında PSE, PD'nin Sınıf 4 veya daha yüksek olduğunu belirler ise, yalnızca Sınıf 3 güç sağlar. İkinci olayda, PSE LLDP kullanarak PD ile güç gereksinimlerini müzakere eder. Yazılım müzakeresinin en önemli avantajlarından biri, PD'nin sınıf tanımından daha düşük olabilecek belirli bir güç miktarını talep edebilmesidir. Bu, PSE'nin daha verimli güç bütçeleme için kalan gücü diğer cihazlara tahsis etmesini sağlar.The IEEE 802.3bt standard for Type 3 and Type 4 PoE also introduced optional auto-classification functionality, which allows the PSE to determine the maximum power drawn by the PD. The PSE measures the PD’s power consumption over time to determine and set the maximum power output. Type 3 and Type 4 PSEs identify PDs with auto-class functionality during the discovery stage.

Son Aşama: Operasyon

PSE, PoE uyumlu bir PD'nin bağlı olduğunu ve ne kadar güç gerektiğini belirledikten sonra, çalışma moduna geçer ve PD'ye yeterli gücü sağlar. Çalışma sırasında PD, sürekli işlevselliği sağlamak için bir güç sürdürme imzası (MPS) sinyali üretir. PSE, bu MPS sinyalini PD'de sürekli olarak izler ve sinyal kaybolursa gücü keser. Bu, cihazın fişi çekildiğinde gücün boşa harcanmamasını sağlar ve fişi çekilmiş kabloya dokunduğunuzda hoş olmayan bir sürprizle karşılaşmanızı önler. PSE daha sonra müzakere sürecini yeniden başlatır.

Doğru PoE Test Cihazı Önemlidir!

PoE'yi test ederken, tüm IEEE 802.3 standartları için PoE müzakere sürecini dikkate alan bir test cihazı arayın. Örneğin, Fluke Networks LinkIQ Kablo+Wi-Fi+Ağ Test Cihazı, dört çiftli bir ağ kablosunun hangi çiftlerinin güç taşıdığını gösterir ve anahtarın tek imzalı veya çift imzalı gücü müzakere edip edemeyeceğini belirtir. Bu bilgi, sorun giderme için yararlı olabilir. Örneğin, bir 802.3bt PD düzgün çalışmıyorsa, bunun nedeni çift imzalı bir cihaz olması, ancak anahtarınızın yalnızca tek imzalı cihazları desteklemesi olabilir. Bu durumda, switchinizi yükseltmeniz veya cihazı çift imzalı cihazları destekleyen farklı bir switch bağlamanız gerekebilir.

^{Anahtar bağlantı noktası PoE sonucu, kullanılan çiftleri, kullanılabilir gücü ve sınıfı ve yük altındaki PoE testinin sonuçlarını gösterir.}

LinkIQ test cihazı ayrıca, bir cihazın ağa bağlanabilmesini ve PoE anahtarı tarafından dinamik tahsisatın etkinleştirilebilmesini sağlamak için hem donanım hem de yazılım düzeyinde müzakere edilen güç sınıfını (0-8) gösterir. PoE'yi test etmek için, müzakere edilen gücü çekerken hatta bir yük yerleştirir. Gerilim, PD tarafından gerekli görülen minimum seviyenin altına düşerse (bu, kablolama sorunu veya aşırı yüklenmiş PSE nedeniyle olabilir), güç aslında kullanılamaz ve test başarısız olur.