PoE Switch mit Netzwerkkabeln

PoE Switch – Strom per LAN-Kabel

Ein PoE Switch ermöglicht es, netzwerkfähige Geräte per Ethernetkabel mit elektrischem Strom zu versorgen. Er nutzt dabei den Power over Ethernet Standard.

Wozu dient ein PoE Switch?

Es lassen sich damit separate Verkabelungen für die Energieversorgung einsparen. Hierfür wurden verschiedene Standards geschaffen, die sich hinsichtlich der maximalen Leistung unterscheiden.

Wie funktioniert ein PoE Switch?

Die Abkürzung PoE bedeutet Power over Ethernet. Dieses Verfahren stellt elektrische Energie für netzwerkfähige Geräten über das Netzwerkkabel bereit. Dieses Ethernetkabel überträgt dabei neben den Netzwerksignalen gleichzeitig den elektrischen Strom. Dank PoE ist ein separater Stromanschluss überflüssig, wodurch auch der Installationsaufwand für Netzwerkgeräte sinkt.

Die Technik ist sehr nützlich, um separate Devices wie Überwachungskameras, Webcams oder WLAN-Access-Points mit Strom zu versorgen und gleichzeitig von ihnen Daten zu beziehen. Diese Devices sind oft an schwer zugänglichen Stellen installiert.




Unterschiede bei den PoE-Klassen

Es gibt den Standard in verschiedenen Auslegungs- und Leistungsklassen. Im Überblick:

PoE-Standard IEEE 802.3af:
Mit 44 Volt und 15,4 Watt maximaler Leistung pro Port (maximal nutzbar 12,95 Watt).

PoE+ Standard IEEE 802.3at:
Mit 50 Volt und maximaler Leistung pro Port von 25,4 Watt (maximal nutzbar 21,90 Watt).

PoE++ (auch als 4PPoE bezeichnet):
Technischer Standard IEEE 802.3bt mit 50 Volt und maximal nutzbarer Leistung bis 100 Watt.

Ein IEEE 802.3af PoE Switch nutzt zwei freie Adernpaare im Ethernetkabel, das in 10Base-T- oder 100Base-TX-Netzwerken zum Einsatz kommt. Der IEEE 802.3at kommt zu höheren Leistungen, weil er Endspan-/Midspan-Versorgungen nutzt, also als Switch die direkte Versorgung übernimmt (Endspan) oder zwischengeschaltete PoE-Injektoren verwendet (Midspan).

Der Strom kann über die Datenadernpaare als Phantomspeisung oder über ungenutzte Adernpaare als Spare-Pair-Speisung übertragen werden. PoE++ erweitert die Leistungsfähigkeit so sehr, dass sich der Standard auch für Gigabit-Ethernet-Netzwerke nutzen lässt. Es sind dafür allerdings Cat5e- oder Cat6-Kabel nötig oder werden zumindest empfohlen, die einen geringeren Widerstand aufweisen.

Wichtig zu wissen: PoE++ nutzt alle Adern im Netzwerkkabel für die Energieübertragung. Daher kommen die hohen maximal erzielbaren Leistungen zustande. Sie können 100 Watt erreichen, 70 Watt sind es mindestens. Mit diesen hohen Leistungen lassen sich auch große Endgeräte wie Rechner oder Bildschirme per Datenkabel mit Strom versorgen.




Welche Vor- und Nachteile hat ein PoE Switch?

Die Vorteile liegen auf der Hand. Mit PoE genügt für die Daten- und Stromübertragung ein einziges Kabel. Das senkt nicht nur drastisch die Kosten (Ethernetkabel sind teuer), sondern vor allem den Installations- und Wartungsaufwand. Wenn nämlich bei getrennter Stromversorgung und Datenübertragung das Signal ausfällt, ist immer zu überprüfen, ob es an der Strom- oder an der Datenleitung liegt. Ein PoE-Kabel hingegen muss nur für sich überprüft und gegebenenfalls gewechselt werden.

Installationen von solchen Kabeln sind bei Erweiterungen in einem Netzwerk, die oft anstehen, sehr aufwendig. Da muss es günstiger sein, nur ein Kabel für Strom und Daten zu verwenden. Ein weiterer wichtiger Vorteil kommt hinzu, der oft sogar das Hauptmotiv für den Einsatz von PoE ist: Die Netzwerkgeräte lassen sich damit an Orten installieren, zu denen noch keine Stromkabel gelegt wurden, weil dort normalerweise keine Stromversorgung vorgesehen ist.

Nicht zuletzt spart die zentrale Stromverteilung per Switch die sonst üblichen externen Netzadapter und/oder Netzteile ein. Die Switches können mit redundanten Netzteilen ausgestattet werden. All diese Vorteile erhöhen insgesamt die Verfügbarkeit von entsprechenden Devices in Netzwerken bei geringeren Kosten.

Ein Nachteil, der sich allerdings ausgleichen lässt, ist die konstruktionsbedingte Verlustleistung, die oben schon in der Gegenüberstellung von installierter und maximal verfügbarer Leistung angedeutet wurde. Gerade bei längeren Netzwerkkabeln ist mit diesen Verlusten zu rechnen, die in dieser Dimension bei reinen Stromkabeln nicht auftreten. Beachten wir allerdings, dass es sich um vergleichsweise geringe Stromverluste im niedrigen Wattbereich handelt. Bei der Installation von Ethernet-Switches ist lediglich auf eine genügend hohe Gesamtleistung zu achten, damit alle Anschlussports genügend Leistung erhalten.

PoE Switch kaufen: Worauf ist zu achten?

Beim Kauf des Switches ist darauf zu achten, dass die angeschlossenen Endgeräte PoE-tauglich sind. Sie könnten sonst Schaden nehmen. Ein Klassiker der Fehlinstallation ist die Verwendung eines PoE-Kabels für Telefone, die dafür nicht ausgelegt sind und durch Spannungen auf den entsprechenden Adernpaaren wegen mangelnder Kompatibilität zerstört werden. Es gibt natürlich PoE-kompatible Telefone, nämlich die meisten Geräte für die VoIP-Telefonie, doch andere Telefone sind für die Technologie nicht ausgelegt.

Ob ein Gerät PoE-tauglich ist, lässt sich mit dem Resistive-Power-Directory-Verfahren überprüfen. Hierbei wird mit einer speziellen Messschaltung der Innenwiderstand des Endgerätes überprüft. Des Weiteren muss die PoE-Klasse zum Endgerät passen. Die Klassen reichen von 0 bis 4. Den Beschreibungen der Endgeräte ist zu entnehmen, welchen Switch mit welcher PoE-Variante sie vertragen. Nur diese sollte angeschafft werden. Eine Herausforderung ist zudem die entstehende Wärme in den Kabeln, welche die Datenübertragung beeinträchtigen könnte.

Aus diesem Grund müssen Adern gut isoliert sein und die maximalen Übertragungsleistungen zur Umgebungstemperatur passen. Die Erwärmung beschreiben bestimmte Normen für die einzelnen PoE-Klassen. Bei typischen U/UTP-Kabeln kann die Erwärmung den nur bei Datenübertragungen üblichen Temperaturanstieg um den Faktor 5 übersteigen. Bei geschirmten Kabeln ist nur eine deutlich geringere Erwärmung zu erwarten: Die Metallschirmung transportiert teilweise die Wärme ab.




FAQs

Lässt sich ein Laptop mit PoE betreiben? 

Bislang – Mitte 2019 – gibt es solche Lösungen noch nicht.

Was bedeutet PoE?

Wörtlich: Kraft über Ethernet, also Stromversorgung über Ethernet.

Welche PoE-Geräte gibt es?

Bevorzugt wird die Technologie für Webcams, Überwachungskameras (IP-Kameras), Netzwerk-Switches, Router, VoIP-Telefone und WLAN-Access-Points eingesetzt.

Was heißt PoE-Kamera?

Das ist eine der genannten PoE-kompatiblen Kameras. Die Bezeichnung hat sich für Überwachungskameras eingebürgert, die ihren Strom über ein PoE-Kabel erhalten.

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PoE Switch – Strom und Daten per LAN-Kabel übertragen

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