Rozmawiając o Wi-Fi skupiamy się najczęściej na technologiach radiowych (modulacji, propagacji sygnału) oraz rozwiązaniach werstwy drugiej np. w kontekście maksymalnej szybkości transmisji i liczby obsługiwanych użytkowników, itp. Warto jednak przyjrzeć się tematyce sieci bezprzewodowych pod kątem zasilania. Każdy punkt dostępowy WLAN (AP) wymaga oczywiście jakiejś formy zasilania, co może zostać zrealizowane na trzy sposoby:
- Przy pomocy zasilacza stałoprądowego (DC), typowo dostarczającego napięcie rzędu 7 - 20 V - to rozwiązanie stosowane jest zwykle w instalacjach domowych.
- Bezpośrednio z sieci 220V - taki wariant stosujemy czasami w przypadku AP zewnętrznych (outdoor).
- Z pośrednictwem sieci Ethernet - czyli poprzez PoE (Power over Ethernet).
W typowej "biurowej" lub przemysłowej sieci Wi-Fi każdy AP jest podłączony do przełącznika Ethernet. Praktycznie w każdej instalacji mamy do czynienia z czteroparowym okablowaniem kategorii od 5e do 6a, które pozwalają na transfer z szybkością od 1 do 10 Gbps. Okablowanie takie pozwala także na zasilenie podłączonego do sieci urządzenia. Obecnie na rynku funkcjonuje kilka standardów zasilania PoE, przy czym w perspektywie czasu obserwujemy wyraźną tendencję do zwiększania się wymagań na maksymalną dostępną moc. Wynika to z rozwoju technologii: początkowo PoE było wykorzystywane do zasilania urządzeń o małych wymaganiach energetycznych: np. telefonów IP oraz AP 3-ciej i 4-tej generacji. Stopniowo wymagania na dostarczoną moc rosły - w szczególnosci AP nowej generacji (Wi-Fi 5 i 6) mają większe wymagania dot. zasilania, pojawiły się też inne enegochłonne urządzenia zasilane przez PoE, np. ekrany LCD systemów "digital signage".
Zanim przejdziemy do omówienia dostępnych wariantów PoE warto wprowadzić podstawowe pojęcia z nim związane.
- Źródłem zasilania w systemie PoE może być przełącznik (zgodny z PoE), lub tzw. "PoE injector" - niewielkie urządzenie w postaci przejściówki Ethernet zaopatrzone w zasilacz DC, dostarczające do kabla sieciowego niezbędną moc. Z uwagi na niewygody związane z wykorzystaniem PoE injectorów w zastosowaniach profesjonalnych prawie zawsze stosuje się przełączniki PoE.
- PSE (Power Sourcing Equipment) - urządzenie dostarczające zasilanie - typowo - przełącznik.
- PD (Powered Device) - urządzenie zasilane: np. AP, telefon IP, kamera, itd.
- Power to PD - maksymalna moc dostarczana do PD.
- Maksymalna moc na port - maksymalna moc dostępna na wyjściu PSE.
- Budżet mocy - łączna moc dostarczana przez PSE, może być mniejsza niż iloczyn liczb portów i maksymalnej mocy na jednym porcie!
Należy pamiętać, że z uwagi na straty mocy podczas transmisji (prawo Ohma obowiązuje także w tym przypadku) moc dostarczana do PD jest nieco mniejsza od maksymalnej mocy na porcie. Maksymalne straty mocy określone są przez maksymalną dopuszczalną długość okablowania. Przykładowo - w standardzie IEEE 802.3af maksymalna moc odbiornika może wynieść 13W, zaś moc na porcie wynosi 15.4 W. Fakt ten nabiera znaczenia przy doborze urządzeń zasilanych przez PoE i obliczaniu budżetu mocy przełączników.
W poniższej tabelce zestawiamy standardy PoE i dostępne moce:
| Nazwa zwyczajowa standardu | Nazwa pełna standardu | Maks. moc do PD [W] | Maks. moc na port PSE [W] | Przykład zastosowania |
| PoE | IEEE 802.3af (2 pary) | 12.95 | 15.4 | niezaawansowane kamery, telefony IP, terminale POS, AP pre-Wi-Fi 5 |
| PoE+ | IEEE 802.3at (2 pary) | 25.5 | 30 | AP Wi-Fi 5/6, kamery on-line, systemy alarmowe, telefony wideo |
| PoE++ | IEEE 802.3bt (4 pary) | 51 | 60 | Systemy wideo-konferencyjne, high-end AP Wi-Fi 6 |
| PoE++ | IEEE 802.3bt (4 pary) | 71.3 | 100 | laptopy, ekrany LCD |
Zasilanie PoE w zależności od standardu realizowane jest przy pomocy 2 lub wszystkich 4 par przewodów Ethernet. Standard obsługuje negocjację dostępnej mocy pomiędzy PSE a PD, tak więc nie istnieje ryzyko przeciążenia czy też uszkodzenia PSE. Należy też zaznaczyć, że podane w tabelce wartości mocy dla każdego ze standardów są maksymalne, możliwe jest wynegocjowanie mocy pośrednich, np. w standardzie PoE++ moc negocjowana jest z krokiem 0,1W. Teoretycznie PoE może funkcjonować na każdym okablowaniu Ethernet od kategorii 5 wzwyż. W praktyce jednak może to być problematyczne: wysokie maksymalne wartości prądu na jedną parę (np. prawie 1A w przypadku IEEE 802.3b) powodują nagrzewanie się kabli, prowadzenie kabli w wiązkach może powodować dalsze problemy z odprowadzeniem ciepła i problemy z funkcjonowaniem zasilania. Dlatego też już na etapie projektu okablowanie sieci warto rozważyć i uwzględnić potrzeby PoE.
Na zakończenie warto wspomieć o kilku innych opcjach zasilania AP Wi-Fi:
- AP pracujące w środowiskach zewnętrznych, np. w sieciach miejskich, z racji dużych odległości do punktu dystrybucji często podłączone są do sieci przy pomocy światłowodów, w takim przypadku możliwy jest dobór AP zasilanego z sieci 220V.
- Ostatnio dostępne stało się nowe rozwiązanie "Power over Fiber" polegające na zastosowaniu specjalnego okablowania hybrydowego, w którym światłowód transmitujący dane cyfrowe jest zintegrowany z przewodami elektrycznymi zapewniającymi zasilanie.
Zobacz też:
