PoE подаёт питание по той же витой паре, что и данные: коммутатор (PSE) выдаёт около 50 В, устройство (PD) берёт мощность своего класса. Сам стандарт IEEE 802.3 платный; его пределы калькулятор берёт из даташитов TI, которые их цитируют, и проверяет согласованность: таблицы мощности PD получаются из мощности PSE за вычетом потерь в худшем кабеле.
Классы и типы
| Класс | Мощность PSE | Мощность PD | Тип | Пары |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 15,4 Вт | 12,95 Вт | Type 1 (802.3af) | 2 |
| 1 | 4 Вт | 3,84 Вт | Type 1 | 2 |
| 2 | 7 Вт | 6,49 Вт | Type 1 | 2 |
| 3 | 15,4 Вт | 12,95 Вт | Type 1 | 2 |
| 4 | 30 Вт | 25,5 Вт | Type 2 (802.3at) | 2 |
| 5 | 45 Вт | 40 Вт | Type 3 (802.3bt) | 4 |
| 6 | 60 Вт | 51 Вт | Type 3 | 4 |
| 7 | 75 Вт | 62 Вт | Type 4 (802.3bt) | 4 |
| 8 | 90 Вт | 71,3 Вт | Type 4 | 4 |
Мощность PSE — по таблицам 9-37 и 9-45 TPS23881, мощность PD — по таблицам 1 и 6 TPS2372. Худший кабель стандарта: петля 20 Ом у Type 1, 12,5 Ом у Type 2 и Type 3 по двум парам, 6,25 Ом по четырём парам; наименьшее напряжение PSE — 44, 50 и 52 В (Type 4).
Как считается порт
Устройство за своим DC-DC преобразователем потребляет почти постоянную мощность P, поэтому ток в кабеле — меньший корень уравнения UI − I2R = P:
Проверка на худшем случае Type 1: 12,95 Вт при 44 В через 20 Ом дают ровно 350 мА и 37 В на входе PD — это нижняя граница допустимого напряжения из таблицы 6 TPS2372. Для Type 2 так же получаются 600 мА и 42,5 В, для Type 4 — 1,73 А и 41,2 В.
Сопротивление реального кабеля калькулятор считает по диаметру жилы AWG и удельному сопротивлению меди при её температуре — как в калькуляторе провода. При питании по двум парам ток идёт по двум жилам туда и по двум обратно, поэтому петля равна сопротивлению одной жилы длиной с кабель; по четырём парам — половине. Это оптимистичная оценка: она идёт от номинального диаметра жилы, а реальный кабель по стандартам на кабельные системы может иметь большее сопротивление. Если в паспорте кабеля указано сопротивление жилы, введите его в режиме «Ом на 100 м»; у кабелей из омеднённого алюминия оно заметно больше медного. Калькулятор также предупредит, если напряжение PSE ниже минимума своего типа — 44, 50 или 52 В.
Пример
Камера класса 4 потребляет 20 Вт, коммутатор даёт 50 В, кабель медный AWG 24:
| Длина | Петля | Ток | Потери | Напряжение на PD |
|---|---|---|---|---|
| 30 м | 2,53 Ом | 408 мА | 0,42 Вт | 48,97 В |
| 60 м | 5,05 Ом | 418 мА | 0,88 Вт | 47,89 В |
| 100 м | 8,42 Ом | 431 мА | 1,57 Вт | 46,37 В |
А тот же порт с полными 25,5 Вт на 100 м тонкого кабеля AWG 26 (петля 13,4 Ом) уже не проходит: на устройстве 41,8 В — меньше 42,5 В, — и PSE должен отдать 30,5 Вт при пределе класса 30 Вт. Класс 8 по четырём парам AWG 24 на 100 м: 71,3 Вт при 52 В дают 1,57 А, 10,4 Вт потерь и 45,4 В на устройстве.
Бюджет коммутатора
Коммутатор резервирует под порт мощность класса, а не реальное потребление (TPS23881, разд. 9.1.5): два порта класса 4 и четыре класса 2 занимают 2 × 30 + 4 × 7 = 88 Вт. Если бюджет меньше, часть устройств не получит питание или получит пониженный класс. Устройство класса 5–8, подключённое к коммутатору Type 1, получит мощность класса 0, к Type 2 — класса 4 (TPS2372, разд. 7.4.5).
Как распределено питание по контактам RJ-45, описано на странице распиновки RJ-45, а как подключить Ethernet к микроконтроллеру — в статье «Ethernet для микроконтроллера». Потребление самого устройства удобно собрать в калькуляторе бюджета питания.
Частые вопросы
Сколько ватт даёт PoE, PoE+ и PoE++?
На выходе коммутатора: 802.3af (Type 1) — 15,4 Вт на порт, 802.3at или PoE+ (Type 2) — 30 Вт, 802.3bt (Type 3 и 4) — 60 и 90 Вт по четырём парам. Устройству достаётся меньше, потому что стандарт закладывает потери в 100 м кабеля: 12,95; 25,5; 51 и 71,3 Вт (TI TPS2372, табл. 6). Промежуточные классы 1, 2, 5 и 7 — это 4, 7, 45 и 75 Вт у коммутатора.
Как рассчитать потери PoE в кабеле?
Устройство потребляет постоянную мощность P, поэтому ток находят из U·I − I²·R = P: I = (U − √(U² − 4RP)) / 2R, где R — сопротивление петли. При питании по двум парам каждая сторона петли — две жилы параллельно, и петля равна сопротивлению одной жилы длиной с кабель; по четырём парам — вдвое меньше. Потери — I²R. Для 100 м медного AWG 24 петля около 8,4 Ом при 20 °C.
Почему коммутатор отключает порт, хотя мощности хватает?
Коммутатор резервирует не фактическую мощность, а мощность класса: камера класса 4, потребляющая 12 Вт, занимает в бюджете 30 Вт. Если сумма классов больше бюджета, новые порты не включатся. Проверьте блок «Бюджет коммутатора» калькулятора; часть коммутаторов умеет распределять мощность по реальному потреблению — это их настройка, а не правило стандарта.
Можно ли питать PoE по кабелю длиннее 100 метров?
Стандарт гарантирует мощность класса при сопротивлении петли 20 Ом (Type 1) или 12,5 Ом (Type 2 и 3 по двум парам) — это около 100 м кабеля категории 5. На более длинном или тонком кабеле напряжение на устройстве может упасть ниже 37–42,5 В. Калькулятор покажет, хватит ли конкретного кабеля: например, 100 м AWG 26 при 25,5 Вт уже не укладываются в пределы Type 2.
Источники
- Texas Instruments. TPS2372 High-Power PoE PD Interface with Automatic MPS and Autoclass (SLUSCM4B, October 2017, revised November 2018) — табл. 1: наибольшая мощность на входе PD по классам 0–8 — 12,95; 3,84; 6,49; 12,95; 25,5; 40; 51; 62; 71 Вт; табл. 6 «Comparison of Operational Limits»: Type 1 — петля 20 Ом, PSE 15,4 Вт от 44 В, PD 13 Вт, 37–57 В; Type 2 и Type 3 по двум парам — 12,5 Ом, 30 Вт от 50 В, 25,5 Вт, 42,5–57 В свыше 13 Вт; Type 3 по четырём парам — 6,25 Ом, 60 Вт, 50 В, 51 Вт; Type 4 — 6,25 Ом, 90 Вт от 52 В, 71,3 Вт, 41,2–57 В; разд. 7.4.5: PSE Type 1 даёт устройству класса 4–8 мощность класса 0, Type 2 — класса 4
- Texas Instruments. TPS23881 Type-4 4-Pair 8-Channel PoE 2 PSE Controller (SLVSF02E, March 2019, revised May 2023) — табл. 9-37, 9-38 и 9-45: мощность PSE по назначенному классу — 4, 7, 15,5 (15,4), 30, 45, 60, 75 и 90 Вт; классы 5–8 — по четырём парам; разд. 9.1.5: распределение мощности и понижение класса; разд. 10.1.1.1: Type 3 — до 60 Вт по четырём парам, Type 4 — до 90 Вт
- Texas Instruments. TPS2375, TPS2376, TPS2377 IEEE 802.3af PoE Powered Device Controllers (SLVS525B, April 2004, revised April 2008) — стандарт закладывает сопротивление кабеля 20 Ом: из 15,4 Вт на выходе PSE на входе PD остаётся 12,95 Вт; наименьшее напряжение PSE 44 В
Встроить калькулятор на свой сайт
Скопируйте код и вставьте его в HTML страницы, статьи или вики. Виджет бесплатный, без рекламы, счётчиков и cookie. Условие одно — ссылка на GAW под рамкой остаётся на месте. Подробнее о виджетах
<iframe src="https://gaw.ru/embed/poe-budget/" title="Калькулятор бюджета PoE" width="100%" height="640" style="border:1px solid #e3e5e9;border-radius:8px" loading="lazy" allow="clipboard-write"></iframe>
<p style="margin:6px 0 0;font-size:14px">Калькулятор: <a href="https://gaw.ru/tools/poe-budget/">Калькулятор бюджета PoE</a> — GAW.ru</p>Автоподстройка высоты рамки
Если сайт разрешает скрипты, добавьте этот код один раз в любом месте страницы: рамка будет менять высоту вместе с результатом расчёта.
<script>window.addEventListener("message",function(e){if(e.origin!=="https://gaw.ru"||!e.data||e.data.type!=="gaw:embed-height")return;var f=document.querySelectorAll('iframe[src^="https://gaw.ru/embed/"]');for(var i=0;i<f.length;i++)if(f[i].contentWindow===e.source)f[i].style.height=e.data.height+"px"})</script>Обновлено .
Нашли ошибку в расчёте?