Power-over-Ethernet vereinfacht die Infrastruktur und den Betrieb von IT-Netzen: Die Energieversorgung eines Endgeräts erfolgt über die Datenleitung. Damit entfällt die bislang für Endgeräte notwendige separate Stromversorgung. Steckdose, Zuleitung und Abgang im Elektro-Unterverteiler können eingespart werden, ebenso die Installation durch einen zugelassenen Elektriker und die vorgeschriebene fachtechnische Abnahme. Das führt zu einer beachtlichen Reduzierung von Implementierungskosten, besonders wenn dieser Aspekt unternehmensweit betrachtet wird. Die wirtschaftlichen Vorteile von Power-over-Ethernet (PoE) und Power-over-Ethernet Plus (PoE+) beschränken sich aber nicht auf die reine Installation. Auch im Betrieb hat diese Technologie einiges zu bieten: Durch eine zentralisierte Stromversorgung sind PoE-fähige Endgeräte leicht zu überwachen, leicht zu schützen und leicht über eine USV abzusichern. Eine Stromversorgung mit PoE/PoE+ kann von einem beliebigen Punkt mit Internetverbindung aus gemanagt werden. Der Administrator schaltet die Stromzufuhr der über PoE/PoE+ angeschlossenen Geräte über sein Managementsystem aus und ein. Damit kann er Geräte resetten, ohne dass sich jemand vor Ort begeben muss. Das ist vor allem bei schwer zugänglichen Geräten von Vorteil, beispielsweise bei Kameras im Außenbereich oder Access Points, die in Fertigungshallen in mehreren Meter Höhe hängen. Fertigung, Logistik, Verkehrsüberwachung und Verkehrssteuerung, Signalisierung oder Funknetze mit erhöhten Leistungen greifen auf PoE+ zurück. Durch die höhere Leistung von PoE+ können nun auch Videokameras im Außenbereich versorgt werden, deren Leistungsbedarf durch die Gehäuseheizung höher ist als bei IP-Kameras in Gebäuden. Die Motoren von PTZ-Kameras (Pan-Tilt-Zoom = Kameras mit Schwenk-/Neigevorrichtung) brauchen ebenfalls oft mehr als 12,95W. Scanner, Barcodeleser und Industrie-RFID-Leser sind weitere Anwendungsmöglichkeiten. Und PoE+ wird bereits weiterentwickelt, um noch höhere Leistungen über die Datenleitung zu übertragen. Damit könnten zukünftig eventuell Industrierechner versorgt werden. Wie funktioniert POE/POE+? Die Norm unterscheidet stromgebende Geräte (Power Sensing Equipment = PSE) und stromaufnehmende Geräte (Powered Device = PD). Das PSE erkennt über Gleichstromwiderstand und Kapazität, ob ein angeschlossenes Endgerät PoE-fähig ist oder nicht. Falls ein PoE-fähiges Endgerät angeschlossen ist, erhöht das PSE die Spannung schrittweise bis zum Endwert, den das Endgerät braucht. Power-over-Ethernet kann direkt vom Switch bereitgestellt werden (Endpoint-Verfahren, \’Powered Switch\‘). Bei bestehender Infrastruktur kann PoE über zusätzliche Geräte, sogenannte Injektoren oder Midspans, eingespeist werden. Die Datenübertragung auf Kupferleitungen ist gemäß Norm auf eine Leitungslänge von 100m begrenzt. Für größere Entfernungen kommen Glasfaserleitungen zum Einsatz. Glas leitet elektrischen Strom nicht, somit ist bei Glasfasernetzen keine Versorgung der Endgeräte über die Datenleitung möglich. Dieses Problem lösen Medienumsetzer. Sie stellen den angeschlossenen Endgeräten nicht nur Daten, sondern auch Power-over-Ethernet zur Verfügung. Dieses Verfahren eignet sich für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, bei denen ein PoE-fähiges Endgerät über eine Glasfaserleitung mit dem zentralen Switch verbunden wird. Alternativ kann ein Industrieswitch an die Glasfaserstrecke angeschlossen werden, an den dann die PoE-fähigen Endgeräte angebunden werden. Dabei bietet er auf der Kupferseite wieder die vollen 100m Leitungslänge gemäß Norm. Im industriellen Umfeld sind neben hoher Leistung auch hohe Zuverlässigkeit und hohe Widerstandsfähigkeit gegen äußere Einflüsse unabdingbar. PoE-/PoE+-Industrieswitches für hochverfügbare Netze beispielsweise gibt es mit Anschlüssen für einen fehlertoleranten Glasfaserring. Bei einer Unterbrechung des Rings wird die Verbindung automatisch zu einer Busarchitektur und kann dadurch weiterbetrieben werden (Selbstheilung des Netzwerkes). Hochwertige Produktlösungen besitzen darüber hinaus Sonderzulassungen, etwa für erhöhte Anforderungen von Bahntechnik und Energieversorgern. Einsparpotenzial Energiekosten Eine industrietaugliche Lösung muss nicht nur zuverlässig, sondern auch wirtschaftlich sein. Schließlich schlagen sich hohe Anlagenkosten unweigerlich in hohen Fertigungskosten nieder. Das zeigt sich besonders bei den Energiekosten. Die im PoE-Standard definierten Leistungsklassen ermöglichen eine Optimierung der Stromversorgung, doch nicht alle Hersteller nutzen sie konsequent. Mithilfe der Network Management Platform (NMP) hat Microsens die Weichen für ein intelligentes, applikationsbezogenes Energiemanagement gestellt. Die Plattform bietet geräte- und anschlussspezifisch angepasste Stromversorgung in feinen Abstufungen. Damit kann der Gesamt-Energieverbrauch gesenkt werden. Nicht mehr wegzudenken PoE und PoE+ sind aus industriellen Anwendungen nicht mehr wegzudenken. Technische wie wirtschaftliche Vorteile haben die Stromversorgung von Endgeräten über die Datenleitung in vielen Anwendungen zur bevorzugten Technologie gemacht, und ständig kommen neue Anwendungen für PoE und PoE+ hinzu. Dabei darf nicht vergessen werden, dass gerade bei Anwendungen in Industrie und Fertigung PoE / PoE+-Komponenten zusätzliche Anforderungen an Zuverlässigkeit, Ausfallsicherheit und Wirtschaftlichkeit erfüllen müssen.
Microsens GmbH & Co. KG
