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Strom über das Datenkabel – das klingt so verlockend Herausforderungen für Power over Ethernet im LAN und WLAN

| Autor / Redakteur: Andreas Beuthner / Ulrike Ostler

Power over Ethernet (PoE) bezeichnet die Stromversorgung von Endgeräten via Datenleitung. Wer allerdings eine neue Gerätelandschaft auf PoE-Basis plant, sollte genau hinschauen, ob die Energieversorgung den Leistungsbedarf deckt.

( Archiv: Vogel Business Media )

Auf den ersten Blick scheint alles in Ordnung: Es gibt den IEEE-Standard 802.3af, der die Stromversorgung von Endgeräten über einen Ethernet-Port spezifiziert und seit vier Jahren auf dem Tisch liegt. Genügend Zeit für die Hersteller von Netz-Equipment, ihr Produktportfolio auf den Standard abzustimmen.

Bei genauerer Lektüre von 802.3af allerdings stutzt der Leser: Zwischen dem Energielieferanten (Power Sourcing Equipment, PSE) und dem Abnehmer (Powered Devices, PD) gibt es zwei verschiedene Verfahren, um Netzwerkgeräte über ein 8-adriges Ethernet-Kabel mit Strom zu versorgen.

Entweder schickt der Netzwerk-Switch den Ethernet-fähigen Endgeräten die erforderliche Energie (Endspan) oder ein eigener Injektor sendet Strom über freie Adern des Twisted-Pair-Kabels (Midspan).

Verlässlicher Standard bis 13 Watt

Klare Aussagen trifft die 802.3af-Arbeitsgruppe hinsichtlich der übertragenen Stromspannung und -leistung. Switch oder Injektor liefern einem angeschlossenen Geräteport maximal 48 Volt und bis zu 15,4 Watt.

Als durchschnittliche Leistungsgrenze gelten 12,95 Watt. Das genügt, um PoE-fähige Telefone, Netzwerkkarten, Print-Server oder herkömmliche WLAN-Access-Points (WAP) in Gang zu setzen.

Laptops oder WLAN Access Points für breitbandige Funkübertragung nach dem künftigen Standard IEEE 802.11n brauchen jedoch mehr. So benötigen Laptops je nach Betriebszustand bis zu 50 Watt und Wireless APs für Gigabit-Netze verbrauchen ebenfalls mehr als der Standardwert von knapp 13 Watt.

Berufen sich Midspan- und Endspan-Anbieter im Datenblatt auf den 802.3af-Standard muss Intelligenz in den Stromquellen vorhanden sein. Trifft am Pin einer Netzwerkkarte statt des erwarteten Datensignals ein Stromstoß ein, führt das zum Crash des Bauteils.

Quelle und Endgerät müssen sich folglich darüber verständigen, ob eine Stromübertragung via Ethernet-Kabel überhaupt möglich ist und ob Midspan oder Endspan-Übertragung stattfindet. Liefert der Switch den Strom (Phantomspeisung) kommt er mit den Datensignalen an, hängt ein Midspan im Netz gibt´s Elektrizität über die ungenutzten Kabeladern.

Midspan kommt billiger

Da ältere Switches meist kein standardkonformes Endspan-System enthalten, stellt sich die Frage nach einer Neuinvestition von Ethernet-Switches. Das Geld können sich Anwender sparen, wenn sie stattdessen preiswertere Midspan-Devices, die zwischen Switch und Endgerät geschaltet werden, einsetzen. Üblicherweise sind es Powered-Patch-Panels oder Hubs mit geringem Platzbedarf im Rack.

Bei Ausfall eines Gerätes allerdings ist ein Neuanschluss des Kabels an einen anderen stromversorgten Port unumgänglich. Zudem ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) für die elektrifizierten Panelfelder erforderlich.

Mittelfristig dürften sich die Endspan-Systeme gegenüber der Injektoren-Versorgung durchsetzen, da der Netzwerk-Switch als Stromlieferant nicht auf ungenutzte Adern (Split Pair) im Ethernet-Kabel angewiesen ist.

In Gigabit-Netzen sind alle Adernpaare mit der Datenübertragung beschäftigt, so dass ein zwischengeschalteter Midspan die Übertragungsraten limitieren würde. Außerdem benötigen Midspan-Geräte eine eigene Stromversorgung sowie einen zusätzlichen Netzwerkanschluss für die Verwaltung der Stromzufuhr. Das bedeutet Admin-Aufwand und könnte den Preisvorteil gegenüber der Neuanschaffung von PoE-Plus-fähigen Switches zunichte machen.

Stromhunger bei Breitbandanwendungen nimmt zu

Schwierig wird es, wenn mit neuen Gerätegenerationen der Leistungsbedarf noch steigt. Für High-Power-Lösungen hat sich die IEEE-Arbeitsgruppe noch auf keine Spezfikationen geeinigt. Den Auftrag zur Erweiterung von 802.3af – es handelt sich dabei um den Standard 802.3at – erhielt das Normungsgremium im September 2005.

Nach einer IEEE-Roadmap soll der Standard erst im März 2008 vorliegen. Im Gespräch sind die Erhöhung auf eine Übertragungsleistung von 30 Watt. Damit könnten auch neuere WLAN-Access-Points, die Gigabit-Netze unterstützen und hierfür eine höhere Leistungsaufnahme benötigen, ohne Stromsteckdose in Betrieb gehen.

Erste Vorstöße wagten Hersteller in diesem Jahr. Globtek spricht bei seiner Fernversorgung von WLAN Access Points, Voice over IP Telefonen und Netzwerksicherheitskameras von einer aktiven PoE-Einspeisung. Diese Stromversorgung orientiert sich an den erweiterten Spezifikationen der IEEE 802.3at. Das Unternehmen weist aber ausdrücklich auf Modifizierungen hin, die sich nach der Verabschiedung von PoE-Plus ergeben könnten.

Strom für WLAN-Technik

In den USA melden sich Chip-Firmen, die mit erweiterten Controllern die Gunst der ersten Stunde nutzen wollen. Linear Technology beispielsweise wirbt mit einem Controller-Interface (LTC4264), das als Einkanal-Lösung, die angeschlossenen PDs erkennt, klassifiziert und mit einer potenzialgetrennten 48-V-Betriebsspannung versorgt. Die Stromquelle liefert bis zu 35Watt über zwei Adernpaare mit vier Anschlüssen. Laut Unternehmensangaben ist der Controller 802.3af-kompatibel, erfüllt aber auch schon die erweiterten (aber noch nicht verabschiedeten) Spezifikationen von 802.3at.

Bei den Wireless-AP-Anbietern hingegen herrscht noch Unsicherheit bezüglich der nächsten High-Speed-Geneartion nach IEEE 802.11n. Trapez Networks beispielsweise hat seinem neuen Mobility Point (MP-432) eine PoE-Versorgung nach dem verabschiedeten Standard 802.3af verpasst, obwohl das Gerät laut Firmenangaben eine Datenübertragung von insgesamt 600 Megabit pro Sekunde schafft und damit auf mehr Strom angewiesen ist.

Auch andere Switch- und Wireless-AP-Hersteller wie Cisco, Netgear, D-Link oder Nortel versuchen den Strombedarf noch auf dem bisher unterstützten Standard von maximal 15 Watt je Port zu halten.

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