PoE, PoE+ и PoE++: стандарты 802.3af, 802.3at, 802.3bt и расчёт бюджета

Коротко: PoE (Power over Ethernet) — передача питания по той же витой паре, что и данные, на расстояние до 100 м. Стандарт IEEE 802.3af (PoE) даёт до 15,4 Вт на порту коммутатора, 802.3at (PoE+) — до 30 Вт, 802.3bt (PoE++) — до 60 Вт (Type 3) и до 90 Вт (Type 4); до устройства доходит меньше: 12,95, 25,5, 51 и 71,3 Вт соответственно. При выборе коммутатора главное — не мощность одного порта, а суммарный PoE-бюджет блоков питания.

Что такое PoE и как порт решает, давать ли питание

В схеме PoE две стороны. PSE (Power Sourcing Equipment) — источник питания: PoE-коммутатор или инжектор (midspan). PD (Powered Device) — потребитель: IP-телефон, камера, точка Wi-Fi, контроллер доступа, тонкий клиент.

Порт стандартного PoE не подаёт напряжение «вслепую». Сначала идёт обнаружение (detection): PSE малым напряжением ищет на линии сигнатурное сопротивление около 25 кОм. Если его нет — например, подключён обычный ноутбук, — питание не подаётся. Затем классификация: устройство сообщает свой класс, и PSE резервирует под него мощность. Только после этого подаётся рабочее напряжение — примерно 44–57 В постоянного тока, в зависимости от типа.

Поэтому стандартный PoE безопасен для любых Ethernet-устройств. Исключение — так называемый пассивный PoE (24 или 48 В без согласования), о нём ниже.

Стандарты 802.3af, 802.3at и 802.3bt: типы 1–4

IEEE выпускал стандарты PoE поэтапно, и каждый следующий обратно совместим с предыдущим. В 802.3bt введено понятие типа (Type 1–4), которое удобнее маркетинговых названий.

Параметр	802.3af (PoE)	802.3at (PoE+)	802.3bt Type 3	802.3bt Type 4
Тип	Type 1	Type 2	Type 3	Type 4
Год утверждения	2003	2009	2018	2018
Мощность на порту PSE	15,4 Вт	30 Вт	60 Вт	90 Вт
Мощность на устройстве PD	12,95 Вт	25,5 Вт	51 Вт	71,3 Вт
Напряжение на PSE	44–57 В	50–57 В	50–57 В	52–57 В
Ток на пару	350 мА	600 мА	600 мА	960 мА
Задействовано пар	2	2	2 или 4	4
Классы	0–3	0–4	0–6	0–8
Кабель (минимум)	Cat3	Cat5e	Cat5e	Cat5e

Разница между мощностью на порту и на устройстве — это потери в кабеле: стандарт закладывает худший случай, линию длиной 100 м с максимальным допустимым сопротивлением.

Классы мощности 0–8: сколько резервирует порт

Класс — это заявка устройства на мощность. Коммутатор резервирует под порт мощность по классу, а не по фактическому потреблению (если не включён режим учёта по факту, см. ниже). Значения из стандарта:

Класс	Стандарт	Резерв на PSE	Доступно PD	Типичные устройства
0	af и выше	15,4 Вт	12,95 Вт	устройства без указания класса
1	af и выше	4 Вт	3,84 Вт	датчики, простые считыватели
2	af и выше	7 Вт	6,49 Вт	IP-телефоны, фиксированные камеры
3	af и выше	15,4 Вт	12,95 Вт	телефоны с экраном, камеры с ИК-подсветкой
4	at и выше	30 Вт	25,5 Вт	точки Wi-Fi 5/6, купольные камеры с подогревом
5	bt Type 3	45 Вт	40 Вт	мощные точки доступа, видеотелефоны
6	bt Type 3	60 Вт	51 Вт	точки Wi-Fi 6E/7, PTZ-камеры
7	bt Type 4	75 Вт	62 Вт	PTZ-камеры с обогревом, тонкие клиенты
8	bt Type 4	90 Вт	71,3 Вт	панели, мониторы, малые свитчи с питанием по PoE

Класс 0 — особый случай: устройство не сообщило класс, и порт по умолчанию резервирует максимум для af, 15,4 Вт. Если таких устройств много, бюджет «съедается» быстрее, чем кажется.

Чем 802.3bt отличается от 802.3at

Главное отличие — четыре пары вместо двух. В 802.3af/at питание идёт по двум парам из четырёх (по сигнальным или по свободным), в 802.3bt Type 3 и Type 4 — по всем четырём, поэтому мощность растёт без увеличения тока на пару сверх допустимого.

Single-signature и dual-signature. Устройство bt может иметь одну общую сигнатуру на обе группы пар или две независимые — тогда каждая группа классифицируется и питается отдельно.
Autoclass. Опциональный механизм: устройство в первые секунды работы показывает реальное максимальное потребление, и PSE резервирует ровно столько. Это экономит бюджет.
Режим ожидания с низким потреблением (MPS с укороченными импульсами) — порт не отключает питание у устройств, которые почти ничего не потребляют в простое.
Согласование через LLDP. Уже в 802.3at появилась точная договорённость о мощности по протоколу LLDP (Data Link Layer classification). Многие точки доступа запрашивают мощность именно так, и если LLDP на порту выключен, они стартуют в урезанном режиме.

Устройство класса 0–4 спокойно работает от порта 802.3bt, а устройство bt от порта at обычно включается в режиме ограниченной функциональности — например, точка доступа отключает часть радиомодулей или USB.

UPOE, UPOE+ и пассивный PoE: нестандартные варианты

До выхода 802.3bt производители делали свои расширения. У Cisco это UPOE (Universal PoE) — до 60 Вт на порт по четырём парам, и позднее UPOE+ — до 90 Вт, совместимый с 802.3bt Type 4. На коммутаторах Cisco Catalyst 9300 и 9400 эти режимы встречаются часто, подробнее — в разборе Cisco Catalyst 9300. У других производителей похожие ранние решения назывались по-разному (PoE++, 4PPoE) — по смыслу это предшественники 802.3bt.

Пассивный PoE — постоянные 24 или 48 В на свободных парах без обнаружения и классификации. Так питаются некоторые бюджетные радиомосты и точки доступа. Пассивный инжектор, подключённый к обычной сетевой карте, может её повредить, а стандартный PoE-коммутатор такое устройство не запитает, потому что не увидит сигнатуру. Смешивать эти миры можно только через конвертеры.

Как считать PoE-бюджет коммутатора

PoE-бюджет — суммарная мощность, которую коммутатор может отдать на все порты. Он определяется блоками питания и их числом, а не количеством PoE-портов. У 48-портового коммутатора PoE+ теоретический максимум 48 × 30 = 1440 Вт, но реальный бюджет часто меньше — например, 370, 740 или 1000 Вт в зависимости от модели и установленных БП.

Порядок расчёта:

Составьте список устройств с классами (смотрите паспорт устройства, а не только стандарт).
Умножьте число устройств на резерв по классу из таблицы выше — именно столько порт удержит из бюджета при статическом распределении.
Сложите и добавьте 15–20% запаса на рост и пусковые токи.
Сравните с бюджетом для вашей комплектации БП: у многих моделей бюджет с одним и с двумя блоками отличается.

Устройства	Класс	Количество	Резерв, Вт
IP-телефоны	2	24	24 × 7 = 168
Точки Wi-Fi 6	4	8	8 × 30 = 240
Точки Wi-Fi 6E	6	4	4 × 60 = 240
Камеры с ИК-подсветкой	3	10	10 × 15,4 = 154
Итого		46 портов	802 Вт + 20% ≈ 960 Вт

В этом примере коммутатор с бюджетом 740 Вт не подойдёт, хотя портов в нём хватает. Нужна модель с бюджетом от 1000 Вт или два коммутатора. Бюджеты конкретных моделей приведены в обзорах Juniper EX и Huawei S-серии.

Многие коммутаторы умеют распределять бюджет по фактическому потреблению (динамически) и задавать приоритеты портов: при нехватке мощности первыми отключаются порты с низким приоритетом. Приоритет «высокий» стоит выставлять камерам охраны и телефонам ресепшена.

Кабель, расстояние и нагрев

Предельная длина линии PoE та же, что у Ethernet, — 100 м (90 м стационарной проводки и до 10 м шнуров). Для 802.3at и 802.3bt стандарт требует кабель не ниже Cat5e; на практике под 802.3bt предпочтительнее Cat6 и выше: у него толще жилы и меньше нагрев.

Только медь. Кабель CCA (алюминий, покрытый медью) имеет большее сопротивление: напряжение на дальнем конце проседает, и мощные устройства перезагружаются под нагрузкой.
Пучки кабелей греются. При 60–90 Вт на линию плотные пучки в лотках нагреваются, растёт затухание. Для больших пучков есть рекомендации по укладке (TIA TSB-184-A) — разбивать на группы и не прокладывать в теплоизоляции.
Патч-панели и разъёмы. Отключение кабеля под нагрузкой вызывает искру на контактах; качественные разъёмы рассчитаны на это, дешёвые быстро обгорают.

Если до устройства больше 100 м, ставят PoE-удлинители или промежуточный коммутатор с питанием по PoE и сквозной передачей (PoE pass-through). Про кабельную часть подробнее — в статье о СКС, патч-панелях и кроссах.

Совместимость: что с чем работает

Стандартный PoE обратно совместим сверху вниз: порт 802.3bt запитает устройство af и at, порт at — устройство af. Мощность определяется классом устройства, а не возможностями порта.

Устройство bt на порту at — включится, если поддерживает работу на пониженной мощности; часть функций будет отключена. Многие точки Wi-Fi 6E и Wi-Fi 7 при питании от PoE+ отключают третье радио или снижают число потоков, подробнее — в обзоре точек доступа Wi-Fi 6 и 6E.
Инжектор (midspan) добавляет PoE к порту без питания. Инжектор должен быть того же стандарта, что и нужен устройству, и рассчитан на скорость линии (для 2,5G/5G/10G — мультигигабитный).
Сплиттер разделяет питание и данные на стороне устройства без PoE: например, выдаёт 12 В на камеру с отдельным входом питания.
Мультигигабит и PoE совместимы: порты 2,5/5/10GBASE-T с 802.3bt — обычное сочетание в коммутаторах доступа для точек Wi-Fi 6E/7.

Как выбрать коммутатор с PoE: 6 шагов

Перечислите устройства и их классы. Камеры, телефоны, точки доступа, считыватели — с моделями и паспортным потреблением.
Определите нужный стандарт на порту. До 25,5 Вт на устройстве хватает 802.3at; точкам Wi-Fi 6E/7 и PTZ-камерам с обогревом нужен 802.3bt Type 3 или Type 4.
Посчитайте бюджет по резерву классов плюс 15–20% запаса и выберите модель, у которой бюджет с вашей комплектацией БП больше расчётного.
Решите вопрос резервирования. Если отказ одного БП не должен гасить камеры, нужны два блока и режим, в котором бюджет не теряется при отказе одного из них.
Проверьте скорость портов. Для точек Wi-Fi 6E/7 нужен мультигигабит 2,5G или 5G, для телефонов и камер достаточно 1G.
Учтите управление. LLDP-MED для телефонов, приоритеты портов, расписание питания, мониторинг потребления по SNMP.

Общая логика подбора коммутатора — в руководстве как выбрать коммутатор, готовые варианты — в подборке PoE-коммутаторов.

Типичные ошибки при работе с PoE

Считать бюджет как «порты × 30 Вт». Реальный бюджет ограничен блоками питания, и при отказе одного БП его может стать вдвое меньше.
Игнорировать класс 0. Устройства без класса резервируют 15,4 Вт каждое, даже если потребляют 4 Вт.
Отключить LLDP. Точки доступа, которые согласуют мощность по LLDP, стартуют в урезанном режиме.
Ставить пассивный инжектор к стандартному оборудованию или наоборот.
Экономить на кабеле. CCA и длинные линии под 802.3bt приводят к просадке напряжения и перезагрузкам.
Купить б/у PoE-коммутатор без PoE-блока питания. У ряда моделей есть БП с PoE и без: внешне похожи, но без PoE-блока порты питание не отдают или бюджет минимальный.

Что учесть при закупке PoE-коммутатора

Партномер целиком. Буква в названии модели часто означает наличие PoE (P, FP, LP, MP, U) — уточняйте по даташиту, какой стандарт и бюджет за ней стоят.
Блоки питания. Сверяйте партномер и мощность каждого БП: от них зависит бюджет. Для резервирования нужны два одинаковых блока.
Проверка б/у. На тестовом стенде проверяют подачу питания на каждый порт нагрузкой или тестером PoE, читают журнал на ошибки питания и температуру.
Комплектность. Крепёж в стойку, заглушки слотов, вентиляторы одного направления обдува, консольный кабель.
Гарантия и сроки. Для новых — гарантия производителя или поставщика, для б/у — гарантия магазина и тестирование перед отгрузкой.

Подберём модель под ваш расчёт бюджета и проверим порты под нагрузкой перед отгрузкой. Камеры и регистраторы для таких проектов — в разделе видеонаблюдения.

Смотреть коммутаторы в наличии →

Вопросы по теме

В чём разница между PoE, PoE+ и PoE++?

Это бытовые названия стандартов IEEE: PoE — 802.3af, до 15,4 Вт на порту; PoE+ — 802.3at, до 30 Вт; PoE++ — 802.3bt, до 60 Вт (Type 3) и до 90 Вт (Type 4). До устройства доходит меньше из-за потерь в кабеле: 12,95, 25,5, 51 и 71,3 Вт.

Что важнее — мощность порта или PoE-бюджет?

Бюджет. Порт может держать 30 или 90 Вт, но суммарная мощность ограничена блоками питания. Посчитайте резерв по классам всех устройств и сравните с бюджетом конкретной модели и комплектации БП.

Можно ли подключить устройство 802.3af к порту 802.3bt?

Да. Стандарты обратно совместимы: порт определяет класс устройства и подаёт ровно столько, сколько ему нужно. Обратная ситуация — устройство bt на порту at — работает только если устройство поддерживает режим пониженной мощности.

Какой PoE нужен точке доступа Wi-Fi 6E или Wi-Fi 7?

Чаще всего 802.3bt Type 3 (класс 5–6). Многие такие точки работают и от 802.3at, но с ограничениями: отключают одно из радио или снижают число потоков. Точные требования указаны в паспорте модели.

На какое расстояние работает PoE?

До 100 м по витой паре, как обычный Ethernet. Для большего расстояния ставят PoE-удлинители или промежуточный коммутатор с питанием по PoE и пробросом питания дальше.

Какой кабель нужен для PoE++?

Медная витая пара не ниже Cat5e, предпочтительно Cat6 и выше. Кабель CCA (алюминий с медным покрытием) для 802.3bt не подходит: у него выше сопротивление и нагрев.

Что такое класс 0 и почему он съедает бюджет?

Класс 0 — устройство не сообщило свою мощность. Порт резервирует под него максимум 802.3af, 15,4 Вт, даже если реальное потребление в разы меньше. Помогает режим распределения бюджета по фактическому потреблению.

Чем UPOE отличается от 802.3bt?

UPOE — разработка Cisco до выхода 802.3bt: до 60 Вт по четырём парам. UPOE+ даёт до 90 Вт и совместим с 802.3bt Type 4. Для новых проектов ориентируйтесь на стандарт 802.3bt.

Безопасен ли PoE для ноутбука или принтера?

Стандартный — да: порт сначала проверяет сигнатуру 25 кОм и не подаёт напряжение на устройство без PoE. Опасен пассивный PoE без согласования: он подаёт 24 или 48 В постоянно.

Что будет, если бюджета не хватит?

Коммутатор откажет в питании новым устройствам или отключит порты с низшим приоритетом. Поэтому важным устройствам — камерам, телефонам — назначают высокий приоритет.