73 / 84
mentazione e dati può essere passiva o attiva. Nel primo caso, l’ali-
mentazione iniettata in modo comune viene separata per mezzo di soli
componenti passivi, senza possibilità di alterazioni che trascendano la
perdita nel conduttore. Nelle soluzioni attive, invece, il ricorso a con-
vertitori, regolatori e a una logica di controllo più o meno sofisticata
offre una maggiore flessibilità applicativa, che va dalla selezione di
diversi valori di tensione di alimentazione, alla gestione intelligente
dei transitori per evitare inutili stress elettrici in fase di accensione,
fino alla gestione intelligente della potenza.
La scelta dei doppini
A prescindere dal tipo di circuiteria adottata, due sono le modalità di
trasferimento della potenza sui conduttori offerti dal cavo Ethernet:
per sovrapposizione di una tensione di modo comune sui doppini uti-
lizzati per la ricetrasmissione diffe-
renziale del segnale (tecnica nota
come ‘phantom power’) o, qualora
siano disponibili, sfruttando in ma-
niera esclusiva i doppini inutilizzati.
Quest’ultima circostanza, che si pre-
senta sulle reti Ethernet con velocità
tali da richiedere due soli dei quattro
doppini inclusi nel cavo (10-100 Ba-
seTx), non necessita di trasformatori
per iniettare la corrente sui doppini
liberi; per ragioni di compatibilità con
Gigabit Ethernet, tuttavia, molti pro-
duttori adottano una tecnica ‘phan-
tom power’ anche laddove siano
presenti doppini inutilizzati.
A seconda della massima potenza
di targa, le diverse tecnologie
Power over Ethernet possono fare
uso di due o di tutti e quattro i dop-
pini. In entrambi i casi, l’impiego di
ponti raddrizzatori rende i circuiti
indipendenti da eventuali inversioni
di polarità. Per contenere i costi e
ridurre la complessità circuitale di
PSE e PD, le implementazioni Power over Ethernet che necessitano di
tutti e quattro i doppini (4P PoE) tendono a condividere la circuiteria
attiva di iniezione e regolazione.
Standard in rincorsa
Come spesso capita in ambito industriale, i tempi relativamente lun-
ghi per la discussione e ratificazione di uno standard fanno sì che,
quantomeno nella fase ascendente di una tecnologia, le implementa-
zioni proprietarie anticipino quelle condivise. Così, mentre gli standard
approvati da Ieee nell’ambito della normativa 802.3 che fornisce le
specifiche per Ethernet, si limitano a potenze di fascia PoE (con12,96
W al dispositivo, erogabili secondo lo standard
802.af, poi diventato
802.3 at type 1) e PoE+ (24,5 W al dispositivo per lo standard 802.3
at type 2), per la ratificazione da parte di Ieee di almeno una parte
dello standard di classe PoE++ bisognerà aspettare probabilmente
l’anno prossimo. Le implementazioni 802.3 at type 3 e type 4, che
utilizzano tutti e quattro i doppini del cavo Ethernet per trasferire,
rispettivamente, una potenza minima garantita al dispositivo di 49 e
96 W, sono infatti ancora in attesa di ratificazione.
Sono tuttavia disponibili sul mercato diverse soluzioni proprietarie,
che hanno intercettato le esigenze degli utilizzatori di alimentare di-
spositivi con potenze superiori a 25 W. Tra le soluzioni in grado di ge-
stire fino a 60 W per porta si possono menzionare le apparecchiature
Universal PoE (UPoE) di Cisco e gli integrati di Linear Technology, per
l’implementazione di LTPoE. Il tetto dei 100 W è invece sfiorato dalle
soluzioni mirate per audio e video proposte da HDBaseT Alliance.
Come già per le proposte allo studio di Ieee, la chiave per incrementare
la potenza trasferita consiste nel raddoppiare il numero di conduttori,
così da raggiungere in sicurezza valori di 50-60 W, e nel far crescere
la corrente per portare la potenze nei dintorni del centinaio di Watt.
Cavi e connettori
Il passaggio da PoE+ a PoE++ richiede particolare attenzione. Al
crescere della potenza crescono anche i problemi dovuti alla dissi-
pazione termica nel cavo. A parità di resistività dei conduttori, un
aumento della corrente comporta una maggiore caduta di tensione
tra PSE e PD e un superiore incremento di temperatura per effetto
Joule. Tutto ciò si traduce in una limitazione della lunghezza mas-
sima di tratta e in una riduzione del massimo
numero di cavi Ethernet che si possono raggrup-
pare nello stesso fascio.
Gli effetti sono particolarmente sentiti nelle so-
luzioni PoE++ che utilizzano tutti e quattro i dop-
pini per trasferire potenza: nelle varianti in grado
di trasferire un centinaio di Watt, ogni doppino
può arrivare a sopportare a un massimo di 1.100
mA. Scegliere il cavo Ethernet della giusta ca-
tegoria è in questo caso essenziale non solo per
FEBBRAIO 2016
FIELDBUS & NETWORKS
73
Gli standard ratificati e in via di ratificazione di Ieee per PoE
Standard
# doppini
alimentati
Potenza al
dispositivo
Corrente
Massima
Data ratificazione
standard
PoE
802.3 af
802.3 at Type 1
2
12,95 W 350 mA
2003
PoE+
802.3 at Type 2
2
25,5 W 600 mA
2009
PoE++
802.3 at Type 3
4
49 W 600 mA
2016 - 2017
(stima)
802.3 at Type 4
96 W 1.000 mA
(
Fonte: Ethernet Technology Summit 2015)
!!
Fonti: Panduit Corp. @ Ethernet Technology Summit 2015