Was ist 802.3af?

IEEE 802.3af ist ein Standard, der die Strom­ver­sor­gung eines Endgeräts mit bis zu 12,95 Watt über ein LAN-Kabel er­mög­licht. Wichtig ist dabei, dass das Endgerät mit Power over Ethernet kom­pa­ti­bel ist, da es sonst zu Be­schä­di­gun­gen kommen kann.

Im Jahr 2003 ver­ab­schie­de­te das Institute of Elec­tri­cal and Elec­tro­nics Engineers (IEEE) einen Standard für die Strom­ver­sor­gung von Geräten über ein Netz­werk­ka­bel. Der Standard für das so­ge­nann­te Power over Ethernet (PoE) mit einer Watt­leis­tung von 15 Watt am Aus­gangs­punkt und bis zu 12,95 Watt am Endgerät trägt den Namen IEEE 802.3af oder kurz 802.3af. Er er­mög­licht die Strom­ver­sor­gung und gleich­zei­ti­ge Da­ten­über­tra­gung über ein einziges LAN-Kabel. Neben 802.3af gibt es auch die Nach­fol­ge­stan­dards 802.3at (PoE+) und 802.3bt (PoE++ oder 4PPoE), die die Über­tra­gung noch höherer elek­tri­scher Leis­tun­gen er­mög­li­chen. Für Single-Pair-Ethernet steht der Standard 802.3bu (PoDL) zur Verfügung.

IEEE 802.3af nutzt also ein Kabel, das für den Da­ten­trans­fer gedacht ist, und versorgt ein Endgerät damit mit Strom. Dies betrifft meistens Geräte, die nur wenig Strom benötigen, wie z. B. Über­wa­chungs­ka­me­ras, IP-Telefone, Wireless Access Points (WAP), Hubs oder kleinere Server. 802.3af eignet sich für Ethernet (10BASE-T) sowie Fast Ethernet (100BASE-TX). Hierbei werden lediglich die beiden Adern­paa­re 1/2 und 3/6 für den Da­ten­trans­fer verwendet. Die beiden anderen Adern­paa­re 4/5 und 7/8 können hingegen für die En­er­gie­ver­sor­gung genutzt werden. Für die Ein­spei­sung sind daher zwei Varianten möglich:

• Spare-Pairs-Speisung: Hierbei werden lediglich die beiden un­be­nutz­ten Adern­paa­re für die Strom­zu­fuhr genutzt. Die beiden anderen Paare sind weiterhin dem Da­ten­trans­fer vor­be­hal­ten.
• Phantom-Speisung: Bei dieser Variante werden neben den un­be­nutz­ten Adern­paa­ren auch die beiden übrigen für die En­er­gie­ver­sor­gung verwendet. Der Da­ten­trans­fer wird dafür über­la­gert.

Der Gleich­strom wird dann mit einer Spannung von bis zu 44 Volt ein­ge­speist. Dazu werden bei der aktiven Speisung Netz­werks­wit­ches verwendet. Bei der passiven Speisung schaltet man PoE-In­jek­to­ren da­zwi­schen.

In Ethernet-Kabeln, die bei 802.3af nicht mehr nur für den Da­ten­trans­fer, sondern auch für die En­er­gie­ver­sor­gung genutzt werden, wird von einem Sender in jede der je­wei­li­gen Dop­pel­adern von einer Seite eine positive und der anderen Seite eine negative Spannung ein­ge­speist. Ein Empfänger dif­fe­ren­ziert die beiden Span­nun­gen dann von­ein­an­der und ermittelt aus der Differenz das Da­ten­si­gnal. Indem dann die Spannung auf das benötigte Potenzial der Strom­ver­sor­gung angehoben wird, kann das Kabel auch für Strom verwendet werden, sofern es für diese Art der Spannung ausgelegt ist.

Bis zu 175 Mil­li­am­pere können bei IEEE 802.3af pro Adernpaar ein­ge­speist werden. Somit kommt man mit zwei Adern­paa­ren auf insgesamt 350 Mil­li­am­pere, wobei beim Ein­schal­ten kurz­zei­tig bis zu 400 Mil­li­am­pere erlaubt sind. Die Aus­gangs­leis­tung liegt bei bis zu 15,4 Watt pro Leitung und die Nutz­leis­tung bei höchstens 12,95 Watt. Es kommt somit also zu einem En­er­gie­ver­lust, da während des Transfers die Wär­me­ent­wick­lung eine Rolle spielt und auch an den Netz­tei­len Verluste entstehen. Die Spannung bei 802.3af liegt zwischen 44 Volt und 57 Volt, pendelt sich in der Regel al­ler­dings bei 48 Volt ein.

Der größte Vorteil von IEEE 802.3af ist der Verzicht auf min­des­tens ein Kabel. Gerade bei Geräten, die schwer zu­gäng­lich sind oder über schwer zu­gäng­li­che Ka­bel­an­schlüs­se verfügen, schafft 802.3af Abhilfe. Auch der Einsatz einer Batterie fällt durch diese Methode weg und die Belegung der Steck­do­sen ist besser. Dazu müssen die Geräte nicht mehr in der direkten Nähe der Strom­ver­sor­gung platziert werden und auch klobige Netzteile gehören der Ver­gan­gen­heit an.

802.3af ist eine her­vor­ra­gen­de Methode, um kleine Geräte mit geringem En­er­gie­be­darf platz­spa­rend und un­kom­pli­ziert über nur ein Kabel zu betreiben. Für die oben genannten Kleinst­ge­rä­te ist der Standard somit eine gute Wahl. Bei einen größeren Strom­be­darf eignet sich diese Technik al­ler­dings nicht. Der Leis­tungs­ab­fall durch Wärme und Distanz muss außerdem bei der Strom­ver­sor­gung ein­be­rech­net und bei der Plat­zie­rung der Geräte be­rück­sich­tig werden. Nicht jedes Endgerät ist mit IEEE 802.3af kom­pa­ti­bel. Schließen Sie ein falsches Gerät an, kann dieses durch die Gleich­span­nung be­schä­digt oder sogar zerstört werden.

802.3af verfügt aus diesem Grund über einen Prüf­me­cha­nis­mus, der bei aktiver Speisung fest­stellt, ob ein Endgerät kom­pa­ti­bel ist oder nicht. Hierzu wird ein Klas­si­fi­zie­rungs­strom mit geringer Spannung verwendet, der überprüft, welcher Klasse ein Endgerät angehört und ob es PoE-tauglich ist. Dieses Verfahren nennt sich Resistive Power Directory und misst u. a. Parameter wie Wi­der­stand und Kapazität. Wenn der In­nen­wi­der­stand zwischen 19 und 26,5 Ohm liegt und eine Kapazität von höchstens 10 Farad hat, wird eine En­er­gie­ver­sor­gung nach IEEE 802.3af her­ge­stellt.