Power over Ethernet (conosciuta anche come PoE) è una tecnologia che trasmette energia elettrica tramite un cavo Ethernet quindi è una tecnica che permette di alimentare alcuni dispositivi di rete come telefoni VoIP, telecamere IP ed access point utilizzando lo stesso cavo che li collega ad una rete locale Ethernet, a patto che sia del tipo twisted pair, attraverso l’utilizzo di uno switch di rete POE oppure un iniettore POE. È molto utile quando vi siano difficoltà nel reperimento di fonti elettriche in prossimità della terminazione o anche per ridurre il numero di elementi e cavi; ad esempio, un telefono IP su una scrivania può essere alimentato direttamente dal cavo di rete ethernet in Power over Ethernet, eliminando l’alimentatore e il relativo cavo e rendendo l’installazione più semplice e pulita.

 

In genere queste tecniche sono utilizzate soprattutto nell’alimentazione di apparecchiature che richiedono poca potenza, nell’ordine di poche decine di watt.

Il PoE passivo si basa sulla considerazione che la trasmissione dei dati ethernet utilizza 2 coppie (4 fili) del cavo di rete che è costituito da 4 coppie (8 fili). Questo lascia la possibilità di usare due coppie per trasportare l’alimentazione ad un apparato remoto.

La coppia 1-2 trasmette il segnale, la coppia 3-6 lo riceve. La coppia 4-5 è usata per trasportare il positivo mentre la coppia 7-8 per trasportare il negativo. I fili delle singole coppie sono usati in parallelo per ridurre la resistenza e quindi la caduta di tensione sul cavo.

L’alimentatore PoE (Power sourcing equipment, PSE) è ogni dispositivo che fornisce tramite cavo Ethernet la corrente e la tensione adatte al funzionamento di altri dispositivi PoE. Dato che ogni produttore sceglie per i suoi dispositivi la tensione di alimentazione che preferisce, lo standard PoE prevede che il PSE eroghi una tensione nominale di 48 Volt, che può oscillare tra i 37 ed i 57 Volt: sarà poi compito di ogni PD (utilizzatore) trasformare questa tensione in quella a lui necessaria (di solito con convertitori DC/DC).

Per quanto riguarda la corrente, lo standare IEEE prevede una massima corrente di 400 mA (con un picco massimo di 450 mA – di solito il picco si verifica all’avvio del dispositivo): perciò, ogni PD potrà assorbire dal suo PSE al massimo 400 mA (450 mA all’avvio). Un PSE ben progettato interromperà l’alimentazione quando la corrente richiesta supera i 450 mA, come forma di protezione per evitare danni al PSE se il PD ha qualche malfunzionamento, oppure se c’è un corto circuito sul cavo.

Quindi se l’apparato da alimentare è predisposto per il PoE passivo, è progettato per accettare in ingresso un campo di tensioni abbastanza ampio e al suo interno avrà un circuito di alimentazione in grado di gestire questo intervallo ma avevo necessità di alimentare un dispositivo a 5V (un Raspberry).

Quindi nel caso di un dispositivo alimentato a 5V bisogna assicurarsi di fornire una tensione fissa di 5V all’estremo del cavo di rete. L’alimentazione via PoE non lo consente perchè il cavo UTP ha una resistenza elettrica e quindi presenta una caduta di tensione che varia in funzione della lunghezza del cavo, delle caratteristiche specifiche del cavo impiegato e dalla corrente assorbita. Se si alimenta il cavo con 5 V, all’estremo opposto avremo una tensione significativamente più bassa, quasi certamente non adatta.

Occorre alimentare il PoE con una tensione, in corrente continua, più alta e predisporre una regolazione di tensione a 5 V all’estremo opposto con un convertitore DC-DC.

Così facendo è possibile avere in uscita 5V costanti che permettono di alimentare il RaspBerry in maniera ottimale.