Mit IEEE 802.3bt steht über Ethernet deutlich mehr Leistung zur Verfügung als mit PoE und PoE+. Damit lassen sich leistungsstärkere IP Kameras, PTZ Kameras, WLAN Access Points und andere vernetzte Geräte direkt über die Ethernet Verbindung mit Daten und Strom versorgen.
IEEE 802.3bt unterscheidet zwischen Type 3 mit bis zu 60 W am PSE und Type 4 mit bis zu 90 W am PSE. Am angeschlossenen Powered Device (PD) stehen aufgrund der zulässigen Leitungsverluste maximal 51 W beziehungsweise 71,3 W zur Verfügung.
Für die Auswahl eines Industrial PoE Switches reicht die maximale Leistung pro Port allerdings nicht aus. Entscheidend sind ebenso das gesamte PoE Budget, die Anzahl gleichzeitig versorgter Geräte, die Spannungsversorgung, die erforderliche Netzwerkbandbreite und die Einsatzbedingungen.
Von PoE+ zu High Power PoE
Bei Power over Ethernet übernimmt das PSE (Power Sourcing Equipment) die Stromversorgung. In industriellen Netzwerken ist dies meist ein PoE Switch oder PoE Injector. Das angeschlossene PD (Powered Device) kann beispielsweise eine Kamera oder ein Access Point sein.
Da in der Ethernet Verkabelung Verluste entstehen, liegt die tatsächlich am PD verfügbare Leistung unter der vom PSE bereitgestellten Leistung.
| Type | Standard | Maximale Leistung PSE | Maximale Leistung PD | Stromübertragung |
|---|---|---|---|---|
| Type 1 | IEEE 802.3af | 15,4 W | 12,95 W | 2 Aderpaare |
| Type 2 | IEEE 802.3at | 30 W | 25,5 W | 2 Aderpaare |
| Type 3 | IEEE 802.3bt | bis 60 W | bis 51 W | je nach Klasse 2 oder 4 Aderpaare |
| Type 4 | IEEE 802.3bt | bis 90 W | bis 71,3 W | 4 Aderpaare |
Für die höheren Leistungsklassen erweitert IEEE 802.3bt die Stromübertragung auf alle vier Aderpaare des Ethernet Kabels. Dadurch werden gegenüber IEEE 802.3at deutlich höhere Leistungsstufen möglich.
IEEE 802.3bt PSE sind weiterhin mit IEEE 802.3af und IEEE 802.3at PD kompatibel. Damit können Endgeräte unterschiedlicher PoE Generationen am selben Switch betrieben werden, sofern PSE und PD eine kompatible Leistungsklasse aushandeln.
Type 3, Type 4 und die PoE Leistungsklassen
Mit IEEE 802.3bt wurde die PoE Klassifizierung um die Classes 5 bis 8 erweitert.
| Class | PoE Type | Maximale Leistung PSE | Maximale Leistung PD |
|---|---|---|---|
| 1 | Type 1 | 4 W | 3,84 W |
| 2 | Type 1 | 7 W | 6,49 W |
| 3 | Type 1 | 15,4 W | 13 W |
| 4 | Type 2 | 30 W | 25,5 W |
| 5 | Type 3 | 45 W | 40 W |
| 6 | Type 3 | 60 W | 51 W |
| 7 | Type 4 | 75 W | 62 W |
| 8 | Type 4 | 90 W | 71,3 W |
Gerade bei Type 4 ist die Unterscheidung zwischen PSE und PD wichtig. Ein mit 90 W spezifizierter Class 8 Port bedeutet nicht, dass dem angeschlossenen Gerät 90 W zur Verfügung stehen. Am PD sind unter Berücksichtigung der zulässigen Leitungsverluste maximal 71,3 W verfügbar.
IEEE 802.3bt kann mehr als nur höhere Leistung
Neben der höheren Leistung erweitert IEEE 802.3bt auch die Erkennung, Klassifizierung und Zuweisung der benötigten Leistung.
Single Signature und Dual Signature
IEEE 802.3bt unterstützt Single Signature und Dual Signature PD.
Bei einem Single Signature PD erfolgt die Erkennung und Klassifizierung gemeinsam über die verwendeten Aderpaare. Ein Dual Signature PD verfügt dagegen über getrennte Signaturen für die beiden Pairsets, die unabhängig erkannt und klassifiziert werden können.
Diese Unterscheidung ist für die Leistungszuweisung zwischen PSE und PD relevant.
Connection Check
Ein für die Stromversorgung über vier Aderpaare ausgelegtes IEEE 802.3bt PSE kann über Connection Check die Signaturkonfiguration des angeschlossenen PD erkennen, bevor die entsprechende Leistung bereitgestellt wird.
Autoclass
Autoclass ist eine optionale Funktion von IEEE 802.3bt für kompatible Single Signature PD. Dabei kann das PSE den Leistungsbedarf eines angeschlossenen Gerätes während der Autoclass Messung ermitteln und die Leistungszuweisung genauer dimensionieren.
Das ist insbesondere bei Switches mit vielen PoE Ports und einem gemeinsamen PoE Budget interessant. Autoclass wird jedoch nicht von jeder IEEE 802.3bt Implementierung unterstützt und steht für Dual Signature PD nicht zur Verfügung.
90 W pro Port sind nicht automatisch 90 W an jedem Port
Bei der Auswahl eines High Power PoE Switches ist die maximale Portleistung nur ein Teil der Rechnung.
Ein Switch kann beispielsweise acht Ports besitzen, die jeweils für bis zu 90 W ausgelegt sind. Daraus folgt jedoch nicht automatisch ein PoE Budget von 720 W.
8 Ports × 90 W = 720 W
Damit tatsächlich alle acht Ports gleichzeitig 90 W bereitstellen könnten, müsste auch das gesamte verfügbare PoE Budget mindestens dieser Leistung entsprechen.
Benötigen acht angeschlossene Geräte dagegen jeweils 45 W, ergibt sich:
8 Geräte × 45 W = 360 W
Für diese Konfiguration muss der Switch ein ausreichendes PoE Budget für die gleichzeitig benötigten 360 W sowie eine sinnvolle Leistungsreserve bereitstellen.
Bei einigen industriellen PoE Switches hängt das verfügbare PoE Budget zusätzlich von der Eingangsspannung, dem verwendeten Netzteil oder der Konfiguration der Stromversorgung ab.
Welche Verkabelung benötigt IEEE 802.3bt?
Cat6A ist keine generelle Voraussetzung für IEEE 802.3bt.
Bei hohen PoE Leistungen steigt jedoch die thermische Belastung der Verkabelung, insbesondere bei größeren Kabelbündeln. Kabelkategorie, Leiterquerschnitt, Leitungslänge, Temperaturbereich und Installationsbedingungen müssen deshalb gemeinsam betrachtet werden.
Cat6A kann bei neuen High Power PoE Installationen zusätzliche thermische Reserven bieten. Die erforderliche Verkabelung sollte jedoch anhand der konkreten Installation festgelegt werden und nicht allein anhand der Bezeichnung IEEE 802.3bt.
Typische Anwendungen für High Power PoE
PTZ Kameras und industrielle IP Kameras
PTZ Antriebe, IR Beleuchtung, Heizungen und zusätzliche Verarbeitungselektronik können den Leistungsbedarf einer IP Kamera über die Möglichkeiten von IEEE 802.3at hinaus erhöhen. Mit IEEE 802.3bt können entsprechend ausgelegte Kameras weiterhin über eine Ethernet Verbindung mit Daten und Strom versorgt werden.
Wi-Fi 6 und Wi-Fi 7 Access Points
Access Points mit mehreren Funkmodulen und zusätzlichen Funktionen können einen höheren Leistungsbedarf als klassische PoE+ Geräte haben. Je nach Modell stellt IEEE 802.3bt dafür Type 3 oder Type 4 zur Verfügung.
Industrielle Edge Geräte
Auch vernetzte Edge Geräte mit lokaler Datenverarbeitung, zusätzlichen Kommunikationsmodulen oder weiterer Peripherie können von der höheren PoE Leistung profitieren, sofern sie als IEEE 802.3bt PD ausgelegt sind.
Gebäudeautomation und Beleuchtung
Weitere Anwendungen finden sich in der Gebäudeautomation und bei PoE Beleuchtung. Datenkommunikation und Stromversorgung können dabei über dieselbe Ethernet Infrastruktur erfolgen.
Industrial PoE Switch mit IEEE 802.3bt richtig auswählen
Bei der Auswahl sollten mehrere technische Parameter gemeinsam betrachtet werden:
Leistungsbedarf des PD: Zunächst muss feststehen, welchen PoE Type und welche Leistungsklasse jedes angeschlossene Gerät benötigt.
PoE Budget: Die gleichzeitig benötigte Leistung aller PD muss mit dem gesamten verfügbaren PoE Budget des Switches abgeglichen werden.
Spannungsversorgung: Bei industriellen Switches ist zu prüfen, welche DC Eingangsspannung erforderlich ist und ob sich das verfügbare PoE Budget abhängig von Eingangsspannung oder Stromversorgung verändert.
Netzwerkbandbreite: Leistungsstarke Endgeräte können gleichzeitig hohe Datenraten erzeugen. Je nach Anwendung sind deshalb neben Gigabit Ethernet auch 2.5GbE oder 10GbE Uplinks relevant.
Einsatzbedingungen: Temperaturbereich, lüfterloser Aufbau, DIN Rail Montage, redundante Spannungsversorgung, Surge und ESD Schutz sowie anwendungsspezifische Normen und Zertifizierungen können für industrielle Installationen entscheidend sein.
Management und Redundanz: Managed Switches bieten je nach Modell VLAN, RSTP/MSTP oder ERPS, PoE Monitoring, Priorisierung, Zeitsteuerung und Remote Power Cycling.
Eine ausführliche Anleitung zur Dimensionierung finden Sie in unserem Beitrag Industrial PoE richtig dimensionieren: Leistung, Bandbreite und PoE Budget.
PoE Budget und High Power PoE in der Praxis
Die maximale Leistung eines einzelnen Ports darf nicht mit dem gesamten PoE Budget eines Switches verwechselt werden.
Der Antaira LMP-1604G-4XS-bt-T stellt beispielsweise zwölf Gigabit IEEE 802.3bt Ports mit bis zu 90 W pro Port nach IEEE 802.3bt bereit. Das gesamte PoE Budget beträgt 360 W. Maximale Portleistung und insgesamt gleichzeitig verfügbare PoE Leistung sind daher zwei getrennte Auswahlkriterien.
Bei Low Voltage PoE Switches wird dieser Zusammenhang noch wichtiger, weil das verfügbare Budget von der Eingangsspannung abhängen kann. Antaira bietet dafür unter anderem Modelle der LMP-1204G-SFP-bt-24 Serie mit 12 bis 55 VDC Eingang an.
Wie sich PoE Budget, Portleistung, Bandbreite und weitere Auswahlkriterien gemeinsam dimensionieren lassen, erklären wir ausführlich in Industrial PoE richtig dimensionieren: Leistung, Bandbreite und PoE Budget.
Antaira IEEE 802.3bt Lösungen für unterschiedliche Netzwerktopologien
Die passende High Power PoE Plattform hängt nicht nur von der maximalen Portleistung ab, sondern auch von Portzahl, Uplinks, Management und Einbausituation.
Für kompakte Installationen bietet der Antaira LMP-C602G-SFP-bt-V2 vier Gigabit IEEE 802.3bt Ports mit bis zu 90 W pro Port und zwei 100/1000 SFP Slots. Der kompakte Managed Switch unterstützt unter anderem ERPS, RSTP und MSTP.
Für größere Netze kombiniert der Antaira LMP-1604G-4XS-bt-T zwölf Gigabit IEEE 802.3bt Ports mit vier 1G/2.5G/10G SFP+ Slots. Damit stehen neben High Power PoE auch schnelle Uplinks für aggregierten Datenverkehr zur Verfügung, beispielsweise aus mehreren Kameras oder anderen datenintensiven Edge Geräten.
Die Beispiele zeigen, warum bei AI-ready und anderen leistungsintensiven Netzwerken nicht allein die Wattzahl pro Port betrachtet werden sollte.
Zusätzliche PoE Funktionen industrieller Switches
IEEE 802.3bt definiert die standardisierte Stromversorgung. Einzelne industrielle Switches bieten darüber hinaus zusätzliche Funktionen für Betrieb und Management.
Bei ausgewählten Antaira Modellen steht beispielsweise Persistent PoE zur Verfügung. Dabei bleibt die PoE Versorgung angeschlossener Geräte während eines Neustarts des Switches oder eines Firmware Updates aktiv.
Safe PoE Disconnect ermöglicht bei unterstützten Modellen, die PoE Versorgung eines Ports vor dem physischen Trennen einer High Power PoE Verbindung abzuschalten.
Eine weitere modellspezifische Funktion ist iPoE Budget Control. Bei unterstützten Low Voltage Switches wird das verfügbare PoE Budget abhängig von der Eingangsspannung angepasst.
Diese Funktionen sind herstellerspezifisch und gehören nicht zum Funktionsumfang des IEEE 802.3bt Standards. Ihre Verfügbarkeit muss deshalb für das jeweilige Switch Modell geprüft werden.
High Power PoE richtig planen
IEEE 802.3bt erweitert Power over Ethernet für Geräte, deren Leistungsbedarf über IEEE 802.3at hinausgeht. Type 3 stellt am PSE bis zu 60 W bereit, Type 4 bis zu 90 W. Am PD stehen maximal 51 W beziehungsweise 71,3 W zur Verfügung.
Für eine zuverlässige industrielle Installation müssen PoE Leistung, Gesamtbudget, Spannungsversorgung, Verkabelung und Netzwerkbandbreite gemeinsam dimensioniert werden. Erst daraus ergibt sich, welcher Industrial PoE Switch für die jeweilige Anwendung geeignet ist.
Wir helfen gerne bei der Auswahl der passenden Netzwerklösung für Ihre Anwendung.