Mithilfe von Power over Ethernet (PoE) ist es möglich, Daten und Strom über ein einziges Ethernet-Kabel zu übertragen. Dadurch können Geräte wie IP-Kameras, Access Points, VoIP-Telefone, Sensoren oder Industriecomputer ohne separates Netzteil betrieben werden. Je nach PoE-Standard stehen für verschiedene Anwendungen unterschiedliche Leistungsstufen zur Verfügung.
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Active PoE (Power over Ethernet) ist eine standardisierte Technologie, mit der Netzwerkgeräte über ein Ethernet-Kabel gleichzeitig mit Daten und elektrischer Energie versorgt werden. Im Gegensatz zu Passive PoE prüft ein Active-PoE-System vor der Stromversorgung automatisch, ob das angeschlossene Gerät PoE unterstützt und welche Leistung es benötigt.
Diese automatische Erkennung schützt nicht kompatible Netzwerkgeräte vor einer unbeabsichtigten Spannungsversorgung. Active PoE kommt unter anderem bei IP-Kameras, Access Points, VoIP-Telefonen, Industrie-Switches, Routern, Sensoren und IoT-Gateways zum Einsatz.
Wie funktioniert Active PoE?
Bei einer Active-PoE-Verbindung kommunizieren die beiden beteiligten Geräte miteinander:
- PSE (Power Sourcing Equipment): Liefert die elektrische Energie, beispielsweise ein PoE-Switch oder PoE-Injektor.
- PD (Powered Device): Empfängt die Energie, beispielsweise eine IP-Kamera, ein Access Point oder ein VoIP-Telefon.
Bevor die Spannung freigegeben wird, erkennt das PSE das angeschlossene Gerät. Wird ein kompatibles PoE-Gerät erkannt, ermittelt das System die benötigte Leistungsklasse und startet anschliessend die Stromversorgung.
Dieser automatische Erkennungs- und Aushandlungsprozess wird als PoE-Handshake bezeichnet.
Active-PoE-Standards im Überblick
Active PoE (Power over Ethernet)
Active PoE bezeichnet eine standardisierte Technologie, mit der Netzwerkgeräte gleichzeitig über ein Ethernet-Kabel mit Daten und elektrischer Energie versorgt werden. Im Gegensatz zu Passive PoE prüft ein Active-PoE-System vor der Stromversorgung automatisch, ob das angeschlossene Gerät PoE unterstützt und welche Leistung benötigt wird.
Diese automatische Erkennung schützt nicht kompatible Netzwerkgeräte vor einer unbeabsichtigten Spannungsversorgung. Active PoE wird unter anderem bei IP-Kameras, Access Points, VoIP-Telefonen, Industrie-Switches, Routern, Sensoren und IoT-Gateways eingesetzt.
Wie funktioniert Active PoE?
Bei einer Active-PoE-Verbindung kommunizieren die beiden beteiligten Geräte miteinander:
- PSE (Power Sourcing Equipment): Liefert die elektrische Energie, beispielsweise ein PoE-Switch oder PoE-Injektor.
- PD (Powered Device): Empfängt die Energie, beispielsweise eine IP-Kamera, ein Access Point oder ein VoIP-Telefon.
Bevor die Spannung freigegeben wird, führt das PSE eine Erkennung des angeschlossenen Geräts durch. Wird ein kompatibles PoE-Gerät erkannt, ermittelt das System die benötigte Leistungsklasse und startet anschliessend die Stromversorgung.
Dieser automatische Erkennungs- und Aushandlungsprozess wird häufig als PoE-Handshake bezeichnet.
Active-PoE-Standards im Überblick
| PoE-Standard | PoE-Typ | Maximale Leistung am PSE | Verfügbare Leistung am Endgerät | Typische Anwendungen |
|---|---|---|---|---|
| IEEE 802.3af | Typ 1 | 15,4 W | 12,95 W | VoIP-Telefone, einfache IP-Kameras, Sensoren |
| IEEE 802.3at – PoE+ | Typ 2 | 30 W | 25,5 W | Access Points, PTZ-Kameras, Industrie-Gateways |
| IEEE 802.3bt – PoE++ | Typ 3 | 60 W | 51 W | leistungsstarke Access Points, Displays, industrielle Geräte |
| IEEE 802.3bt – 4PPoE | Typ 4 | 90 W | 71,3 W | Panel-PCs, Beleuchtungssysteme, leistungsstarke Netzwerkgeräte |
Die tatsächlich verfügbare Leistung kann durch Kabellänge, Kabelqualität, Leitungsverluste und die Konfiguration des PoE-Switches beeinflusst werden.
Vorteile von Active PoE
Active PoE bietet eine sichere und flexible Möglichkeit, Netzwerkgeräte mit Strom zu versorgen. Da Daten und Energie über dasselbe Ethernet-Kabel übertragen werden, sind keine separaten Stromleitungen oder Steckdosen am Installationsort erforderlich.
Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:
- automatische Erkennung kompatibler PoE-Geräte
- Schutz nicht PoE-fähiger Netzwerkgeräte
- zentrale Stromversorgung über einen PoE-Switch
- geringerer Installations- und Verkabelungsaufwand
- flexible Platzierung von Netzwerkgeräten
- Möglichkeit zur zentralen Überwachung und Steuerung
- Unterstützung verschiedener Leistungsklassen
Besonders in Industrieanlagen, öffentlichen Gebäuden, Fahrzeugen und schwer zugänglichen Bereichen kann Active PoE die Installation deutlich vereinfachen.
Active PoE und Passive PoE im Vergleich
| Merkmal | Active PoE | Passive PoE |
|---|---|---|
| Geräteerkennung | Automatisch | Keine automatische Erkennung |
| Leistungsprüfung | Ja | Nein |
| Standardisierung | IEEE 802.3af, 802.3at oder 802.3bt | Häufig herstellerspezifisch |
| Schutz inkompatibler Geräte | Hoch | Eingeschränkt |
| Spannungsversorgung | Erst nach erfolgreicher Erkennung | Spannung liegt direkt an |
| Typische Verwendung | Professionelle Netzwerke und Industrieanlagen | Spezielle oder ältere Geräte |
| Fehlanschlussrisiko | Gering | Höher |
Passive PoE sollte nur eingesetzt werden, wenn Spannung, Pinbelegung und Leistungsanforderungen des angeschlossenen Geräts eindeutig bekannt sind. Bei falscher Spannung oder Belegung kann das Endgerät beschädigt werden.
Typische Einsatzbereiche von Active PoE
Active PoE wird überall dort eingesetzt, wo Netzwerkgeräte zuverlässig und mit möglichst geringem Installationsaufwand mit Energie versorgt werden sollen.
Typische Anwendungen sind:
- industrielle Ethernet-Netzwerke
- IP-Überwachungskameras
- WLAN Access Points
- VoIP-Telefone
- IoT-Gateways und Sensoren
- digitale Informationsanzeigen
- Zutrittskontrollsysteme
- Gebäudeautomation
- intelligente Beleuchtungssysteme
- kompakte Industrie-PCs und Panel-PCs
Worauf sollte bei Active PoE geachtet werden?
Bei der Auswahl eines Active-PoE-Switches müssen sowohl der unterstützte PoE-Standard als auch das gesamte Leistungsbudget berücksichtigt werden. So kann ein Switch beispielsweise mehrere PoE+-Ports besitzen, ohne auf jedem Port die maximale Leistung bereitstellen zu können.
Das sogenannte PoE-Budget gibt an, wie viel Gesamtleistung der Switch für alle angeschlossenen Geräte zur Verfügung stellt. Zusätzlich müssen die Leistungsaufnahme der Endgeräte, die Kabellänge und die Qualität der Kabel berücksichtigt werden.
Für eine zuverlässige Verbindung sollten geeignete Ethernet-Kabel verwendet werden. Bei höheren Leistungen nach IEEE 802.3bt sind hochwertige Kabel und eine fachgerechte Installation besonders wichtig.
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FAQ
Passive PoE (Power over Ethernet) ist eine einfache Form der Stromversorgung über ein Ethernet-Kabel. Dabei werden Netzwerkdaten und elektrische Energie über dieselbe Kabelverbindung übertragen. Im Gegensatz zu Active PoE findet vor der Stromversorgung jedoch keine standardisierte automatische Erkennung des angeschlossenen Geräts statt.
Die Spannung wird bei Passive PoE in der Regel direkt auf die dafür vorgesehenen Adern des Ethernet-Kabels gelegt. Das angeschlossene Gerät muss deshalb ausdrücklich mit der verwendeten Spannung, Stromstärke und Pinbelegung kompatibel sein. Hersteller wie MikroTik bezeichnen Passive PoE ausdrücklich als nicht standardisierte PoE-Variante.
Passive PoE wird unter anderem bei bestimmten Routern, Access Points, Richtfunkgeräten, Netzwerkkameras und industriellen Netzwerkkomponenten eingesetzt.
Wie funktioniert Passive PoE?
Bei einer Passive-PoE-Verbindung wird die Versorgungsspannung ohne vorherige Kommunikation zwischen Stromquelle und Endgerät über das Ethernet-Kabel übertragen.
Die Verbindung besteht normalerweise aus zwei Komponenten:
- Passive-PoE-Injektor oder PoE-Ausgang: Speist die elektrische Spannung in das Ethernet-Kabel ein.
- PoE-Endgerät: Empfängt die Spannung über den Ethernet-Anschluss.
Bei vielen passiven Lösungen entspricht die Ausgangsspannung ungefähr der Eingangsspannung des Netzteils. Ein Gerät, das beispielsweise mit 24 Volt Passive PoE arbeitet, muss deshalb an eine passende 24-Volt-Stromversorgung angeschlossen werden. Einige Geräte unterstützen einen Spannungsbereich, während andere nur für eine bestimmte Spannung ausgelegt sind.
Da kein standardisierter PoE-Handshake stattfindet, wird die Spannung unabhängig davon bereitgestellt, ob das angeschlossene Gerät Passive PoE unterstützt.
Typische Passive-PoE-Spannungen
Passive PoE ist nicht einheitlich standardisiert. Die unterstützte Spannung hängt deshalb vom Hersteller und vom jeweiligen Gerät ab.
| Passive-PoE-Variante | Typischer Spannungsbereich | Typische Anwendungen | Wichtiger Hinweis |
|---|---|---|---|
| 12 V Passive PoE | etwa 12 V DC | einfache Netzwerkgeräte, spezielle Kameras | Nur für ausdrücklich kompatible Geräte |
| 24 V Passive PoE | etwa 18–30 V DC | Router, Access Points, Richtfunkgeräte | Häufig bei herstellerspezifischen Lösungen |
| 48 V Passive PoE | etwa 42–57 V DC | leistungsstärkere Netzwerkgeräte | Nicht automatisch mit IEEE-PoE kompatibel |
| Variabler Passive-PoE-Bereich | geräteabhängig | industrielle Router und Netzwerkkomponenten | Datenblatt und Pinbelegung prüfen |
Die Werte in der Tabelle sind typische Beispiele und keine allgemeingültigen Standards. Geräte können andere Spannungsbereiche, Stromgrenzen oder Pinbelegungen verwenden. Offizielle Gerätedokumentationen zeigen beispielsweise passive Eingangsbereiche von 8 bis 30 Volt sowie passive Ausgänge bis 57 Volt.
Vorteile von Passive PoE
Passive PoE ermöglicht eine einfache und kostengünstige Stromversorgung von kompatiblen Netzwerkgeräten. Daten und Energie werden über ein gemeinsames Ethernet-Kabel übertragen, wodurch am Installationsort keine separate Steckdose erforderlich ist.
Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:
- einfache technische Umsetzung
- gemeinsame Übertragung von Daten und Strom
- geringerer Verkabelungsaufwand
- kostengünstige PoE-Injektoren
- flexible Installation von Netzwerkgeräten
- geeignet für bestimmte ältere oder herstellerspezifische Geräte
- teilweise Unterstützung unterschiedlicher Eingangsspannungen
Passive PoE kann besonders bei bestehenden Installationen sinnvoll sein, in denen bereits kompatible Geräte und Stromversorgungen eingesetzt werden.
Nachteile und Risiken von Passive PoE
Der wichtigste Nachteil von Passive PoE ist die fehlende automatische Geräteerkennung. Wird ein nicht kompatibles Gerät angeschlossen, kann die anliegende Spannung zu Fehlfunktionen oder Schäden führen.
Weitere mögliche Risiken sind:
- falsche Versorgungsspannung
- nicht kompatible Pinbelegung
- fehlende automatische Leistungsregelung
- eingeschränkte Herstellerkompatibilität
- höheres Risiko bei einem Gerätewechsel
- mögliche Spannungsverluste bei langen Kabelwegen
- Verwechslung mit standardisiertem Active PoE
Vor dem Anschluss müssen deshalb immer das Gerätedatenblatt, die Eingangsspannung, die Polarität, die Pinbelegung und die maximale Leistungsaufnahme geprüft werden.
Passive PoE und Active PoE im Vergleich
| Merkmal | Passive PoE | Active PoE |
|---|---|---|
| Geräteerkennung | Keine standardisierte Erkennung | Automatische Erkennung |
| Spannungsversorgung | Spannung liegt direkt an | Erst nach erfolgreicher Erkennung |
| Standardisierung | Meist hersteller- oder gerätespezifisch | IEEE 802.3af, 802.3at oder 802.3bt |
| Leistungsaushandlung | Nein | Ja |
| Schutz inkompatibler Geräte | Eingeschränkt | Hoch |
| Typische Spannung | Herstellerabhängig | Durch den jeweiligen IEEE-Standard definiert |
| Fehlanschlussrisiko | Höher | Geringer |
| Typische Verwendung | Spezielle oder ältere Netzwerkgeräte | Professionelle Netzwerke und Industrieanlagen |
Standardisiertes Active PoE ist Bestandteil der IEEE-802.3-Ethernet-Standards. Passive PoE gehört dagegen üblicherweise nicht zu diesen standardisierten Erkennungs- und Aushandlungsverfahren.
Typische Einsatzbereiche von Passive PoE
Passive PoE kommt häufig bei Geräten zum Einsatz, die speziell für eine bestimmte Versorgungsspannung entwickelt wurden.
Typische Anwendungen sind:
- WLAN Access Points
- Richtfunkgeräte
- industrielle Router
- Netzwerkantennen
- bestimmte IP-Kameras
- Outdoor-Netzwerkgeräte
- IoT-Gateways
- kompakte Ethernet-Switches
- bestehende herstellerspezifische Netzwerkinstallationen
Besonders bei älteren Netzwerkinstallationen ist Passive PoE noch verbreitet. Bei neuen Installationen wird häufig standardisiertes Active PoE bevorzugt, da es eine automatische Erkennung und eine bessere Kompatibilität zwischen unterschiedlichen Geräten ermöglicht.
Worauf sollte bei Passive PoE geachtet werden?
Vor dem Anschluss eines Geräts müssen die technischen Daten der Stromquelle und des Endgeräts miteinander verglichen werden.
Besonders wichtig sind:
- unterstützte Eingangsspannung
- maximale Stromaufnahme
- maximale Leistungsaufnahme
- Polarität
- Pinbelegung
- PoE-Eingang und PoE-Ausgang
- Kabelqualität und Kabellänge
- Herstellerfreigabe
Die Bezeichnung „PoE“ allein reicht nicht aus, um die Kompatibilität festzustellen. Ein Gerät mit 24 Volt Passive PoE kann nicht automatisch an einem 48-Volt-PoE-Ausgang betrieben werden. Auch ein IEEE-kompatibler PoE-Switch ist nicht zwingend mit jedem passiven PoE-Gerät kompatibel.
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