HDBaseT permette di alimentare, attraverso cavi Cat5 e 6, dispositivi di rete con consumo fino a 100 watt e distanze fino a 100 metri. Inoltre, video HD non compresso fino a 10,2 Gb/s, audio, segnali di controllo.
Il mercato richiede sempre più insistentemente sistemi di alimentazione attraverso la connessione dati, in grado di fornire potenze significative. L’alimentazione su HDBaseT (abbreviata nell’acronimo POH, Power Over HDBaseT) è in grado di trasferire energia a corrente continua in abbinamento ai segnali dati su un singolo cavo Ethernet fino a una distanza massima di 100 metri. HDBaseT possiede l’esclusiva peculiarità di fondere insieme video digitale HD non compresso, audio, Ethernet 100BaseT, tecnologia di distribuzione POH e vari segnali di controllo in un singolo cavo Cat 5 e 6, terminato con connettori RJ-45. La POH è un elemento chiave dello standard HDBaseT e procede nel segno della stessa tecnologia PoE (acronimo per Power over Ethernet) già adottata nel decennio scorso per il networking aziendale e per i sistemi di sicurezza e videosorveglianza basati su IP. Ora, questa tecnologia viene usata per offrire agli utenti una esperienza multimediale di alta qualità e alte prestazioni, con bassi consumi energetici.
Lo standard POH
Lo
standard POH è basato su IEEE 802.3at, con opportune modificazioni che
lo rendono adatto a fornire, agli apparati collegati in rete, potenze
fino a 100 watt su quattro coppie di cavi Ethernet. Questo standard
rappresenta l’evoluzione dei precedenti IEEE802.3af, che può fornire
fino a 15,4 watt, e IEEE802.3at, che fornisce 30 watt su due coppie di
cavi e 60 watt su quattro coppie. Lo standard POH comprende definizioni
di apparecchi alimentatori (PSE) e di dispositivi alimentati (PD).
I vantaggi del POH
– Bassi costi di installazione: non è necessario disporre di prese di corrente di rete;
– Installazione più veloce: non è necessario l’intervento di un installatore per la certificazione;
– Minori costi di energia: le apparecchiature possono essere spente da remoto a orari predeterminati;
– Bassi costi di assistenza: le apparecchiature possono essere resettate da remoto;
– Flessibile per l’uso in esterno: sono disponibili midspan POH da interno verso esterno e da esterno verso esterno.
Alimentazione su HDBaseT anche per i display
La
tecnologia HDBaseT collega i sistemi di intrattenimento domestico e i
dispositivi di tlc utilizzando una specifica chiamata “5Play”, che
permette di trasferire video non compresso e audio fino a 10,2 Gb/s,
Ethernet 100BaseT, segnali di controllo e alimentazione, a tutti,
condividendo lo stesso cavo. Questa tecnologia è progettata per
emissioni video e audio multi-stream fino a 20 Gb/s e può supportarne
fino a otto, sempre su distanze fino a 100 metri. HDBaseT, inoltre, ha
la capacità di supportare il doppio della risoluzione attuale dei
contenuti video, richiesta per l’integrazione con il 3D e i futuri
formati 2K e 4K. A differenza di altre tecnologie, non richiede uno
specifico cavo o un connettore proprietario.
Le possibilità di alimentazione di HDBaseT sono sempre più
apprezzate e ritenute importanti, man mano che nelle case si installano
nuovi dispositivi elettronici. Utilizzando HDBaseT, infatti, un singolo
cavo Lan può fornire fino a 100 watt di potenza senza richiedere un
alimentatore supplementare. Questa tecnologia si è evoluta fino a
consentire di alimentare la maggioranza dei prodotti di elettronica di
consumo. Per esempio, un Lcd Led da 40” attuale consuma circa 70 watt;
dal settembre 2011, la più recente specifica Energy Star 5.3 ha
ristretto a 108 watt il consumo dei televisori, a prescindere dalle
dimensioni dello schermo. La Energy Star 6.0, entrata in vigore alla
metà del 2012, diminuisce il consumo a 85 watt per tutte le dimensioni. I
televisori LCD stanno rapidamente avvicinandosi a una media di circa 1
watt di consumo per pollice di dimensione dello schermo. A questi
livelli, HDBaseT può offrire notevoli capacità di alimentazione, potendo
supportare anche gli schermi molto grandi.
HDBaseT aiuta anche a risolvere i problemi che incontrano i
costruttori nel fabbricare schermi sempre più sottili e leggeri, da
appendere al muro, dovendo inserirvi ingombranti circuiti di
alimentazione a corrente alternata. Con questa tecnologia, infatti, i
circuiti di alimentazione possono essere rimpiazzati da un unico cavo e
un unico connettore, così che, per esempio, un televisore appeso alla
parete può essere connesso tramite un cavo Cat5 o 6 senza richiedere
un’altra sorgente di alimentazione. Inoltre, la tecnologia di
distribuzione dell’alimentazione HDBaseT fornisce il fondamento per
nuove opportunità di gestione del consumo energetico e di efficienza.
Queste capacità sono implementate dalla tecnologia PoE sottostante che è
diventata un elemento critico della più recente specifica POH.
Più alimentazione PoE, migliore efficienza
Lo
standard IEEE802.3af, a bassa potenza, utilizzava due delle quattro
coppie di conduttori di un cavo Cat5, mentre il più recente IEEE802.3at,
definito PoE+, utilizza tutte e quattro le coppie. Quest’ultima
versione delle specifiche PoE aggiunge anche meccanismi per
l’identificazione dei dispositivi di rete, classificazione,
disconnessione e protezione dai cortocircuiti e sovraccarichi, e nuove
capacità avanzate di gestione “intelligente” dell’energia. In una tipica
configurazione POH, l’apparecchio che fornisce l’alimentazione (PSE) è
dotato di alimentatore a corrente continua fra i 50 e 57 V, e tutti i
dispositivi di rete (PD) possono ricevere l’alimentazione direttamente
dalla linea HDBaseT, attraverso quattro coppie del cavo Cat5. Quattro
coppie di alimentazione è la chiave per fornire più potenza con una
maggiore efficienza.
Definita dai più recenti standard PoE, l’alimentazione a quattro
coppie dà ai dispositivi due interfacce di alimentazione, così che essi
possano ricevere due volte l’energia rispetto alle precedenti versioni a
due coppie, utilizzando tutte e quattro le coppie di un cavo Ethernet.
Niente preclude che le due interfacce di alimentazione siano connesse,
una attraverso due coppie usando le linee 1, 2, 3 e 6, e l’altra usando
le due coppie che utilizzano le linee 4, 5, 7 e 8. Questo è ciò che
rende possibile aumentare l’energia fornita con il nuovo
standard.Inoltre, la tecnologia PoE è stata migliorata per le specifiche
POH con una corrente più elevata di circa 1 Ampere, per ognuna delle
due coppie, con un appropriata classificazione a tre eventi che
identifica i dispositivi POH di alimentazione. Questo permette alla
tecnologia POH di trasferire fino a 100 watt in corrente continua, per
porta, da un capo all’altro della connessione HDBaseT. Diversamente dal
PoE, dove il dispositivo deve assumere il peggior caso
dell’infrastruttura di cablaggio ogni volta, POH permette al dispositivo
di rete di identificare il migliore rapporto lunghezza/resistenza del
cavo e ottenere più potenza, tenuto conto che il consumo massimo non
eccede i 100 watt. Lo standard POH è completamente retrocompatibile con
le specifiche PoE IEEE802.3at del 2009; inoltre, rispetta tutti i
mandati PoE in materia di sicurezza. Gli apparecchi abilitati PoE –
cosiddetti midspan – sono diventati un’opzione diffusa per le
applicazioni commerciali come i display, nei quali un singolo midspan a
24-porte POH può essere utilizzato per alimentare display con capacità
24 POH.
Un risparmio concreto
Gli
amministratori di rete utilizzano i midspan con caratteristiche di
monitoraggio remoto dei dispositivi di rete e capacità di
configurazione, per ridurre significativamente il consumo di energia dei
sistemi. Si può monitorare il consumo totale e per porta, configurare i
dispositivi della rete istante per istante e programmare le funzioni
On-Off su basi porta-per-porta.
Vediamo un esempio pratico: una organizzazione che debba alimentare
12 access point WAN (Wide Area Network) con 27,9 watt ciascuno, per
circa 10 ore al giorno (ad esempio, dalle 8 alle 18, dal lunedì al
venerdì), con il controllo remoto di accensione e spegnimento potrebbe
ridurre l’assorbimento di energia da 2.933 kWh l’anno (12 x 27,9 W x 24
ore x 365 giorni) a 837 kWh (12 x 27,9 W x 10 ore x 250 giorni),
risparmiando 2.096 kWh l’anno.
Evoluzione degli standard di alimentazione su Ethernet
La
storia dell’alimentazione via cavo inizia già nel 1875, quando
Alexander Graham Bell inventò il telefono. A quel tempo, Bell doveva
decidere se alimentare gli apparecchi telefonici nelle abitazioni
tramite batterie oppure da remoto, attraverso la stessa rete telefonica.
Scelse questa seconda opzione, assicurando il funzionamento del
telefono anche in caso di mancanza di energia elettrica presso
l’abitazione. In tempi più recenti, nel 1990, lo standard 10BaseT è
stato ratificato dalla IEEE802.3 con la connessione Ethernet tramite
l’uso di una coppia bi-filare (twisted pair). Con il prevalere della
banda larga e della topologia commutata, è divenuta possibile la
comunicazione voce su protocollo Internet (Voice over IP); la prima
versione di PoE è stata la IEEE802.3af del 2003, che supportava fino a
12,95 watt, come richiesto dai telefoni VoIP, dagli access point delle
Wlan IEEE802.3.11g e dalle fotocamere di rete. Con l’arrivo dello
standard IEEE802.11n è sorta l’esigenza di maggiore energia e nel 2009 è
stato creato lo standard IEEE802.3at, che ha incrementato la potenza
per dispositivo alimentabile a 25,5 watt, permettendo di alimentare due
dispositivi su un singolo cavo Cat5 per un totale di 51 watt. Fino ad
arrivare allo standard POH attuale.
Pierluigi Sandonnini