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NOVEMBRE-DICEMBRE 2020 FIELDBUS & NETWORKS 49 Lo standard PoE (Tipo 1) è stato ratificato nel 2003 come standard Ieee 802.3af. Nellamodalità ‘alternativa A’, la tensione di alimentazione viene sovrapposta come segnale di modo comune su due doppini del cavo UTP Cat.3 o Cat.5 della connessione Ethernet. Con una corrente massima di 350 mA e un limite di potenza erogabile al nodo alimentato di 12,95W, si tratta dello standard PoE di più bassa potenza. La variante PoE+ (Tipo 2) ratificata come Ieee 802.3at nel 2009, innalza il livello a 25,5 W, mentre la più recente (2018) Ieee 802.3bt, nota come PoE++ o 4PPoE, utilizza tutti e quattro i doppini di un cavo Cat.5 o superiore per erogare, utilizzando l’iniezione come segnale di modo comune alla presa centrale dei trasfor- matori Ethernet, fino a 51 W nella variante di Tipo3 e fino a 71,3 W in quella di Tipo 4. Un elemento a sfavore di Power over Ethernet è che richiede due coppie di doppini intrecciati per Fast Ethernet (100BaseT) o tutti e quattro i doppini per Gigabit Ethernet. Nel corso degli ultimi anni è tuttavia cresciuta la domanda di connettività dati e potenza su singolo doppino intrecciato; originata in ambito automotive, si tratta di un’esigenza dettata da ragioni di contenimento dei costi e soprattutto del peso e degli ingombri del ca- blaggio delle sempre più estese reti di bordo dei moderni autoveicoli. Single Pair Ethernet è un protocollo di trasmissione dati Ethernet su rame che è in grado di supportare lo standard PoDL per l’alimentazione dei nodi connessi alla stessa coppia di conduttori. L’alimentazione su linee dati è supportata dalle varianti SPE codificate negli standard Ieee 802.3cg (10Base-T1), 802.3bw (100Base-T1) e 802.3bp (1000Base-T1). Potendo utilizzare un cavo che contiene una sola coppia di conduttori intrecciati isolati, SPE risulta vantaggioso non solo in termini di peso e ingombri, ma anche perché rende possibili cablaggi con raggi di curvatura minori di quelli permessi dai cavi Ethernet tradizionali, una qualità pre- ziosa negli spazi angusti della scocca o dell’abitacolo di un autoveicolo. Il retro dellamedaglia è una riduzione della lunghezza di tratta per la stessa velocità di trasmissione rispetto a una connessione Ethernet ‘tradizionale’, oltre che una potenzamassima inferiore a quella consentita da PoE. Sono tuttavia molte le applicazioni che si adattano ai profili di potenza e di estensione offerti dal connubio SPE-PoDL al di fuori del contesto auto- mobilistico: domotica e building automation in primis, complice il trend di riduzione dei consumi dei dispositivi (illuminazione LED, videocamere, sensoristica). Inoltre, non è da trascurare il crescente interesse mostrato dagli utilizzatori industriali per i risparmi in termini di costi di cablaggio, le potenzialità di retrofitting di soluzioni bifilari pre-esistenti e il vantaggio in termini di velocità rispetto ai bus di campo di vecchia generazione. Il doppino condiviso Nelle diverse concezioni di PoE, la corrente continua che alimenta i di- spositivi viaggia sullo stesso cavo multiconduttore che trasporta i dati: per le varianti BaseT si tratta del tradizionale ‘cavo Ethernet’ UTP di Cat.3, 5 o superiore, a seconda della velocità dati e della potenza da trasferire. Un sistema PoE minimale è costituito da due blocchi funzionali: un’appa- recchiatura che eroga l’alimentazione (PSE - Power Sourcing Equipment) e uno o più dispositivi alimentati attraverso il cavo Ethernet (PD - Powered Device). L’alimentazione dei nodi può essere fornita direttamente da uno switch conforme allo standard PoE, oppure può essere ‘iniettata’ sul cavo da dispositivi che si frappongono tra uno switch tradizionale e il disposi- tivo alimentato. Il cavo Ethernet ‘tradizionale’ contiene quattro doppini intrecciati: in alcuni varianti di PoE è possibile dedicare i doppini non utilizzati alla sola alimen- tazione, ma la condizione più comune è quella detta ‘phantom power’, in cui dati e potenza condividono i doppini. In questo caso, l’alimentazione viene iniettata come un segnale di modo comune sulla presa centrale dei trasformatori Ethernet, rendendolo di fatto invisibile al prelievo differen- ziale dei segnali che codificano i dati. Classe Alimentatore Potenza (max) Corrente (max) A vuoto @ PSE Cablaggio (min @ PD) 0 Non Stabilizzato 12 V 0,5 W 0,10 A 6 V 4,94 V 1 1 W 0,23 A 6 V 4,41 V 2 Stabilizzato 3 W 0,25 A 14,4 V 12 V 3 5 W 0,47 A 14,4 V 10,6 V 4 Non Stabilizzato 24 V 1 W 0,10 A 12 V 10,3 V 5 3 W 0,34 A 12 V 8,86 V 6 Stabilizzato 5 W 0,21 A 26 V 23,3 V 7 10 W 0,46 A 26 V 21,7 V 8 Stabilizzato 48 V 30 W 0,73 A 48 V 40,8 V 9 50 W 1,36 A 48 V 36,7 V Le prime dieci classi di potenza dello standard PoDL a: Nello standard PoE l’alimentazione viene trasportata come segnale di modo comune su almeno due coppie di doppini b: Lo standard PoDL porta l’alimentazione utilizzando gli stessi due conduttori del doppino che trasporta il segnale a b