Raspberry Pi – PoE-Modul

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Was ist Power over Ethernet (PoE)?

PoE ist eine Technologie, bei der Strom und Daten gemeinsam über das selbe Ethernet-Kabel übertragen werden. Anstelle eines separaten Netzteils injiziert ein PoE-fähiger Switch oder ein PoE-Injektor Gleichspannung in die Paare eines Cat-Kabels, sodass angeschlossene Geräte wie der Raspberry Pi versorgt werden können. Dabei kommen standardisierte Verfahren zum Einsatz, die sicherstellen, dass nur PoE-fähige Endgeräte den Strom „anzapfen“.

Grundsätzliche Funktionsweise von PoE

  1. Ein PoE-Switch oder ein PoE-Injektor liefert über das RJ45-Kabel typischerweise eine Spannung von rund 48 Volt.
  2. Das angeschlossene Endgerät („Powered Device“, kurz PD) erkennt den PoE-Dienst mittels Signalisierung und Klassifizierung.
  3. Nach erfolgreicher Verhandlung wird die Energie über das gleiche Kabel bereitgestellt, das auch die Netzwerksignale transportiert.
  4. Abhängig vom Standard (IEEE 802.3af/at/bt) stehen pro Port 15,4 W bis 100 W Gesamtleistung zur Verfügung, wovon ein Teil für das Endgerät reserviert ist.

Aufbau und Funktion des PoE-Moduls (PoE HAT) für Raspberry Pi

  • Das PoE-Modul sitzt als sogenannter HAT (Hardware Attached on Top) direkt auf den 40-Pin-GPIO-Header des Raspberry Pi.
  • Auf dem Modul befindet sich ein DC/DC-Wandler, der die eingehende 48 V des Ethernet-Kabels in stabile 5 V umwandelt, welche über die GPIO-Pins eingespeist werden.
  • Gleichzeitig leitet das Modul die Netzwerksignale zur integrierten Ethernet-Buchse weiter, sodass kein zusätzliches Netzwerkkabel benötigt wird.

Anforderungen und Einsatz

  1. PoE-fähiger Switch oder externer PoE-Injektor
  2. Offizielles PoE HAT oder kompatibles Drittanbieter-Modul
  3. CAT5e oder höher (für Gigabit-PoE empfiehlt sich CAT6)