Tutorial: Ein PoE-Budget auslegen, bevor der Switch bestellt ist

Ein PoE-Switch nennt auf seiner Verpackung eine Zahl: die Leistung, die er insgesamt abgeben kann. Die anzuschliessenden Geräte zusammenzuzählen und die Summe damit zu vergleichen sieht nach der ganzen Aufgabe aus – und liefert oft genug die falsche Antwort, um es anders zu machen.

Der Grund: Ein Switch teilt Leistung nicht danach zu, was ein Gerät zieht. Er teilt danach zu, was das Gerät zu ziehen ankündigt, und zwischen diesen beiden Zahlen liegt regelmässig der Faktor zwei.

Zwei Zahlen je Gerät und warum sie auseinandergehen

Jede PoE-Angabe trägt zwei Leistungswerte, und sie zu verwechseln ist die häufigste Ursache für eine Planung, die nicht aufgeht.

Der Unterschied zwischen beiden Spalten ist das Kabel. Die Norm rechnet mit bis zu hundert Metern Twisted Pair, und der Verlust über diese Strecke ist das, was der Switch zusätzlich liefern muss. Ein Budget wird immer in der linken Spalte gerechnet, denn das ist es, was den Switch verlässt.

Eine Warnung gehört hierher und nirgendwo anders hin. Passives 24-Volt-PoE, wie es einige ältere Zugangspunkte und Netzteile verwenden, ist keine dieser Normen. Es legt Spannung auf die Leitung, ohne zu verhandeln, und ein normgerechtes Gerät an einem solchen Anschluss kann Schaden nehmen. An einem Switch, der beides anbietet, wird der Betriebsart je Anschluss eingestellt – und diese Einstellung lohnt sich vor dem Einstecken zu prüfen, nicht danach.

Klassen und die Reservierung, die daraus folgt

Beim Anschliessen misst der Switch einen Widerstand im Gerät und liest daraus eine Klasse. Die Klasse ist ein Versprechen über die Obergrenze, keine Messung des Verbrauchs.

Klasse 0   15,4 W    Voreinstellung, wenn keine Klasse gemeldet wird
Klasse 1    4,0 W
Klasse 2    7,0 W
Klasse 3   15,4 W
Klasse 4   30,0 W    ab Typ 2
Klasse 5   45,0 W
Klasse 6   60,0 W
Klasse 7   75,0 W
Klasse 8   90,0 W

Eine Kamera, die neun Watt zieht und Klasse 4 meldet, belegt dreissig Watt des Budgets. Sie tut das unabhängig davon, ob sie diese je verwendet, denn der Switch muss das Versprechen in dem Augenblick halten können, in dem das Gerät danach fragt.

Klasse 0 verdient besondere Aufmerksamkeit. Ein Gerät, das gar keine Klasse meldet, wird behandelt, als wolle es 15,4 Watt – ein günstiges Gerät ohne Verwaltung, das drei Watt zieht, blockiert damit das Fünffache seines eigenen Verbrauchs.

Über der Klasse liegt eine zweite, genauere Verhandlung: Per LLDP kann ein Gerät nach dem Verbindungsaufbau einen genauen Wert anfordern, und der Switch kann die Reservierung darauf senken. Ob das geschieht, hängt an beiden Seiten und an einer Switch-Einstellung – und es ist der einzige Hebel, der den oberen Balken im Diagramm in die Nähe des unteren bringt.

Für einen echten Switch zusammenrechnen

Die Rechnung ist eine Tabelle mit zwei Spalten, und die zweite ist die, auf die es ankommt.

Gegen einen Switch mit 400 Watt Budget steht diese Anlage bei 97 Prozent, bevor ein einziges Bild übertragen wurde – und bei 42 Prozent nach Zähler. Beide Zahlen stimmen, und welche gilt, entscheidet sich daran, ob die LLDP-Verhandlung auf diesem Switch aktiv ist.

Daraus folgt die praktische Planungsregel: gegen die Spalte „Reserviert” auslegen und alles oberhalb von achtzig Prozent des Budgets als voll behandeln. Die verbleibenden zwanzig Prozent sind keine Sicherheit gegenüber den Geräten, sondern Platz für das nächste – und es gibt immer ein nächstes.

Die Lasten, die nicht im Datenblatt stehen

Drei Verbraucher machen regelmässig aus einer Rechnung, die aufging, eine, die nicht mehr aufgeht – und keiner davon steht in der Zahl auf der Verpackung.

Der erste ist Infrarot. Eine Kamera mit der Angabe neun Watt zieht diesen Wert bei Tag; in der Dämmerung schaltet der Strahler zu, und die Aufnahme steigt je Kamera um drei bis fünf Watt. Die Spitzenlast einer Kameraanlage liegt also nachts – genau dann, wenn niemand auf den Switch sieht. Acht Kameras machen dreissig Watt Unterschied zwischen den beiden Messungen.

Der zweite ist die Heizung. Eine Aussenkuppel mit Heizung zieht unter dem Gefrierpunkt fünfundzwanzig bis dreissig Watt zusätzlich, und sie tut das an allen Kameras gleichzeitig, denn sie stehen alle im selben Wetter. Ein Budget, das im Oktober passt, kann in der ersten kalten Nacht des Jahres scheitern.

Der dritte ist der Einschaltmoment. Ein Switch, der nach einem Stromausfall zurückkommt, bringt alle Anschlüsse gleichzeitig hoch, und der Einschaltstrom von fünfzehn Geräten liegt über ihrer Summe im Dauerbetrieb. Manche Switches staffeln die Anschlüsse genau deswegen; bei denen, die das nicht tun, ist die erste Minute nach einem Neustart die knappste des ganzen Jahres.

Was geschieht, wenn das Budget aufgebraucht ist

Ein Switch, der einen weiteren Anschluss nicht versorgen kann, fällt nicht aus. Er verweigert diesem Anschluss die Leistung, und das Gerät bleibt dunkel – was nach einer defekten Kamera, einem defekten Kabel oder einem defekten Anschluss aussieht und etwa eine Stunde lang in dieser Reihenfolge untersucht wird.

Welcher Anschluss verliert, ist nicht zufällig. Anschlüsse haben eine Priorität, und wo sie auf kritisch, hoch oder niedrig steht, fällt die niedrigste zuerst. Wo nichts eingestellt wurde, entscheidet meist die Anschlussnummer – es hört also das physisch letzte Gerät auf, unabhängig davon, ob es das unwichtigste ist.

Diese Einstellung lohnt sich bewusst und in einer bestimmten Reihenfolge vorzunehmen. Die Türstation und die Geräte, die das Netz selbst tragen, sind kritisch; Kameras an Zugängen sind hoch; die Kamera am Gartenhaus und der Zugangspunkt im Gästezimmer sind niedrig. So erzeugt ein erschöpftes Budget eine dokumentierte Lücke statt einer Suche.

Nach der Montage nachmessen

Der Controller zeigt beide Zahlen, und sie einmal zu vergleichen lohnt die Minute.

Je Anschluss steht die aktuelle Aufnahme, für den Switch insgesamt der Gesamtverbrauch und das verbleibende Budget. Ist das verbleibende Budget deutlich kleiner als die Differenz zwischen Gesamtbudget und der Summe der gemessenen Werte, dann reserviert der Switch nach Klasse, und LLDP senkt das nicht.

Zwei weitere Proben gehören in dieselbe Sitzung. Einmal nachts, wegen des Infrarots. Und einmal mit absichtlich getrenntem und wieder verbundenem Switch, denn das ist der Fall, in dem die Reservierung von Grund auf neu entsteht – und in dem sich zeigt, dass eine Planung, die eben noch passte, es doch nicht tut.

Was das alles auslässt, ist der Switch selbst. Sein eigener Verbrauch gehört nicht zum PoE-Budget und ist davon nicht gedeckt, zählt aber sehr wohl für Steckdose, Sicherung und die USV dahinter. Ein PoE-Budget von 400 Watt plus Elektronik ist ein Gerät, das unter Vollast über 450 Watt zieht – eine Tatsache für eine andere Planung, und eine, die vor dem Verkabeln des Schranks vorliegen sollte.