Power over Ethernet (PoE): Funktionsweise und Anwendungsbeispiele
23.07.2025
Mit Power over Ethernet (PoE) nutzen Sie Ethernet-Netzwerkkabel zur Datenübertragung und Stromversorgung Ihrer IoT-Geräte. Das vereinfacht die Installation und reduziert Kosten, da Sie nur ein Kabel am Gerät benötigen. Was Sie über die Technologie, Standards, Voraussetzungen und Anwendungsmöglichkeiten wissen sollten.
Was ist Power over Ethernet?
Power over Ethernet (PoE) ermöglicht gleichzeitige Datenübertragung und Stromversorgung über Ethernet-Netzwerkkabel (LAN-Kabel). Somit benötigen Sie nur ein Kabel, um netzwerkfähige Geräte mit Energie zu versorgen und sie in Ihr Firmennetzwerk oder das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) einzubinden.
PoE-Geräte benötigen in der Regel kein separates Stromkabel, kein lokales Netzteil und keinen Akku. Daher kommt diese Form von IoT-Geräten häufig an schwer zugänglichen Stellen zum Einsatz, an denen wenig Platz ist oder mehrere Kabel hinderlich wären.
So funktioniert die Stromversorgung bei PoE
Ethernet-Kabel sind achtadrige Twisted-Pair Kabel, bestehen also aus vier verdrillten Paaren von Kupferadern. Power over Ethernet nutzt die Kupferadern im Netzwerkkabel zur Stromversorgung, die nicht für die Signalübertragung benötigt werden. Werden auf allen Adern Signale übertragen, entkoppelt PoE die Spannung vom Signal, damit es nicht zu Störungen kommt. Die signalführenden Adernpaare leiten dann zusätzlich Energie.
Damit PoE funktioniert, braucht es zwei Arten von Geräten:
- Power Sourcing Equipement (PSE), die den Strom in das Kabel einspeisen, beispielsweise PoE-Switches oder PoE-Injektoren.
- Power Devices (PD) (Endgeräte), die den Strom nutzen.
Endspan- und Midspan-PoE
Endspan- und Midspan-Poe bezeichnen zwei verschiedene Methoden der Netzwerkintegration von Power over Ethernet.
- Bei Endspan-PoE dient der Switch als PSE für das PD am anderen Ende des Kabels, versorgt es also mit Strom. Diese Form stellt die häufigste Variante dar.
- Bei Midspan-PoE befindet sich zwischen Switch und PD ein PoE-Injektor, der die Stromversorgung übernimmt. Das ermöglicht zwar größere Reichweiten, allerdings brauchen solche Injektoren eine separate Stromquelle, um das Endgerät mit Energie zu versorgen.
Wo PoE zur Anwendung kommt
Power over Ethernet hat viele Einsatzgebiete von Büros über industrielle Anlagen bis hin zu privaten Anwendungen in Smart Homes. Im beruflichen Umfeld sind besonders folgende Einsatzmöglichkeiten verbreitet:
- IP-Telefonie: PoE-fähige IP-Telefone und Konferenzsysteme benötigen nur ein Netzwerkkabel zur Stromversorgung und Datenaustausch. Das spart Kabel und Netzteile an jedem einzelnen Arbeitsplatz.
- IP-Kameras: IP-fähige Überwachungskameras sind häufig an schwer zugänglichen Punkten montiert. PoE-Kameras lassen sich leichter installieren und warten, da keine externe Stromversorgung nötig ist.
- Terminals: Terminals zur Zeiterfassung oder für Zugangskontrollen (etwa Kartenleser) benötigen dank PoE nur ein Ethernet-Kabel und sind damit weniger störungsanfällig.
- Industrielle Netzwerktechnik: Im industriellen Umfeld kommen PoE-fähige Geräte etwa bei Hochgeschwindigkeitskameras, IoT-Sensoren und IoT-Access Points zum Einsatz. Damit ist PoE ein wichtiges Element der Industrie 4.0.
- Smart Buildings: In smarten Gebäuden und Smart Offices findet Power over Ethernet etwa bei smarter Beleuchtung, LED-Schaltern, IP-Gegensprechanlagen und Tablets zur Smart-Office-Steuerung Anwendung.
Diese Vorteile bietet Power over Ethernet
Durch den Wegfall eines Stromkabels ergeben sich eine Reihe von Vorteilen für Power over Ethernet Geräte. Dazu gehören:
- Geringere Kosten: Durch die Einsparung eines Kabels zur Stromversorgung bzw. eines Akkus, sind PoE-Geräte günstig im Unterhalt. Zudem sparen Sie bei den Infrastrukturkosten, da Sie weniger Kabel verlegen und weniger Anschlüsse installieren müssen.
- Leicht erweiterbar: Power over Ethernet vereinfacht die Erweiterung Ihrer Netzwerke, da keine Stromleitungen verlegt werden müssen, um die Geräte mit Energie zu versorgen. Hinzu kommt, dass sich PoE-Geräte leichter an schwer zugänglichen Orten installieren lassen.
- Einfache Installation und Wartung: Da PoE-Geräte nur ein Kabel benötigen, sind sie leichter zu installieren und leichter zu warten als andere Geräte. Weniger Kabel, Anschlüsse und Steckdosen erhöhen zudem die Übersichtlichkeit der Netzwerkinfrastruktur.
- Sicherheit: Power over Ethernet ermöglicht eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) der angeschlossenen Geräte, und damit eine Steigerung der Ausfallsicherheit. Im Hinblick auf die Cybersecurity, profitieren PoE-Geräte von Ihren Maßnahmen zur Netzwerksicherheit, da sie in Ihr Netzwerk eingebunden sind.
- Hohe Datenübertragungsraten: Power over Ethernet kann Datenübertragungsraten von mehr als 1 Gbit/s (Gigabit pro Sekunde) erreichen – je nach Typ und Länge des Kabels. Damit eignet sich die Technologie besonders für datenintensive IoT-Anwendungen.
Diesen Einschränkungen sollen Sie sich bewusst sein
Trotz aller Vorteile hat Power over Ethernet auch Einschränkungen. So sind PoE-Switches in der Regel teurer als herkömmliche Switches. Die Anschaffungskosten der einzelnen Geräte sind somit höher, auch wenn Sie mit PoE insgesamt Kosten sparen können.
PoE-Geräte sind in Ihr Netzwerk eingebunden und können daher Ziel von Cyberangriffen werden. Sie sollten folglich Ihr Netzwerk und Ihre IT-Struktur zureichend absichern.
Zudem sind die Reichweite und die Leistung begrenzt. Die Reichweite beträgt in der Regel maximal 100 m. Um diese zu steigern, benötigen Sie spezielle Extender. Die Leistung ist abhängig vom genutzten PoE-Standard, beträgt jedoch maximal 90 W Speisung (ca. 71 W bei der Entnahme). Beachten Sie daher die folgenden Standards und Leistungsklassen.
Diese PoE-Standards sollten Sie kennen
Die PoE-Standards stammen vom IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), einer internationalen Vereinigung von Ingenieuren, Wissenschaftlern und Technikern – maßgeblich aus der IT und Elektrotechnik. IEEE-Standards finden international Anwendung bei Technik, Hardware und Software. Für Power over Ethernet gelten folgende IEEE-Standards:
- IEEE 802.3af-2003 (PoE): Bis zu 15,4 W Ausgangsleistung (12,95 W am Gerät). Benutzte Adernpaare: 2
- IEEE 802.3at-2009 (PoE+): Bis zu 30 W Ausgangsleistung (25,5 W am Gerät). Benutzte Adernpaare: 2
- IEEE 802.3bt-2018 (4PPoE oder PoE++): Bis zu 90 W Ausgangsleitung (71,3 W am Gerät). Benutzte Adernpaare: 2 und 4.
- IEEE 802.3bu (PoDL): Bis zu 60 W Ausgangsleistung (50 W am Gerät). Benutzte Adernpaare: 1. Inkompatibel zu den anderen Standards.
PoE-Leistungsklassen in der Übersicht
| Klasse | IEEE-Standard | max. Leistung PSE (Speiseleistung) | Leistung PD (Leistungsentnahme) | Adern für Stromversorgung |
|---|---|---|---|---|
| 0 | IEEE 802.3af-2003 (PoE) | 15,4 W | 0,44 – 12,96 W | 2 |
| 1 | 4,0 W | 0,44 – 3,84 W | 2 | |
| 2 | 7,0 W | 3,84 – 6,49 W | 2 | |
| 3 | 15,4 W | 6,49 – 12,95 W | 2 | |
| 4 | IEEE 802.3at-2009 (PoE+) | 25,5 W | 12,95 – 25.5 W | 2 |
| 5 | IEEE 802.3bt-2018 (4PPoE oder PoE++) | 45 W | 40 W | 4 |
| 6 | 60 W | 51 W | 4 | |
| 7 | 75 W | 62 W | 4 | |
| 8 | 90 W | 71 W | 4 |
Power over Ethernet im Überblick
Power over Ethernet (PoE) …
- versorgt netzwerkfähige Geräte über ein Ethernet-Kabel mit Strom. Dadurch benötigen Sie nur ein Kabel für Energieversorgung und Datenübertragung.
- kommt bei vielen vernetzten Geräten zum Einsatz, die an schwer zugänglichen Stellen montiert sind oder wo zusätzliche Kabel hinderlich wären.
- bietet Vorteile wie Kostenersparnis im Betrieb, gesteigerte Ausfallsicherheit und vereinfachte Erweiterbarkeit des Netzwerks um weitere Geräte.
- ist über Standards definiert, die von der IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) festgelegt werden.
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Häufig gestellte Fragen
Nein, nicht jedes LAN-Kabel (oder Netzwerkkabel) eignet sich für die Verwendung mit PoE-Geräten. Sie benötigen Ethernet-Kabel der Kategorie CAT 5e oder höher – z. B. CAT 6A oder CAT 7. Grundsätzlich gilt: Je größer der Querschnitt des Kabels, desto geringer der elektrische Widerstand. Je geringer der Widerstand, desto besser ist ein Kabel für die Energieversorgung von PoE-Geräten geeignet.
Ein PoE-Kabel darf maximal 100 m lang sein, da ansonsten die Signalübertragung und Stromversorgung aufgrund des Widerstands nicht gewährleistet sind. Um die Reichweite zu vergrößern können jedoch PoE-Extender eingesetzt werden.
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