تکنولوژی POE چیست؟

با توسعه سریع شبکه، انواع تکنولوژی‌ها به وجود آمده است. در سال ۲۰۰۳، تکنولوژی PoE (توان بر روی اترنت) استانداردسازی شد.

در حال حاضر فناوری PoE به طور گسترده‌ای در شبکه‌های محلی بی‌سیم (LAN)، دوربین‌های IP و تلفن VoIP (صدا روی پروتکل اینترنت) استفاده می‌شود. تکنولوژی PoE به کابل اجازه هدایت برق و سیگنال داده‌ها را می‌دهد.

جریان الکتریکی عملکرد دستگاه را پشتیبانی می‌کند و تا حد زیادی میزان سیم مورد استفاده برای نصب و راه‌اندازی شبکه کاهش می‌یابد؛ بنابراین ظهور شبکه PoE یک خبر کاملا خوب برای توسعه شبکه‌های مقرون به صرفه است.

پارسیان فیبر ارتباط تولید کننده انواع کابل شبکه ایرانی، کابل فیبر نوری و تجهیزات پسیو شبکه، این مطلب را برای شما انتخاب کرده است.

تکنولوژی POE چیست؟

تکنولوژی POE ، فناوری‌ایست که این امکان را به کابل‌های شبکه می‌دهد تا انرژی الکتریکی را نیز منتقل کنند؛ برای مثال یک دوربین دیجیتال امنیتی در زمان نصب و راه‌اندازی دو نوع رابط نیاز دارد:

۱) ارتباط شبکه؛ برای ایجاد ارتباط با دستگاه ضبط ویدئویی و نمایشگر.

۲) اتصال برق؛ که انرژی الکتریکی موردنیاز دوربین را فراهم کند.

دلایل استفاده از تکنولوژی POE

1- صرفه‌جویی در زمان و هزینه

به دلیل کابل‌کشی همزمان برق و شبکه، صرفه‌جویی زیادی در زمان و هزینه خواهد شد. برای کابل‌کشی شبکه نیاز به متخصص نیست و به راحتی در همه جا قابل نصب است.

2- انعطاف

از آنجا که دستگاه‌هایی مانند دوربین‌های IP و نقاط دسترسی بی‌سیم به طور دائم به پریز برق متصل نیست، می‌توان آنها را بدون در نظر گرفتن محدودیت منطقه در محل قرار داد. نصب دوباره نیز به آسانی پیاده سازی می شود.

3- امنیت

4- قابل اطمینان

قدرت و برق PoE از یک منبع مرکزی و سازگار به جای مجموعه‌ای از آداپتورهای دیواری توزیع شده، گرفته می‌شود. همچنین نمی‌توان به راحتی دستگاه را از کار انداخت.

یک منبع تغذیه اضطراری پشتیبان‌گیری شبکه PoE برای بهره‌برداری پایدارتر به کار گرفته می‌شود.

5- مقیاس‌پذیری

کاربرد فناوری POE

تلفن‌ های VoIP ،WLAN ،RFID (شناسایی فرکانس رادیویی)، دوربین‌های امنیتی و یا دستگاه‌های دسترسی به کنترل برنامه‌های بزرگ برای شبکه PoE هستند.

با استفاده از شبکه PoE ، VoIP را قادر می‌سازد برای دریافت کامل برق از طریق شبکه، بدون نیاز به پریز برق AC هر تلفن قادر به انجام کار خواهد بود.

دسترسی به شبکه بی‌سیم را می‌توان در مکان‌های مختلف مانند سقف، راهرو، لابی بدون رسان‌های الکتریکی قرار داد.

به همین ترتیب، PoE این اجازه را می‌دهد تا RFID خوانها به صورت راهبردی در مکان‌های بهینه‌سازی شده قرار داده شوند.

استفاده از شبکه PoE برای دوربین‌های امنیتی و یا دستگاه‌های کنترل دسترسی در سقف، راهرو، لابی، و یا فضای باز ارزان‌تر می‌باشد.

چه دستگاه‌هایی از تکنولوژی POE استفاده می‌کنند؟

تلفن‌های VoIP

دوربین‌های IP

اصول عملکرد شبکه POE

سه مولفه اساسی در سیستم PoE وجود دارد: PSE، PD و کابل اترنت.

PSE (توان منبع تجهیزات) مانند دستگاه سوئیچ PoE برای رساندن برق از طریق کابل مورد استفاده قرار می‌گیرد.

PD (دستگاه دارای توان) دستگاه مورد استفاده برای دریافت توان از کابل می‌باشد.

کابل به انتقال برق و سیگنال داده کمک خواهد کرد.

جریان الکتریکی ابتدا از طریق کابل به PSE خواهد رفت، و سپس در انتهای مسیر از PD خارج می‌شود.

از آنجا که انتقال سیگنال الکتریکی است، PoE تنها از طریق کابل اترنت جفت به هم تابیده شده در دسترس است.

همچنین، جریان از سیگنال داده از یکدیگر جدا می‌باشند بطوری که هیچ یک از آنها تداخل با دیگری ندارد.

چطور POE را به روز کنیم؟

اضافه کردن POE به شبکه از دو راه امکان‌پذیر است:

سوئیچ POE یک سوئیچ شبکه است که روی ورودی اترنت قرار دارد. دستگاه شبکه را خیلی ساده به سوئیچ وصل کنید. سوئیچ به صورت خودکار تشخیص می‌دهد که با POE همخوانی دارد یا خیر؛ سپس بطور خودکار ارتباط را برقرار می‌کند. سوئیچ‌های POE، از edge switch های کم پورت ارزان تا رک‌های چند پورت پیچیده، کاربردهای زیادی دارند.

در شبکه‌هایی که لینک POE ندارند می‌توان از اتصال POE استفاده کرد.

این اتصال می‌تواند شبکه محلی را به POE ارتقاء دهد و در موقعیت‌هایی که پورت POE کم است راهکارهای گوناگونی ارائه دهد. ارتقاء هر شبکه به POE به سادگی با اتصال یک سوئیچ POE امکان‌پذیر است. اتصال سوئیچ POE هم برای رک‌های چند پورت در دسترس است و هم برای انژکتورهای تک پورت. همچنین با POE Splitter می‌توان دستگاه‌ها را به POE ارتقاء داد. POE Splitter به شبکه ارتباطی دوربین‌ها متصل می‎شود و شدت ولتاژ را تا حدی که برای دوربین مناسب است کاهش می‌دهد.

فناوری POE و تصورات غلط درمورد آن

فناوری POE یک فناوری رو به توسعه است و بسیاری از مردم با اطلاعات غلط و قدیمی مفهوم آن را درست درک نمی‌کنند. در اینجا به برخی از تصورات اشتباه در مورد POE می پردازیم.

1. فناوری POE مشکل تطبیق پذیری دارد

در گذشته این مشکل وجود داشت ولی امروزه دیگر از بین رفته است. در گذشته به دلیل نبودن زیرساخت های لازم کابل برق نیز باید کنار شبکه کشیده می شد. اما از زمانی که استاندارد IEEE 802.3  در کل جهان پذیرفته شد مشکل تطبیق پذیری نیز حل شد.

2. برای استفاده از فناوری POE باید معلومات الکتریکی داشت

باز هم این مشکل در ابتدا وجود داشت و باید در طراحی خیلی دقت می شد، اما در استاندارد IEEE 802 ،POE  طوری طراحی شده است تا در هر پیکربندی ممکن از اترنت، عملکرد با کارآیی بالا و قابل اطمینان تضمین گردد. تمام کاری که کاربر باید انجام دهد کابل کشی شبکه عادی است و تجهیزات، برق را برای سیستم تهیه می کنند.

3. فناوری POE به سیم کشی خاصی نیاز دارد

4. برق به دستگاه بار اضافه تحمیل می‌کند

این تصور اشتباه به شدت رایج است. اما باید به یاد داشته باشید نرخ برقی که کارخانه ها اعلام می کنند بالاترین حد است و نرخ ثابتی نیست. وصل کردن یک دوربین ۵ وات به برق ۱۵ وات به این معنی نیست که ۱۰ وات از برق در جایی هدر می رود. دستگاه تنها مقدار برقی که نیاز دارد را دریافت می کند.

High power POE

استاندارد ۸۰۲٫۳af ،POE را مناسب برای شبکه هایی می داند که برق ۱۳ وات نیاز دارند. اما بسیاری از ابزارها در بازار هستند که به کمی برق بیشتر نیاز دارند. POE به راحتی با این شرایط منطبق می گردد. برای کابل شبکه و کانکتور ها جا به جایی برق بیشتر نیز امکان پذیر است، اما سیستم های high-power POE  اختصاصی بوده اند و همیشه با استاندارد  ۸۰۲٫۳af POE همخوانی ندارند.
به همین دلیل استاندارد جدیدی توسط IEEE تعریف شد تا برق در دسترس را بیشتر کند. استاندارد ۸۰۲٫۳at و POE plus.

ویژگی های POE plus

انرژی الکتریکی تقویت شده POE plus انرژی الکتریکی را تقریباً دو برابر می کند یعنی حدود ۲۵٫۵ وات.

منطبق با استاندارد ۸۰۲٫۳af، سوئیچ های POE plus و اتصالات آن استاندارد ۸۰۲٫۳af را می شناسند و POE با حالت نرمال به آن متصل می گردد. POE plus می تواند به سوئیچ های POE تحت استاندارد ۸۰۲٫۳af هم متصل گردد و بر اساس نیاز برق به دستگاه برساند.

برق رسانی هوشمند- ۸۰۲٫۳at شامل محدوده ای از منبع انرژی است برای ارتباط دستگاه های مختلف با یکدیگر تا مشخص کنند که هر دستگاه چه مقدار نیاز به برق دارد.

POE plus یعنی تجهیزات بیشتری از شبکه می توانند از طریق POE تغذیه شوند. تجهیزاتی مانند IP Camera و Access point های وایرلس.

توجه داشته باشید استاندارد ۸۰۲٫۳at همراه استاندارد ۸۰۲٫۳af است و نمی تواند جایگزین آن گردد. ۸۰۲٫۳af همچنان به دلیل آینده بهتر آن به صورت گسترده بکار گرقته می شود.

فناوری POE چگونه کار می کند؟

کابل های شبکه مانند کابل های Cat 5e و Cat 6 شامل ۸ سیم هستند که به صورت چهار عدد دوزوج کنار هم قرار می گیرند. در اترنت ۱۰ و ۱۰۰BASE-Tدو جفت سیم برای ارسال اطلاعات استفاده می شد که به آنها data pairs می گویند. دو جفت دیگر بلااستفاده می ماند که به آنها Spare pairs می گویند (اترنت گیگابایت از هر چهار سیم استفاده می کند).

به دلیل جریان های الکتریکی داخل هر حلقه، برای برق سانی به کابل نیز به دو کنداکتور نیاز است. POE هر جفت را به عنوان یک هادی در نظر می گیرد و می تواند هم از data pairs و هم از Spare pairs استفاده کند و برق رسانی را انجام دهد.

POE در ولتاژ بین ۴۴ تا ۵۷ ولت به کابل ها وصل می گردد. این ولتاژ بالا منجر به انتقال مناسب برق می گردد و در عین حال آنقدر قوی نیست که کابل ها را دچار مشکل کند.

این ولتاژ ایمن است. اما در عین حال برای تجهیزاتی که برای اتصال به POE طراحی نشده اند می تواند خطرناک باشد. بنابراین قبل از اینکه سوئیچ POE بتواند جریان برق را به تجهیزات وصل کند باید مشخص شود که مشکلی برای آنها پیش نیاید.

دسته بندی می تواند روندی باشد که تشخیص بدهیم کدام دستگاه با POE همخوانی ندارد. اگر یک PD تشخیص دهد مشکلی وجود دارد، آنگاه PSE مشخص می کند که دستگاه بر اساس تقسیم بندی نیاز به برق به کدام یک از سه بخش مرتبط می گردد و بعد از آن برق مورد نیاز را تامین می کند.

جدول دسته بندی نیاز به انرژی POE

تفاوت برقی که با PSE منتقل می گردد با برقی که با PD دریافت می کند میزان برقی است که به خاطر گرم شدن کابل از بین می رود. اگر PD هیچ چیز را در تست نشان ندهد دستگاه در کلاس ۰ قرار می گیرد و حداکثر ولتاژ ۱۲٫۹۵ وات را نیاز دارد و باید به آن اختصاص داده شود.

تجهیزات POE plus در دسته ۴ جا می گیرد. اگر یک منبع عادیPOE 802.3af این دسته را تشخیص دهد، برق دستگاه مانند دستگاه های دسته ۰ تامین می گردد. اما یک  ۸۰۲٫۳at PSE  نه تنها PD را یک ابزار POE plus در نظر میگیرد بلکه بخش دسته بندی را به عنوان سیگنالی به PD که به منبع برق POE Plus متصل است دائماً تکرار می کند  ( از نظر تئوری PD باید قادر باشد تا برق بیشتری را از طریق لینک شبکه در اختیار داشته باشد.)

نهایتاً بعد از تشخیص و دسته بندی ابزارها نوبت تهیه برق مورد نیاز اس PSE برق ۴۸ وات را تامین می کند تا بتوان از PD استفاده کرد. به محض اجرا، PSE مقدار برقی که به PD داده است را نظارت می کند و اگر کم یا زیاد بود آن را تنظیم می کند.

نتیجه گیری

به طور خلاصه، پیدایش PoE به میزان قابل‌توجهی اثربخشی شبکه را بهبود بخشیده است.

تجهیزات قادرند با توجه به در دسترس بودن توان برق در هر محلی قرار داده شود.

در تعداد زیادی از هزینه‌ها با حذف سیم‌های غیر ضروری صرفه‌جویی خواهد شد.

این مقاله تنها به یک مقدمه کوتاه برای شبکه‌های PoE می باشد و مطالب مهم و زیادی می‌باشد که هنوز به آن پرداخته نشده است.