قابلیت POE و کاربرد آن

قابلیت POE چیست؟

قابلیت POE یا Power over Ethernet استانداردی است که به کابل شبکه اجازه می دهد تا داده ها و برق را به طور همزمان با استفاده از یک کابل منتقل کنند. این به یکپارچه‌سازی سیستم اجازه می‌دهد تا دستگاه‌های برقی را در مکان‌هایی که فاقد مدار الکتریکی هستند مستقر کنند. علاوه بر این، PoE هزینه نصب سیم‌کشی الکتریکی اضافی را حذف می‌کند.

فناوری PoE داده ها را با سرعت 10/100/1000 مگابیت بر ثانیه و میزان پاور 15 وات، 30 وات، 60 وات و حداکثر 90 وات را توسط کابل های Cat5e، Cat6، Cat6a ارسال می‌کند. کابل های اترنت Cat7 و Cat8 برای حداکثر فاصله 100 متری استفاده می شوند. فناوری PoE متکی بر استانداردهای IEEE 802.3af، 802.3at و 802.3bt است که توسط مؤسسه مهندسین برق و الکترونیک تنظیم شده است و نحوه عملکرد تجهیزات شبکه برای ارتقای قابلیت همکاری بین دستگاه‌ها را کنترل می‌کند.

دستگاه‌های دارای قابلیت PoE، می‌توانند power sourcing equipment (PSE)، powered devices (PDs) یا گاهی اوقات هر دو باشند. دستگاهی که برق را منتقل می کند PSE است، در حالی که دستگاهی که تغذیه می شود یک PD است. اکثر PSE ها، سوئیچ های شبکه یا انژکتورهای PoE هستند که برای استفاده با سوئیچ های غیر PoE در نظر گرفته شده اند.

PSEs یا PDs:

همانطور که گفته شد تجهیزات PSE به دستگاه هایی اطلاق می شود که مسئول تامین جریان برق دستگاه های متصل مانند سوئیچ ها، هاب ها و انژکتورها هستند. دستگاه های PDs انرژی را از PSE ها دریافت می کنند. چند نمونه از PD ها عبارتند از دوربین های IP، VoIP و نقاط دسترسی بی سیم (WAP).

استانداردهای 802.3af و 802.3at PoE چیست؟

موسسه مهندسین برق و الکترونیک (IEEE) مسئول ایجاد استانداردهای PoE است. در حال حاضر سه استاندارد PoE موجود است. استاندارد 802.3af از 15.4 وات برق پشتیبانی می کند. اما حتی اگر تجهیزات منبع تغذیه 802.3at (PSE) بتوانند 15.4 وات برق را انتقال دهند، دستگاه های برقی (PDs) به دلیل اتلاف برق تنها می توانند به طور قابل اعتماد 12.95 وات برق دریافت کنند.
در سال 2009، IEEE استاندارد 802.3at (یا +PoE) را معرفی کرد. این استاندارد از توان 30 وات پشتیبانی می کند، اما مشابه استاندارد 802.3af، اتلاف توان باعث می شود که PD ها مقدار کمتری توان، به ویژه 25.5 وات برق را دریافت کنند.

802.3bt (همچنین به عنوان UPOE شناخته می شود) در سال 2018 تصویب شد و دارای دو نوع (نوع 3 و نوع 4) است که قدرت بالاتری را ارائه می دهد. استاندارد 802.3bt (نوع 3) از توان 60 وات پشتیبانی می کند و PD ها 51 وات را دریافت می کنند. استاندارد 802.3bt (نوع 4) از 100 وات پشتیبانی می کند که در انتهای گیرنده به 71.3 وات کاهش می یابد.

انواع مختلف کلاس PoE چیست؟

برای جلوگیری از برق رسانی بیش از حد یک PD، که می تواند طول عمر واحد را کوتاه کند، PD های سازگار با IEEE که به PoE متکی هستند در کلاس های مختلف طبقه بندی می شوند. کلاس های PoE با تعیین میزان توان موردنیاز یک PD، توزیع کارآمد توان را تضمین می کنند. PD هایی که به توان کمتری نسبت به نزدیکترین استاندارد PoE نیاز دارند، طبقه بندی توان پایینی را دریافت می کنند و به PSE اجازه می دهد تا مقدار توان اضافی را به سایر دستگاه های متصل اختصاص دهد.

علاوه بر این، PD های کم مصرف به سوئیچ های کوچکتری نیاز دارند زیرا خروجی وات کمتر گرمای زیادی تولید نمی کند. از سوی دیگر، آداپتورهای PoE غیرفعال همیشه همان مقدار توان را در همه زمان ها انتقال می دهند و معمولاً به عنوان “غیر استاندارد” توصیف می شوند.

انواع مختلف کلاس PoE به طور موثر به مذاکره قدرت بین PSE و PD کمک می کند. به عنوان مثال، تصویر زیر میزان توان تخصیص یافته به انواع کلاس های مختلف را برای استانداردهای 802.3at، 802.3af و 802.3bt نشان می دهد.

سوئیچ POE چیست؟

سوئیچ POE سوئیچی است که از فن آوری Power over Ethernet استفاده می کند. با استفاده از یک سوئیچ شبکه PoE دار، اتصال شبکه و منبع تغذیه PD (دستگاه تأمین شده) می تواند هر دو به طور کارآمد از طریق کابل اترنت تحقق یابد. در حال حاضر انواع مختلفی از سوئیچ های شبکه با قابلیت PoE در بازار موجود هستند. بر اساس تعداد پورت، این سوئیچ ها به 8، 12، 24، 48 پورت تقسیم می شوند. همچنین این سوئیچ ها در دو نوع مدیریتی و غیر مدیریتی نیز موجود می باشند.

آیا برای نصب سوئیچ های POE به کابل های مخصوصی نیازمندیم؟

خیر، بطور کلی از کابل های اترنت برای سوئیچ های PoE استفاده می شود و تنها وابسته به میزان انتقال پورت PoE نوع کابل نیز تغییر می کند. به عنوان مثال در پورت 10 / 100 می توان از کابل های Cat3 یا بهتر، و یا در پورت 1000 از کابل های Cat5/Cat5e/Cat6 استفاده کرد. هنگامی که در آینده قادر به استقرار دستگاه های 2.5G/5G/10G هستید، ممکن است به کابل های Cat5a یا بهتر نیاز داشته باشید.

نحوه مجهز کردن دستگاه به POE:

برای مجهز کردن شبکه به تکنولوژی POE از دو روش زیر امکان پذیر است:

• استفاده از سوئیچ‌هایPOE

سوئیچ POE یک سوئیچ شبکه است که در آن امکان انتقال برق از طریق اترنت در نظر گرفته شده است. دستگاه‌های موجود در شبکه به‌ شکل عادی به این سوئیچ‌ها متصل می‌شوند و این سوئیچ است که مشخص می‌کند که آنها مجهز به تکنولوژی POE هستند یا خیر.

در نتیجه برق مورد نیاز هر یک را به‌صورت خودکار از طریق کابل اترنت منتقل می‌کند. سوئیچ‌های POE دارای کاربرد های متفاوتی هستند، از سوئیچ‌های  غیرقابل‌ تنظیم ارزان قیمت با تعداد پورت‌های کم تا سوئیچ‌های قابل‌تنظیم «رک‌مونت» (rack-mount) با تعداد پورت‌های بالا به بازار تجهیزات شبکع عرضه می‌شوند.

• استفاده از midspan یا تزریق‌کننده POE

با صرف هزینه بسیار کمتری می‌توان با استفاده از midspan، لینک‌های عادی شبکه یا بدون POE را مجهز به فناوری POE کرد. در حقیقت midspanها را می‌توان جهت ارتقاء شبکه‌های محلی موجود، مورد استفاده قرار داد و با روشی ارزان و مقرون به‌صرفه، در جایی که تنها نیاز به چند پورت POE است، به‌جای تهیه سوئیچ گران‌قیمت‌تربا  POE از آنها استفاده کرد.

هر یک از اتصالات شبکه را می‌توان با نصب midspan به‌سادگی مجهز به POE کرد و مشابه سوئیچ POE، تأمین برق دستگاه‌ها را به‌طور خودکار کنترل کرد. سوئیچ‌های midspan به‌شکل رک‌مونت و چندپورت و یا ارزان‌قیمت و تک‌پورت تولید میشوند.

آیا کامپیوتر یا سایر دستگاه های غیر PoE می توانند به PoE Switch متصل شوند؟ و آیا سوئیچ های PoE به دستگاه های غیر PoE آسیب می زنند؟

پاسخ به این سوال به نوع سوئیچ POE بستگی دارد. این سوئیچ ها در دو نوع اکیتو و پسیو موجود هستند. هنگامی که می خواهید سوئیچ POE خود را به دستگاه های غیر POE متصل نمایید حتما از سوئیچ های POE اکتیو استفاده کنید. سوئیچ PoE اکتیو نسبت به سوئیچ PoE پسیو از نظر ایمنی برتر است.

این سوئیچ ها دارای پورت PoE هستند که می توانند تشخیص دهند آیا دستگاه متصل، دستگاه PoE است یا خیر. هنگامی که درگاه های PoE با دستگاه های غیر PoE مانند رایانه یا لپ تاپ متصل می شوند ، سوئیچ PoE آن را تشخیص می دهد و به گونه ای وانمود می کنند که انگار این یک سوئیچ معمولی هستند.

به همین دلیل فقط به عنوان منبع تغذیه، از ویژگی های ارتباطات داده استفاده می کنند. سوئیچ های PoE پسیو، همیشه جریان الکتریکی را از طریق کابل اترنت با ولتاژ معین صرف نظر از اینکه دستگاه ترمینال از PoE پشتیبانی می کند یا خیر، ارسال می کند. بنابراین ممکن است رایانه ها و سایر دستگاه های غیر PoE را آتش بزنند. خوشبختانه سوئیچ های PoE که در بازار موجود هستند اکتیو بوده اما سوئیچ های PoE پسیو نیز هنوز توسط برخی فروشندگان عرضه می شوند.

تفاوت PoE اکتیو و پسیو:

سوئیچ POE اکتیو یا همان فعال (Active PoE Switch) ایمن‌تر و از امنیت بالایی نسبت به سوئیچ POE منفعل یا پسیو (Passive PoE Switch) برخوردار است. POE های فعال، پورت‌های PoE و سازگار یا ناسازگار بودن تجهیزات متصل به پورت‌ها با فناوری PoE را به‌طور خودکار تشخیص می‌دهد.

اگر تجهیزات غیر PoE مثل کامپیوتر و لپ‌تاپ‌ به پورت‌ PoE متصل باشند، سوئیچ poe اکتیو به طوری با آن‌ها تعامل می‌کند که گویی به سوئیچ عادی متصل شده‌اند. بنابراین، به آن پورت فقط دیتا و اطلاعات فرستاده میشود نه برق شهری. در حقیقت سوئیچ poe اکتیو از انتقال برق به تجهیزات غیر PoE خودداری می‌کند تا آن‌ها دچار آسیب نشوند.

اما سوئیچ poe پسیو همیشه بر روی کابل اترنت با ولتاژ مشخصی جریان الکتریکی می‌فرستد و اهمیتی نمی‌دهد که آیا وسیله متصل به سوئیچ با PoE سازگار است یا خیر. در نتیجه سوئیچ poe پسیو ممکن است به تجهیزات غیر PoE آسیب وارد نماید. سوئیچ poe اکتیو با استاندارد IEEE 802.3af، IEEE 802.a یا IEEE 802.bt سازگاری دارد و بر همین اساس به سه دسته تقسیم می‌شوند: سوئیچ  poe، سوئیچ +poe و سوئیچ ++poe.

اگر در محیطی از کابل‌های Cat5/Cat5e/Cat6، استفاده می شود. سوئیچ poe اکتیو اترنت ۱۰/۱۰۰/۱۰۰۰ مگابیت‌برثانیه را تا مسافت ۱۰۰ متر پشتیبانی می‌کند، اما سوئیچ‌های PoE پسیو به طور کلی فقط با اترنت ۱۰/۱۰۰ مگابیت‌برثانیه سازگارند. بهتر است بدانید سوئیچ‌های PoE فعلی در بازار عمدتا اکتیو هستند اما برخی کمپانی ها هنوز هم سوئیچ poe  پسیو تولید می‌کنند.

سوئیچ های POE مدیریتی یا غیر مدیریتی: تفاوت میان این دو چیست؟

این سوئیچ های مدیریت شده یک سوئیچ است که امکان دسترسی به یک یا چند رابط را به منظور پیکربندی یا مدیریت از قبیل (Spanning Tree Protocol (STP، سرعت پورت، VLAN ها و غیره فراهم می کند و می تواند کنترل بیشتری بر ترافیک LAN شما و همچنین ویژگی های پیشرفته ای را برای کنترل این ترافیک ارائه دهد.

در عوض، سوئیچ کنترل نشده PoE فقط به دستگاههای اترنت امکان برقراری ارتباط با یکدیگر مانند کامپیوتر یا چاپگر شبکه را می دهد. این سوئیچ ها از قبل پیکربندی شده و اجازه هرگونه تغییر در این پیکربندی را نمی دهد.

منبع : 

قابليت POE و کاربرد آن