قابلیت POE و کاربرد آن

قابلیت POE
این مقاله در تاریخ 26 تیر 1399 نوشته و در تاریخ 23 بهمن 1400 مورد بازبینی قرار گرفته است.

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 یا سوئیچ های شبکه یا انژکتورهای PoE هستند که برای استفاده با سوئیچ های غیر PoE در نظر گرفته شده اند.

 

PSEs یا PDs:

تجهیزات PSE به دستگاه هایی اطلاق می شود که مسئول تامین 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) می توانند 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 کمی توان کمتر، 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.

Supported DevicesEnergized PairsPower to Powered Device (PD)Max.Power per PortIEEE StandardName
Static surveillance cameras,VOIP phones, wireless access points2-pair12.95W15.4WIEEE 802.3afPoE
PTZ cameras, video IP Phones, alarm system2-pair25.5W30WIEEE 802.3af+PoE
Video conferencing equipment, multi-radio wireless access points4-pair51W60WIEEE 802.3bt (Type3)++PoE
Laptops, flat screens4-pair71.3W100WIEEE 802.3bt (Type4)++PoE

 

مزایای استفاده از تکنولوژی POE:

  • صرفه‌جویی در زمان و هزینه: این صرفه‌جویی با کاهش زمان و هزینه‌های کابل‌کشی برق امکان‌پذیر می‌شود. کابل‌های شبکه نیاز به تکنسین برق ماهر ندارند و می‌توانند در هر جایی (دیوار، زمین، سقف) قرار داده شوند.
  • انعطاف‌پذیری: بدون نیاز به وجود منبع و پریز برق، دستگاه‌هایی مانند دوربین‌های IP و نقاط دسترسی بی‌سیم می‌توانند در هر محلی که بیشتر مورد نیاز هستند، قرار داده شده و در صورت نیاز، به‌راحتی تغییر مکان داده شوند.
  • ایمنی: تأمین برق در تکنولوژی POE به‌شکل هوشمند انجام می‌شود و به‌گونه‌ای طراحی شده که تجهیزات شبکه را در مقابل کاهش و افزایش برق (نوسانات) و یا حتی نصب غلط محافظت می‌کند.
  • قابلیت اطمینان: در POE به جای اینکه برق مورد نیاز تجهیزات موجود در شبکه توسط تعداد زیادی آداپتور تأمین گردد، از یک منبع تغذیه واحد که سازگار با استانداردهای جهانی است، تأمین می‌شود. همچنین می‌توان به‌عنوان پشتیبان و هنگام قطع برق از یک منبع تغذیه اضطراری استفاده کرد یا تجهیزات را برای خارج کردن از مدار شبکه و یا راه‌اندازی مجدد، از راه دور کنترل کرد.
  • مقیاس‌پذیری: با توجه به اینکه برق از طریق کابل شبکه در اختیار قرار می‌گیرد، نصب و راه‌اندازی و توسعه اتصالات شبکه، ساده‌تر و بهتر انجام می‌شود.

 

انواع تکنولوژی POE: 

قابلیت POE به سه دسته تقسیم می شود: 

ـ POE: دستگاه ها با قابلیت POE دارای استاندارد IEEE 802.3af هستند و می‌توانند تا توان الکتریکی ۱۵٫۴ وات را در بستر کابل شبکه تولید کنند. این نسبت در سال ۲۰۰۳ معرفی شد و در حال حاضر در دستگاه های بسیاری از جمله برخی سوییچ های شبکه، اکسس پوینت های وایرلس، تلفن های VoIP، سنسورها، دوربین های مداربسته ساده و غیر متحرک و … مورد استفاده قرار می گیرند.

ـ +POE: نسل دوم POE به نام PoE Plus با استاندارد IEEE 802.3at شناخته می شود. دستگاه های دارای این قابلیت می توانند تا ۳۰ وات توان الکتریکی تولید کنند که تقریبا دو برابر نسل قبلی خود است. از این تکنولوژی در طیف بیشتری از دستگاه ها از جمله اکسس پوینت های پر مصرف، سنسورهای بیومتریک، نمایشگرهای LCD و دوربین های مداربسته پیشرفته تر قابل استفاده است.

ـ UPOE: نسل سوم پی او ای یا اصطلاحا RP PoE توسط استاندارد IEEE به نام ۸۰۲٫۳bt شناخته می شود و می تواند تا توان ۶۰ واتی (۲ برابر نسل قبل) را نیز تولید کند. UPOE به اندازه ای توان الکتریکی تولید می کند که بتواند یک سیستم ویدیو کنفرانس را راه اندازی کند.

ـ High-Power PoE: این قابلیت در سال 2018 توسعه یافت و دارای همان استاندارد ۸۰۲٫۳bt  می باشد که بهبود زیادی یافته و می تواند تا توان الکتریکی ۱۰۰ وات را تأمین کند. این نسل به منظور تأمین نیازهای تجهیزات پیشرفته شبکه و بازار رو به رشد اینترنت اشیا توسعه داده شده است. برای استفاده بهینه از این تکنولوژی باید از کابل های شبکه Cat6A به بعد استفاده شود.

 

رایج ترین تجهیزاتی که از قابلیت PoE استفاده می کنند:

قابلیت POE

 

ـ تلفن ویپ

ـ دوربین IP

ـ اکسس پوینت وایرلس

 

با این حال، PoE می تواند دستگاه های دیگر را نیز تامین کند، از جمله:

  • PoE lighting
  • ATMs
  • IP intercoms
  • Security card readers
  • IP clocks

 

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.

قابلیت POE

 

 

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.

 

سوئیچ POE دار یا غیر POE و اینکه چرا به سوئیچ POE دار نیازمندیم؟

سوئیچ POE

مزیت استفاده از سوئیچ شبکه POE دار نسبت به غیر POE کاملا مشخص است. سوئیچ های غیر POE به سوئیچی گفته می شود که امکان تأمین برق از طریق کابل های اترنت امکانپذیر نیست، بلکه تنها می تواند دیتاها را از این طریق منتقل نماید.

برای به دست آوردن PoE در این سوئیچ ها، باید از تجهیزات منبع تغذیه (PSE) مانند انژکتور PoE میان سوئیچ ها و PD استفاده شود. این انژکتور یا PSE های میانی می توانند ضمن دریافت سیگنال های داده از کابل متصل به سوئیچ غیر PoE، انرژی الکتریکی اضافه کنند، و سپس داده ها و قدرت را به PD ها (Power Devices) تحویل دهند.

برای این سوئیچ، فقط یک کابل برق برای سوئیچ و یک کابل شبکه برای اتصال PD ها لازم است. سپس PD را می توان مستقیماً به درگاه سوئیچ گیگابیت PoE برای انتقال داده و منبع تغذیه وصل کرد.

 

مزایای استفاده از سوئیچ های POE در مقابل سوئیچ های غیر POE:

 

سوئیچ POE

ـ انعطاف پذیری:

خلاص شدن از محدودیت های سوئیچ های غیر PoE که به PSE ها و کابل های اضافی احتیاج دارند و همچنین این امکان را می دهد تا PD هایی مانند دوربین های نظارت IP را بر اساس مکانی که باید به آنجا بروند نصب شوند. علاوه بر این ، ترکیبی از سوئیچ PoE و فناوری بی سیم حتی می تواند محیط بدون کابل را ممکن سازد.

ـ سادگی:

بدون نیاز به در نظر گرفتن PSE های اضافی و مکان های نصب (مواردی که در سوئیچ غیر PoE اهمیت دارند)، سوئیچ PoE کل استقرار شبکه را ساده می کند. علاوه بر این، سوئیچ های PoE همچنین پروتکل مدیریت شبکه ساده (SNMP) را فعال می کنند، که روشی ساده تر برای نظارت و مدیریت سوئیچ فراهم می کند.

ـ مقرون به صرفه بودن:

با سوئیچ شبکه PoE ، دیگر نیازی به خرید و نصب سیم های برق و پریز برق اضافی نیست که این عامل سبب صرفه جویی قابل توجهی در هزینه های نصب ونگهداری می شود.

 

عوامل محدود کننده استفاده از سوئیچ های POE:

 

ـ محدود کردن فاصله:

انتقال دیتا و جریان برق توسط کابل های اترنت در سوئیچ های POE عموماً تا 100 متر است. این مسافت 100 متری برای دانشگاه ها، رستوران ها و سایر شرکت ها یک محدودیت محسوب می شود.

ـ قدرت:

اگر به برق شبکه های PoE احتیاج دارید، باید اطمینان حاصل کنید که ظرفیت توان سوئیچ های PoE شما پاسخگوی نیاز شما است زیرا محدودیت برق بر اساس استانداردهای PoE و PoE Wattage وجود دارد.

 

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.

 

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 میان سوئیچ های POE و +POE:

تفاوت اصلی میان سوئیچ های شبکه POE و POE+ در جریان برق است. برای مثال مصرف انرژی در کابل های Cat5  برای سوئیچ های POE 15.4 وات و برای سوئیچ های POE+ 30 وات می باشد.

 

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.

 


 

بیشتر بخوانید: راهنمای خرید سوئیچ های POE

 


 

برگشت به بالا
محصول با موفقیت به سبد خرید اضافه شد.