راهنمای قطعی قدرت از طریق اترنت

قدرت از طریق اترنت در شبکه چیست؟

Power over Ethernet (PoE) یک فناوری نوآورانه است که برق را از طریق کابل اترنت جفت تابیده به دستگاه‌های برقی منتقل می‌کند. این کابل که در خانه‌ها، ادارات و مدارس استفاده می‌شود، یک کابل RJ45 را قادر می‌سازد تا اتصال داده و برق را به این دستگاه‌های دیگر به‌جای کابل جداگانه برای هر کدام، ارائه دهد.

PoE یکی از مقرون به صرفه ترین فناوری های شبکه موجود است. این به متخصصان اجازه می دهد تا تجهیزات راه دور یا خارجی را بدون اتصال به برق AC نصب کنند و می توانند برق را به چندین مکان بدون نیاز به نصب کابل های برق اضافی یا پریزها در هر نقطه منتقل کنند. PoE (Power over Ethernet) همچنین گسترش شبکه‌های خود و پاسخ سریع‌تر را برای شرکت‌ها آسان‌تر می‌کند.

انتخاب راه حل مناسب قدرت از طریق اترنت

زیرساخت شبکه خود را با مبدل رسانه فیبر Gigabit PoE قدرتمند ما ارتقا دهید. فناوری پیشرفته ما انتقال سریع داده‌ها را از طریق فیبر نوری تضمین می‌کند و در عین حال تا 30 وات برق را برای دستگاه‌های متصل فراهم می‌کند و با دانستن اینکه شبکه شما با حداکثر بازدهی کار می‌کند، خیالتان را راحت می‌کند. به ما اعتماد کنید، نمی خواهید این دستگاه تغییر دهنده بازی را از دست بدهید!

راه‌حل عالی برای دستگاه‌های پر انرژی شما، سوئیچ PoE غیرمدیریت 24 گیگابیتی ما، اتصال مطمئن و سریع برق آسا را ​​بدون دردسر مدیریت پیکربندی‌های پیچیده ارائه می‌دهد. این سوئیچ که با در نظر گرفتن مهندسان شبکه طراحی شده است، آماده است تا حتی سخت ترین حجم کاری را به راحتی انجام دهد.

شبکه کسب و کار خود را با سوئیچ PoE مدیریت شده 24 پورت ما ارتقا دهید - راه حل نهایی برای تامین انرژی چند دستگاه با سهولت. با اتصال اترنت پایدار و قابل اعتماد، این سوئیچ برای مهندسان شبکه ای ضروری است که به دنبال افزایش قابلیت های سیستم خود هستند. به ما اعتماد کنید تا یک منبع تغذیه بدون درز و کارآمد برای APهای بی سیم، دوربین های IP، تلفن های VoIP و اینترکام بصری شما ارائه دهیم!

سوئیچ های PoE صنعتی بدون مدیریت/مدیریت Fiberroad راه حل نهایی برای مهندسان شبکه است که به دنبال سوئیچ های قابل اعتماد و قوی هستند. با گستره وسیعی از گزینه های موجود، مطمئناً بهترین گزینه را برای نیازهای شبکه صنعتی خود خواهید یافت. به کیفیت و تخصص Fiberroad اعتماد کنید تا عملکردی بی‌نظیر ارائه دهد که باعث می‌شود شبکه شما در اوج راندمان کار کند.

کلاس های قدرت از طریق اترنت استاندارد

IEEE 802.3af-2003 استاندارد معمولا به عنوان شناخته شده است "PoE". کلاس های PoE 0-3 را تعریف می کند، با حداکثر توان در PD 12.95 وات.

IEEE 802.3at-2009 استاندارد معمولا به عنوان شناخته شده است "PoE+" or “PoE Plus”و این به روز رسانی بعدی استاندارد IEEE 802.3af-2003 "PoE" است. کلاس‌های PoE 0-4 را تعریف می‌کند، که در آن کلاس‌های 0-3 از استاندارد قدیمی‌تر 802.3af "PoE" در "نوع 1" گنجانده شده‌اند، و "نوع 2" فقط شامل کلاس 4 با حداکثر توان در PD 25.5W است.

IEEE 802.3bt-2018 نامیده می شود "4PPoE". این کلاس‌های 0-4 را از استانداردهای قبلی ادغام کرد و "Type 3" (کلاس 5-6) و "Type 4" (کلاس 7-8) را اضافه کرد که حداکثر توان در PD 71.3W است.

PoE نوع 1

نام: PoE، 2 جفت PoE

استاندارد: IEEE 802.3af

حداکثر قدرت پورت: 15.4W

'پو' در ابتدا برای تامین انرژی دستگاه های کم مصرف مانند تلفن های IP طراحی شد. در سال 2003، IEEE 802.3af برای استفاده از دو جفت از چهار جفت سیم پیچ خورده در سیم‌های اترنت Cat3 استاندارد (در آن زمان) استاندارد شد. IEEE 802.3af حداکثر 12.95 وات را برای دستگاه های دارای ولتاژ 37-57 ولت فراهم می کند. مقداری تلفات وجود دارد، بنابراین یک پورت سوئیچ PoE به طور کلی 15.4 وات و بین 44 تا 57 ولت رتبه بندی می شود. نمونه‌هایی از دستگاه‌هایی که PoE Type 1 می‌تواند پشتیبانی کند شامل دوربین‌های نظارت استاتیک، نقاط دسترسی بی‌سیم و تلفن‌های VoIP است.

PoE نوع 2

نام: PoE+، 2 جفت PoE

استاندارد: IEEE 802.3at

حداکثر قدرت پورت: 30W

پو+ یا استاندارد اترنت IEEE 802.3at که مؤسسه مهندسین برق و الکترونیک در سال 2009 منتشر کرد. تا 30 وات توان در سطح پورت را از طریق یک کابل جفت تابیده اترنت و حداکثر 25.5 وات برق را به هر دستگاه ارائه می دهد. این دستگاه های پرقدرت را به یک شبکه متصل می کند، مانند دوربین های PTZ، تلفن های IP ویدیویی و سیستم های هشدار. با این حال، به دلیل سازگاری با عقب، می‌تواند از انواع دستگاه‌هایی که معمولاً توسط PoE Type 1 پشتیبانی می‌شوند و دستگاه‌هایی که توسط PoE Type 2 پشتیبانی می‌شوند، پشتیبانی کند.

PoE نوع 3

نام: PoE++، 4-pair PoE، 4P PoE، Ultra PoE

استاندارد: IEEE 802.3bt

حداکثر قدرت پورت: 60W

نوع 4 PoE که با نام‌های 4 جفت PoE، 3PPoE، PoE++ یا Ultra PoE نیز شناخته می‌شود، از هر چهار جفت در کابل مسی جفت تابیده برای انتقال برق در PD استفاده می‌کند - برخلاف نوع 1 و 2 که فقط از دو جفت استفاده می‌کنند. این سطح بالاتر از PoE مطابق با استاندارد IEEE 802.3bt است که در سال 2011 عرضه شد. تا 60 وات برق برای هر پورت PoE و حداکثر 51 وات برق برای هر دستگاه فراهم می کند. این سطوح بالاتر از دستگاه‌های پشتیبانی برق شامل نقاط دسترسی بی‌سیم چند رادیویی، دوربین‌های PTZ، دستگاه‌های مدیریت ساختمان و تجهیزات کنفرانس ویدیویی هستند. از کابل های Cat5 یا بهتر پشتیبانی می کند.

PoE نوع 4

نام: PoE با توان بالاتر، PoE++

استاندارد: IEEE 802.3bt

حداکثر قدرت پورت: 100W

نوع 4 PoE که معمولاً به عنوان PoE با توان بالاتر شناخته می شود، بالاترین قابلیت های توان را در بین تمام انواع PoE موجود ارائه می دهد. این نوع PoE به برآوردن نیازهای روزافزون قدرت دستگاه های شبکه و اینترنت اشیا کمک می کند. مطابق با جدیدترین استاندارد IEEE 802.3bt، نوع 4 PoE 90 وات برق از PSE و حداکثر 70 وات توان ورودی در PD را به هر دستگاه ارائه می کند. با این حال، این پتانسیل را دارد که در صورت لزوم حداکثر 100 وات برق در هر پورت تامین کند. با توجه به مقدار زیادی انرژی که تولید می کند، نوع 4 PoE می تواند از دستگاه های بسیار پرقدرت مانند لپ تاپ و صفحه نمایش تخت پشتیبانی کند.

قدرت از طریق اترنت انواع PSE

سه نوع اصلی از PSE (تجهیزات منبع تغذیه) در حال استفاده وجود دارد. همه با کابل Cat5e یا بالاتر سازگار هستند. نوع PSE بر اساس زیرساخت موجود و تعداد دستگاه های PoE متصل انتخاب می شود.

  • سوئیچ شبکه و مبدل فیبر رسانه

سوئیچ Power over Ethernet (PoE) دستگاهی است که می تواند برق دستگاه ها را از طریق کابل اترنت تامین کند. می توان از آن برای تامین انرژی دستگاه هایی مانند تلفن های IP، نقاط دسترسی بی سیم و دوربین های امنیتی استفاده کرد. الف سوئیچ PoE همچنین می توان برای اتصال دستگاه هایی که با PoE سازگار نیستند با استفاده از PoE Injector استفاده کرد.

A تبدیل رسانه فیبر PoE قدرت و داده را روی یک کابل ترکیب می کند و اتصال مس به فیبر را ارائه می دهد و در عین حال برق را به PD می دهد. مبدل رسانه ای PoE یک مسیر اقتصادی برای گسترش فاصله انتقال یک شبکه موجود ارائه می دهد.

قدرت از طریق اترنت انواع PSE
قدرت از طریق اترنت انواع PSE

شکل 2 و 3، سوئیچ PoE و تبدیل رسانه PoE

  • انژکتور تک پورت (Midspan)

یک انژکتور PoE تک پورت (Midspan) در راستای کابل اترنت برای تامین برق یک دستگاه طراحی شده است. این برای برنامه‌هایی مناسب است که در آن‌ها دستگاه‌های poe ethernet کافی ندارید یا اگر داده‌ها باید قبل از تبدیل مجدد به کابل‌های مسی و سپس اعمال برق، از مسافت طولانی منتقل شوند.

نقطه ضعف استفاده از انژکتور PoE تک پورت، نیاز به یک پریز برق برای کارکردن و تمایل به پرهزینه شدن زمانی است که بیش از چند دستگاه به برق نیاز دارند.

برق از طریق انژکتور اترنت
شکل 4: انژکتور تک پورت

قدرت بر روی مذاکره اترنت

مذاکره برق از طریق اترنت (PoE) فرآیند تعیین اینکه آیا و چه مقدار برق باید به یک دستگاه از طریق کابل اترنت ارائه شود یا خیر. این معمولاً از طریق یک پروتکل سیگنالینگ خاص بین منبع تغذیه (معمولاً یک سوئیچ PoE) و دستگاهی که قرار است برق را دریافت کند (به عنوان PD یا دستگاه Powered Device شناخته می شود) انجام می شود. اگر سوئیچ PoE و PD از استاندارد PoE یکسانی (مانند IEEE 802.3at) پشتیبانی می‌کنند، می‌توانند برای ارائه حداکثر توان مشخص شده توسط آن استاندارد به PD مذاکره کنند. با این حال، اگر سوئیچ PoE و PD از استاندارد یکسانی پشتیبانی نمی‌کنند، باید برای ارائه توان کمتر به PD مذاکره کنند. هدف مذاکره PoE این است که اطمینان حاصل شود که تنها به اندازه قدرت مورد نیاز به PD ارائه می شود. این به جلوگیری از مشکلات احتمالی مانند بار اضافی و خطرات الکتریکی کمک می کند. همچنین به صرفه جویی در انرژی کمک می کند، زیرا دستگاه هایی که به انرژی زیادی نیاز ندارند می توانند با استانداردهای PoE کم مصرف تغذیه شوند.

مذاکره شامل سه مرحله است: کشف، طبقه بندی و عملیات.

کشف

PSE پورت اترنت را بدون برق رها می کند و به طور دوره ای بررسی می کند که آیا چیزی به برق وصل شده است. هنگامی که یک PD به پورت PSE متصل می شود، PSE این را تشخیص می دهد و به مرحله طبقه بندی می رود.

پو طبقه بندی

طبقه‌بندی فرآیندی است که توسط آن PSE تعیین می‌کند که آیا دستگاه متصل به برق نیاز دارد یا خیر، اگر چنین است، به چه کلاسی از PoE Power نیاز دارد. بسته به کلاس PoE PD، طبقه بندی ممکن است به شکل 1 یا 2 رویدادی رخ دهد.

طبقه بندی 1 رویداد - برای PD های 802.3af/در کلاس 0-3

PSE یک تکانه ولتاژ به PD می فرستد، مقدار جریان روی سیم را می خواند، بررسی می کند که این مقدار جریان با چه کلاس PoE مطابقت دارد، و بر این اساس برق را تامین می کند. اگر PD مقادیر کلاس 1، 2 یا 3 را برگرداند، PSE به ترتیب توان کلاس 1، 2 یا 3 را ارائه می دهد. اگر PD یک مقدار کلاس 0 برگرداند، برق کلاس 3 تامین می شود.

قدرت بر روی مذاکره اترنت

شکل 5: 1- طبقه بندی رویداد

طبقه بندی 2 رویدادی - برای PD های 802.3 در کلاس 4

هنگامی که PD به عنوان یک دستگاه کلاس 4 شناسایی می شود، PSE از یک رویداد دوم برای تأیید اینکه PD واقعاً به سطح بالاتری از قدرت نیاز دارد استفاده می کند. این رویداد دوم می تواند یکی از دو روش زیر باشد:

طبقه بندی 2 رویدادی مبتنی بر سخت افزار

PSE ابتدا طبقه بندی 1 رویدادی را همانطور که در بالا توضیح داده شد انجام می دهد. اگر مقدار جریان کلاس 4 را از PD بخواند، فقط برق کلاس 3 را تامین می کند و ضربه ولتاژ را برای بار دوم تکرار می کند. اگر بعد از این رویداد دوم تأیید شود که PD کلاس 2 است، PSE برق کلاس 4 را به PD می دهد.

طبقه بندی LLDP مبتنی بر نرم افزار

PSE ابتدا طبقه بندی 1 رویدادی را همانطور که در بالا توضیح داده شد انجام می دهد. اگر مقدار فعلی کلاس 4 را از PD بخواند، فقط برق کلاس 3 را تامین می کند و از طریق پروتکل لایه 2 LLDP از PD درخواست تأیید می کند که آیا PD واقعاً کلاس 4 است یا خیر. اگر بعد از این رویداد دوم تأیید شود که PD است. کلاس 2، PSE برق کلاس 4 را برای PD فراهم می کند.

قدرت بر روی مذاکره اترنت
شکل 6: طبقه بندی مبتنی بر سخت افزار و نرم افزار


2-پشتیبانی از طبقه بندی رویداد

استاندارد IEEE 802.3at تعریف می کند که PD های کلاس 4 باید از طبقه بندی LLDP مبتنی بر سخت افزار و LLDP مبتنی بر سخت افزار پشتیبانی کنند، در حالی که PSE باید فقط یکی را پشتیبانی کند اما ممکن است از هر دو پشتیبانی کند. انژکتورهای PoE+ معمولاً فقط از مرتب سازی 2 رویدادی مبتنی بر سخت افزار پشتیبانی می کنند. بسیاری از سوئیچ های PoE+ از هر دو روش پشتیبانی می کنند.

قدرت بر روی مذاکره اترنت
شکل 7: پشتیبانی از طبقه بندی 2 رویداد

محاسبه بودجه منبع تغذیه PoE

محاسبه بودجه برق برای یک شبکه Power over Ethernet (PoE) می تواند مشکل باشد. فاکتورهای زیادی وجود دارد که باید در نظر بگیرید، و اگر مراقب نباشید، می توانید به راحتی در مصرف برق خود بیش از حد هزینه کنید. برای کمک به محاسبه بودجه توان PoE خود، این راهنمای مفید را گردآوری کرده ایم. ما شما را با تمام عواملی که باید در نظر بگیرید آشنا می‌کنیم و به شما نشان می‌دهیم که چگونه از ماشین‌حساب بودجه رایگان PoE خود استفاده کنید.

مرحله 1: افزایش تقاضا برای PoE بر حسب وات

کل تقاضای توان مورد انتظار از همه PD های شما باید محاسبه شود. این باید حداکثر توان و حد بالایی را برای هر طبقه بندی PD داشته باشد. هر دستگاه نامشخصی باید کلاس 0 در نظر گرفته شود.

به عنوان مثال، دستگاه های IEEE802.3af می توانند 9 وات مصرف کنند. با این حال، از آنجایی که آنها دستگاه های کلاس 0 هستند، می توانید فرض کنید که آنها 15.4 وات مصرف می کنند.

هر از گاهی عدد را به سمت بالا گرد کنید تا کابل مورد استفاده برای اتصال سوئیچ PD و PoE خیلی سریع فرسوده نشود.

به عنوان مثال، یک دوربین IP معمولی IEEE802.3at کلاس 4 25.5 وات مصرف می کند. این دور 30+ وات به شما یک بافر می دهد اگر از دست دادن غیرقابل اجتناب بین سوئیچ PoE و دستگاه شما وجود داشته باشد.

یکی از مهم ترین ملاحظات هنگام انتخاب بودجه برق PoE، اطمینان از وجود پورت های موجود در طراحی شما است. به یاد داشته باشید، داشتن حداقل یک پورت یدکی روی دستگاه PD می تواند برای اهداف عیب یابی یا عیب یابی مفید باشد. و برخی از مشتریان حتی ممکن است از پورت های اضافی بخواهند تا گزینه اضافه کردن دستگاه های PD بیشتری را در آینده به آنها ارائه دهد. اما نگران نباشید - تا زمانی که دستگاه‌های PD مناسب را انتخاب کرده و آنها را به درستی ادغام کنید، در نظر گرفتن پورت‌های یدکی به عنوان بخشی از محاسبه بودجه توان PoE ضروری نیست.

مرحله 2: مقیاس برای محیط عملیاتی

اگر شما یک محاسبه بودجه قدرت انجام می دهید، باید شرایط محیطی را در نظر بگیرید.

سرعت طراحی منبع تغذیه برای از دست دادن ظرفیت خود در طول زمان به شرایطی که در آن استفاده می شود بستگی دارد. این شرکت می گوید که در شرایط مساعد یا کنترل شده، می توان انتظار داشت که عملکرد بلند مدت یک منبع تغذیه 70 درصد از امتیاز آن باشد. در این نوع محیط، باید کل وات را از مرحله یک بر 0.7 تقسیم کنید.

هر قسمت از منبع تغذیه به گونه ای طراحی شده است که در برابر گرما، سرما و رطوبت مقاوم باشد. با این حال، این عوامل می توانند عملکرد و طول عمر را تغییر دهند. برای این نوع تنظیم، کل وات را از مرحله یک بر 0.6 تقسیم کنید.

تاسیسات الکتریکی که در شرایط سخت کار می کنند اغلب به تجهیزات صنعتی نیاز دارند. به عنوان مثال، سری PoE صنعتی Fiberroad یک منبع تغذیه DC 48VDC است که برای تحمل سال‌ها قرار گرفتن در معرض سطوح بالای سر و صدا و لرزش در میدان ساخته شده است.

به عنوان مثال این سناریوی سخت را در نظر بگیرید:

سوئیچ و منبع تغذیه در یک محفظه فلزی در معرض نور مستقیم خورشید، در سایتی در شمال شرقی ایالات متحده نصب خواهند شد. در زمستان، دمای داخل محفظه می تواند تا 10- درجه فارنهایت/-24 درجه سانتی گراد باشد. و در تابستان، می تواند به 140 درجه فارنهایت/60 درجه سانتیگراد برسد. با در نظر گرفتن این خمش با دما، انتظار داریم منبع تغذیه با ظرفیت 60 درصد کار کند.

برای اینکه محاسبه کنید به کدام منبع تغذیه نیاز دارید، باید بدانید که کامپیوتر شما در مجموع چقدر برق مصرف می کند. اگر معادله فعلی X است و افت عملکرد بلند مدت پیش بینی شده 50٪ است، به سادگی X را در 0.5 ضرب کنید.

مرحله 3: منبع تغذیه را انتخاب کنید

هنگام در نظر گرفتن نیازهای منبع تغذیه PoE خود، مهم است که میزان برق مورد نیاز و محیط را در نظر بگیرید. ما رتبه بندی هایی را ارائه کرده ایم که از 30 وات شروع می شود و تا 720 وات می رسد.

برق از کابل اترنت

در شبکه‌های مدرن، دستگاه‌های الکترونیک قدرت، برق PD را از طریق همان کابل‌کشی که برای داده استفاده می‌شود، تامین می‌کنند. Cat5e کابل رده یا بالاتر برای دستگاه های سازگار با IEEE 802.3af و IEEE 802.3at مناسب است.

طول هر کابل اترنت از سوئیچ شبکه PoE به PD نباید بیشتر از 328 فوت باشد، حتی اگر یک دستگاه میانی روی خط قرار داشته باشد. انژکتور PoE میانی باید به عنوان یک اتصال پچ پنل در نظر گرفته شود. اگر از 328 فوت فراتر رود، تأمین برق و ارتباطات داده می تواند تأثیر منفی بگذارد.

با این وجود، AI Extend به طور فزاینده ای در بین دستگاه های Power over Ethernet محبوب می شود که می تواند فاصله PoE را تا 250 متر افزایش دهد. سری Fiberroad AI Power over Ethernet از این عملکرد توسط DIP Switch پشتیبانی می کند، هر زمان که در صورت لزوم روشن شود. ویژگی AI Extend برای موقعیت هایی که منبع انرژی شما خیلی دور است مناسب است. با این حال، باید از آن محدودیت پهنای باند آگاه بود.

10 / 100BASE-TX
(802af/at، حالت A)
10 / 100BASE-TX
(802.3af/at، حالت B)
1000BASE-TX
(802.3af/at، حالت A)
1000BASE-TX
(802.3af/at، حالت B)
1000BASE-TX
(802.3bt)
سنجاق داده ها قدرت داده ها قدرت داده ها قدرت داده ها قدرت داده ها قدرت
1 Rx + DC + Rx + TxRx A + DC + TxRx A + TxRx A + DC +
2 Rx - DC + Rx - TxRx A - DC + TxRx A - TxRx A - DC +
3 Tx + DC - Tx + TxRx B + DC - TxRx B + TxRx B + DC -
4 استفاده نشده DC + TxRx C + TxRx C + DC + TxRx C + DC +
5 استفاده نشده DC + TxRx C - TxRx C - DC + TxRx C - DC +
6 Tx - DC - Tx - TxRx B - DC - TxRx B - TxRx B - DC -
7 استفاده نشده DC - TxRx D + TxRx D + DC - TxRx D + DC -
8 استفاده نشده DC- TxRx D - TxRx D - DC - TxRx D - DC -

جدول 2: داده های پورت شبکه و پین اوت برق

یادداشت:

  • قدرت باید فقط در یک حالت در یک زمان اعمال شود و PSE این تصمیم را می گیرد. PSE می تواند از حالت A یا B یا هر دو پشتیبانی کند. به طور معمول، روش انتخاب شده برای یک کاربر نهایی نگران کننده نیست، زیرا این یک الزام استانداردهای IEEE 802.3af/at است که همه PD ها باید از هر دو حالت پشتیبانی کنند.
  • در حالت B، تکنیک فانتوم پاور به جفت‌های قدرت‌یافته اجازه می‌دهد تا داده‌ها را در اترنت 10/100 مگابیت بر ثانیه نیز حمل کنند.
  • هر دو حالت A و B در اترنت گیگابیتی پشتیبانی می شوند. تکنیک فانتوم پاور برای هر دو حالت استفاده می شود، همانطور که در اترنت گیگابیتی، هر چهار جفت برای انتقال داده استفاده می شود.
  • IEEE 802.3bt "4PPoE" از همه برای جفت برای تامین برق در اترنت گیگابیتی استفاده می کند، از این رو نام استاندارد - 4PPoE ("4-pair Power over Ethernet") است.