امروزه اتصال به اینترنت ضروری شده است زیرا تقریباً هر دستگاه الکترونیکی برای عملکرد صحیح به اتصال اینترنتی فعال نیاز دارد. اگرچه اکثر دستگاه ها دارای گزینه های اتصال Wi-Fi هستند، اما بسیاری از دستگاه ها و روترهای شبکه همچنان از پورت ها و کابل های اترنت برای اتصال به خط اینترنت سیمی استفاده می کنند. ما قبلا در مورد نحوه انتقال داده ها از طریق خطوط برق در مقاله ارتباطات خط برق یاد گرفتیم، امروز با نحوه انتقال نیرو از طریق خطوط داده ای که PoE هستند (Power over Ethernet) آشنا می شویم.
PoE (توان از طریق اترنت) چیست؟
همانطور که از نام آن پیداست، تامین برق از طریق کابل های اترنت PoE نامیده می شود. همه ما می‌دانیم که کابل‌های اترنت برای انتقال داده و اتصال به شبکه استفاده می‌شوند، اما آیا می‌دانید که اکثر اوقات از تمام خطوط اتصال موجود در کابل اترنت استفاده نمی‌کنیم. به عنوان مثال، کابل اترنت را که در شکل زیر نشان داده شده است در نظر بگیرید، 8 خط دارد، اما در بین آنها، تنها چهار خط معمولاً برای تبادل داده استفاده می شود (نارنجی، نارنجی-سفید، سبز و سبز-سفید) در حالی که چهار خط باقی مانده بیکار می مانند.
بنابراین تبادل داده حتی پس از اینکه این خطوط بیکار را در هر دو انتها حذف کردیم امکان پذیر است، به همین دلیل است که در کابل اترنت پایین رده به جای هشت خط، تنها چهار خط وجود دارد. بنابراین می توان از چهار خط بیکار برای انتقال نیرو استفاده کرد. این راه اندازی ساده استفاده از خطوط بیکار برای رساندن نیرو به بار، Power over Ethernet یا PoE نامیده می شود.
مثال
اکنون برای درک بهتر PoE به مدار ساده نگاه می کنیم. در این مدار، چهار سیم (آبی، آبی-سفید، قهوه ای و قهوه ای-سفید یعنی) از جک در هر انتهای کابل جدا می شود. همانطور که قبلاً گفته شد این جفت سیم قهوه ای و سبز در برنامه های اترنت کم سرعت استفاده نمی شود بنابراین حذف جک آنها باعث ایجاد وقفه در ارتباطات نمی شود.
بنابراین یک سر باید به منبع تغذیه و دیگری به بار متصل شود، بنابراین برای مثال از باتری به عنوان منبع تغذیه و دوربین به عنوان بار استفاده می کنیم. با منبع و بار در حلقه بسته، مدار زیر تکمیل شده و دوربین پاسخ را نشان می دهد. از آنجایی که با استفاده از این راه‌اندازی ساده، برق را از طریق کابل اترنت به یک دستگاه ساده تحویل دادیم، می‌توان گفت PoE به دست آمده است.
PoE چگونه کار می کند و چرا از آن استفاده می شود
دلیل اصلی استفاده از PoE نسبت به سیستم منبع تغذیه معمولی کاهش هزینه تامین برق برای هر وسیله جانبی است که به شبکه متصل می شود. به عنوان مثال، اگر شما 10 دوربین جاسوسی دارید که در کل ساختمان توزیع شده است، در این صورت، برای تامین برق آنها به 10 واحد منبع تغذیه نیاز دارد و این مشکل اصلی نیست.
مشکل اصلی سیم کشی 220 خط برق در نزدیکی هر دستگاه جانبی است که عملی نیست، بنابراین استفاده از PoE بهترین گزینه برای اتصال تمام تجهیزات جانبی به سیستم مرکزی است. اکنون خط کشی کابل اترنت برای اتصال هر دستگاه جانبی به سیستم مرکزی، خود یک کار خسته کننده است، بنابراین برای آن از انژکتور PoE و تقسیم کننده PoE استفاده می شود.
کابل اترنت POE
اکنون،اگر یک یا دو دستگاه وجود داشته باشد، این تنظیمات کار خواهد کرد، اما اگر چندین دستگاه وجود داشته باشد، خرید PoE Injector برای هر دستگاه بهترین راه حل نیست. برای چنین مواردی خاص، PoE Hub داریم که می‌تواند چندین انژکتور PoE را جایگزین کند.
عملکرد هاب PoE مشابه انژکتور PoE است با این تفاوت که بسیاری از اتصالات اترنت را می گیرد در حالی که خروجی های اترنت PoE بسیاری را فراهم می کند. اگر در یک طرف دستگاه‌های PoE زیادی دارید و در طرف دیگر اتصال اترنت معمولی یک سرور ارائه می‌دهد، هاب بهترین استفاده است. عملکرد هاب را می توان به راحتی از بلوک دیاگرام زیر فهمید. تا به حال ما فرض می‌کردیم که خطوط رایگانی در کابل اترنت وجود دارد که می‌توانند بدون مشکل برای PoE استفاده شوند.
در مورد مواردی که از تمام خطوط کابل های اترنت استفاده می شود، چطور؟
حال ممکن است بپرسید در مورد مواردی که از تمام خطوط کابل های اترنت استفاده می شود، چطور؟ خوب، این مورد نادر نیست زیرا اینترنت پرسرعت و سیستم های انتقال داده از تمام خطوط داده استفاده می کنند. حتی در این موارد، PoE هنوز قابل دستیابی است، اما در مقایسه با پیکربندی قبلی، پیچیده می شود.
در مورد سیستم انتقال با سرعت بالا، هم داده و هم نیرو از طریق یک خطوط ارسال می شود، اما برای آن از دستگاه های خاصی استفاده می شود. این واحد ویژه سوئیچ PoE است که برخلاف قبل هزینه بیشتری را افزایش می‌دهد، جایی که می‌توانیم به سادگی خطوط استفاده نشده را از هر دو طرف جدا کنیم و برای راحتی خود از آن استفاده کنیم.
سوئیچ PoE
سوئیچ PoE یک سوئیچ شبکه با قابلیت تامین برق از طریق اترنت از هر رابط و در عین حال قادر به ارسال فریم ها است. به عبارت ساده، مانند یک پورت برای اتصال چندین دستگاه PoE به یک کامپیوتر منفرد کار می کند. در بلوک دیاگرام می بینید که چگونه چندین دستگاه PoE با کابل های اترنت به سوئیچ PoE متصل می شوند و کامپیوتر از طریق سوئیچ PoE با این دستگاه ها ارتباط برقرار می کند. یک سوئیچ PoE به یک Uplink به یک شبکه موجود برای گسترش بیشتر و افزایش پورت ها نیاز دارد.
استانداردهای PoE
دستگاه های PoE از استانداردهای خاصی برای ارتباطات داده و تحویل انرژی پیروی می کنند. بنابراین این استانداردها در طراحی این دستگاه ها رعایت می شود. معمولاً در طراحی این دستگاه ها چهار نوع استاندارد رعایت می شود و بر اساس ظرفیت انتقال قدرت تقسیم بندی می شوند.
کاربردهای PoE
سیستم روشنایی هوشمند: سیستم روشنایی را می توان از طریق یک سرور یا رایانه از راه دور کنترل کرد که مفید خواهد بود.
خانه هوشمند: PoE طراحی خانه هوشمند را آسان می کند زیرا در شبکه خانه هوشمند اتصال در هر گوشه ای از فضای زندگی برقرار می شود در حالی که هر دستگاه داده ها را با یکدیگر به اشتراک می گذارد و با استفاده از PoE می توان به راحتی به این امر دست یافت.
سیستم امنیتی: آفیس و مؤسسه ها می توانند با نصب دستگاه های PoE برای امنیت، بهره وری خود را افزایش دهند.
PoE همچنین برای RFID و سیستم های هشدار استفاده می شود.
محدودیت های PoE
اگرچه اینجا همه چیز سبز به نظر می رسد، اما اینطور نیست. اشکالات زیادی برای PoE وجود دارد که در زیر به چند مورد از آنها پرداخته شده است.
هزینه
طبق معمول، نصب هر فناوری به پول بستگی دارد. اگرچه با نصب PoE می‌توانیم در هزینه‌ها صرفه‌جویی کنیم، اما تنها زمانی اعمال می‌شود که بیش از چهار تا پنج دستگاه در منطقه وجود داشته باشد. این به این دلیل است که نصب PoE برای شما هزاران هزینه در بر خواهد داشت، اما اگر تنها یک یا دو دستگاه PoE وجود داشته باشد، کار را با چند صد مورد انجام می دهید.
بنابراین نصب PoE برای خانه هایی که دستگاه های PoE محدود به یک یا دو هستند مناسب نیست. در این صورت، خرید سیم توسعه دهنده یا آداپتور به جای صرف هزینه هنگفت برای راه اندازی PoE، کار را انجام می دهد.
پیچیدگی
نصب تنظیمات PoE به هر کسی که نیازی به گفتن ندارد، پیچیدگی می‌افزاید. مانند زمانی که می خواهید یک دستگاه PoE جدید را در خانه یا محل کار خود نصب کنید، باید اصطلاحات جدید PoE را درک کنید و برای خرید سیستم های منطبق مشکل دارید.
