Tìm hiểu về POE (cấp nguồn qua cáp Ethernet)

Cấp nguồn qua cáp Ethernet là gì?

Cấp nguồn qua cáp Ethernet (Power over Ethernet – POE) là công nghệ cấp phép cáp mạng mang năng lượng điện.

Ví dụ, một camera an ninh kỹ thuật số thường đòi hỏi thực hành 2 kết nối khi cài đặt:

• Kết nối mạng để cũng có thể giao tiếp với thiết bị ghi và hiển thị video
• Kết nối nguồn để cung cấp năng lượng điện mà camera cần để hoạt động

Tuy nhiên, nếu camera được kích hoạt POE, chỉ cần thực hành kết nối mạng, vì nó cũng sẽ nhận được điện năng từ cáp này.

Tại sao nên sử dụng POE?

Sử dụng POE mang lại nhiều lợi thế cho chuyện cài đặt:

• Tiết kiệm thời gian và chi phí – Bằng cách giảm thời gian và kinh phí lắp đặt hệ thống cáp điện. Cáp mạng không đòi hỏi một thợ điện có trình độ và cũng đều có thể được đặt ở bất kể đâu.
• Tính linh hoạt – Không bị ràng buộc với ổ cắm điện, các thiết bị như camera IP và điểm truy cập không dây cũng có thể có thể được đặt tại bất kể nơi nào cần thiết nhất và dễ dàng thay đổi địa thế nếu cần.
• An toàn – Phân phối POE rất thông minh và được thiết kế để bảo quản thiết bị mạng khỏi quá tải, thiếu điện hoặc cài đặt không chính xác.
• Độ tin cậy – Năng lượng cho POE tới từ một nguồn tương thích giữ vị trí dịch vụ và phổ quát, chứ không cần là một tập hợp các adapter treo tường phân tán. Nó có thể được cấp nguồn điện liên tục hoặc được điều khiển để đơn giản vô hiệu hóa hay reset lại thiết bị.
• Khả năng mở rộng – Nguồn điện có sẵn trên mạng có nghĩa là việc cài đặt và phân phối các kết nối mạng sẽ đơn giản và hiệu quả.

Các thiết bị sử dụng POE

POE có nhiều ứng dụng, nhưng ba lĩnh vực chính là:

• Điện thoại VoIP – Ứng dụng POE gốc. Sử dụng POE có nghĩa là điện thoại có một kết nối duy nhất với ổ cắm trên tường và cũng có thể được tắt nguồn từ xa, giống như với những hệ thống analog cũ.
• Camera IP – POE hiện có mặt mọi chỗ trên các camera giám sát được nối mạng, cho phép triển khai mau chóng và tái định vị dễ dàng.
• Không dây – WiFi, Bluetooth AP và đầu đọc RFID thường tương thích với POE, để cấp phép hoạt động ở các địa thế từ xa so với các ổ cắm AC và dễ định vị lại địa thế sau khi khảo sát địa điểm.

Cách nâng cấp lên POE

Thêm POE vào mạng rất dễ dàng và có hai cách bạn cũng có thể có thể chọn:

• Switch POE là switch mạng có tích hợp tính năng Power over Ethernet. Chỉ cần kết nối các thiết bị mạng khác với switch như bình thường và switch sẽ phát giác xem chúng có tương thích với POE hay không, sau đó tự động bật nguồn.

Switch POE có sẵn để phù hợp với mọi thứ các ứng dụng, từ các edge switch (thiết bị không cấp phép thay đổi cấu hình) chẳng cần quản lý, chi phí thấp với một vài cổng, cho đến những thiết bị gắn trên rất nhiều cổng phức tạp cần sự quản lý chặt chẽ.

• Một midspan (hay POE injector – bộ tăng áp POE) được sử dụng để thêm khả năng POE vào các liên kết mạng không có POE thông thường. Midspan cũng có thể có thể được dùng làm cải tiến các cài đặt LAN hiện có lên POE và cung cấp một giải pháp linh hoạt khi cần ít cổng POE hơn. Nâng cấp mỗi kết nối mạng lên POE cũng dễ dàng như việc thêm nó thông qua midspan, và như với các switch POE, việc truyền năng lượng diễn ra tự động và được kiểm soát.

Midspan có sẵn dưới dạng các thiết bị gắn trên rất nhiều cổng hoặc injector một cổng kinh phí thấp.

Cũng có thể cải tiến các thiết bị được hỗ trợ, chẳng hạn như camera IP, lên POE bằng cách dùng bộ chia POE. Bộ chia POE được thêm nữa kết nối mạng của camera và tắt nguồn POE, chuyển đổi thành điện áp thấp hơn phù hợp với camera.

Những quan niệm sai lầm về Power over Ethernet, các tùy chọn cho POE hiệu suất cao và thêm 1 chút về phương pháp hoạt động của công nghệ này sẽ được trong phần tiếp theo của bài viết.

Những quan niệm sai lầm về POE

POE là một công nghệ được phát triển mới đây và nhiều người dường như không chấp nhận sử dụng nó bởi 1 loạt các tin tức xích míc hoặc lỗi thời có sẵn về chủ đề này. Dưới đây là những quan niệm sai lầm thông dụng nhất:

• POE có vấn đề tương thích . Không phải vậy. Đúng là trong số ngày đầu, nhiều hệ thống độc quyền sử dụng POE. Tuy nhiên, chỉ tiêu IEEE 802.3af đã được áp dụng rộng rãi vì sự thông dụng của POE đã lan rộng hơn, nghĩa là khả năng tương thích giữa tất cả những thiết bị POE tối tân được đảm bảo.
• POE đòi hỏi kiến ​​thức về điện . Một lần nữa, sự tiến hành đặc biệt cũng đều có thể đòi hỏi việc thiết kế cẩn thận, nhưng IEEE 802.3af POE được thiết kế để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy trong mỗi cấu hình cũng đều có thể có với cáp Ethernet thông thường. Tất cả các gì người sử dụng phải làm là kết nối mạng như bình thường và thiết bị sẽ phụ trách việc cung cấp điện.
• POE đòi hỏi hệ thống dây điện đặc biệt . Hoàn toàn không, các kiểu cáp – Cat 5e, Cat 6, v.v… – và đầu nối kiểu “RJ45” trùng lặp được sử dụng cho tất cả mạng cục bộ thường thì và mạng hỗ trợ PoE.
• Lượng điện tiêu thụ là mức được ghi trên thiết bị . Quan niệm sai lầm này cực kỳ phổ biến, tuy nhiên điều quan trọng cần nhớ là xếp hạng năng lượng do các hãng sản xuất đem ra và không cố định. Cắm camera 5W vào injector 15W không làm mất thêm 10W điện. Camera sẽ chỉ tiêu thụ lượng điện cần thiết.

POE công suất cao

Tiêu chuẩn POE 802.3af thích phù hợp với những thiết bị mạng yêu cầu công suất điện lên tới khoảng 13W, nhưng nhiều thiết bị trong thị trường đã áp dụng POE cần mức năng suất lớn hơn một ít nữa. Chắc chắn các cáp và đầu nối mạng có thể giải quyết mức hiệu suất lớn hơn, nhưng những hệ thống POE năng suất cao là độc quyền và không phải khi nào cũng tương thích ngược với POE 802.3af thông thường.

Vì lý do này, một tiêu chí mới đã được giới thiệu bởi IEEE nhằm tăng cường sức mạnh sẵn có: 802.3at hoặc POE Plus. POE Plus có những tính năng sau:

• Công suất điện tăng – POE Plus tăng gần 2 lần lượng điện năng có sẵn cho những thiết bị được cấp nguồn, lên tới 25,5W.
• Tương thích với 802.3af POE – Các switch và injector POE Plus sẽ nhận biết những thiết bị bổ trợ 802.3af và kích hoạt POE cho chúng như bình thường. Các thiết bị được bổ trợ POE Plus cũng đều có thể được kết nối với switch và injector POE 802.3af, được nghĩ rằng để hạn chế lượng điện năng sử dụng tương ứng.
• Hạn mức năng lượng thông minh – 802.3at cho dù là phạm vi cho những nguồn năng lượng và những thiết bị được cấp nguồn để liên lạc với nhau và điều chỉnh mức hạn định năng lượng điện.

POE Plus cùng nghĩa với một loạt các thiết bị mạng hoàn chỉnh hơn hiện có thể được cung cấp năng lượng POE, lẫn cả về camera IP và những điểm truy cập không dây đa kênh.

Lưu ý rằng 802.3at tồn tại đi đôi cùng theo với tiêu chuẩn 802.3af và chúng không thay thế cho nhau. 802.3af vẫn sẽ có sử dụng bởi phần lớn các thiết bị Power over Ethernet trong tương lai gần.

POE hoạt động như làm sao?

Các dây cáp mạng, như Cat 5e và Cat 6, kể cả 8 dây được sắp xếp thành 4 cặp xoắn. Trong Ethernet 10 và 100BASE-T, hai trong số các cặp này được sử dụng để gửi tin tức và chúng được gọi là cặp dữ liệu. Hai cặp còn lại chưa được sử dụng và đã được xem là các cặp dự phòng (Gigabit Ethernet sử dụng tất cả 4 cặp).

Bởi vì dòng điện chạy trong 1 vòng lặp, 2 dây dẫn được yêu cầu để cung cấp năng lượng qua cáp. POE coi mỗi cặp là một dây dẫn duy nhất và cũng đều có thể sử dụng 2 cặp dữ liệu hoặc 2 cặp dự trữ để mang dòng điện.

POE được dẫn vào cáp ở điện áp trong vòng từ 44 đến 57V DC và thường sử dụng 48V. Điện áp khá cao này cấp phép truyền đạt điện hữu hiệu dọc từ cáp, trong khi vẫn đủ thấp để được xem là an toàn.

Điện áp này an toàn cho người dùng, nhưng nó vẫn có thể làm hỏng thiết bị không được thiết kế để nhận POE. Do đó, trước khi POE switch hoặc midspan (được coi là PSE, hay Power Sourcing Equipment) có thể cấp nguồn cho camera IP được kết nối hoặc thiết bị khác (được xem là PD, hay Powered Device – thiết bị được cấp nguồn), nó phải thực hiện quy trình phát hiện chữ ký.

Phát hiện chữ ký sử dụng điện áp thấp hơn để phát giác bút ký đặc trưng của các PD tương thích với IEEE (điện trở 25kOhm). Khi chữ ký này đã được phát hiện, PSE hiểu được điện áp cao hơn cũng có thể có thể được áp dụng một cách an toàn.

Việc phân loại tuân theo giai đoạn phát hiện chữ ký và là một quá trình tùy chọn. Nếu một PD hiển thị bút ký phân loại, nó sẽ cho PSE biết nó cần bao nhiêu năng lượng để hoạt động, là một trong ba lớp năng lượng. Điều này có nghĩa là các PSE với tổng năng lượng có hạn cũng có thể có thể phân bố nó 1 cách hiệu quả. Các lớp năng lượng POE như sau:

Sự chênh lệch giữa năng suất được cung cấp bởi PSE và năng suất mà PD thu được bị tốn kém dưới dạng nhiệt trong cáp. Nếu một PD không hiển thị chữ ký, thì nó là lớp 0 và phải được phân bổ tối đa 12,95W.

Thiết bị POE Plus có lớp năng lượng là 4. Nếu nguồn POE 802.3af thường thì phát hiện lớp này, nguồn sẽ được kích hoạt như thể nó là thiết bị loại 0. Tuy nhiên, PSE 802.3at sẽ không những nhận thấy PD là thiết bị POE Plus. Nó cũng sẽ tái diễn thời kì phân loại, như 1 tín hiệu cho PD được kết nối với nguồn điện có đầy đủ năng lượng POE Plus. (Về lý thuyết, PD cũng cũng đều có thể yêu cầu thêm năng lượng bằng cách liên lạc qua liên kết mạng). Các PSE Plus cũng đều có thể cung cấp tới 30W và công suất thiết bị khả dụng là 25,5W.

Giai đoạn cuối cùng sau khi phát hiện và phân loại thiết bị mới được kết nối là bật nguồn: Nguồn 48V được PSE kết nối với cáp để PD cũng có thể hoạt động. Sau khi được bật, PSE tiếp tục theo dõi lượng điện được cung cấp cho PD và sẽ cắt nguồn điện cho cáp nếu điện năng quá độ hoặc cấp thêm nguồn điện nếu không đủ. Điều này bảo vệ PSE, để nó cũng đều có thể ngăn chặn hiện tượng quá tải và đáp ứng rằng POE bị ngắt kết nối với cáp nếu rút phích cắm PD.

Cấp nguồn qua cáp Ethernet,POE,POE là gì,Cấp nguồn qua cáp Ethernet là gì,thiết bị sử dụng POE,tại sao nên sử dụng POE,ưu điểm của POE

Nội dung Tìm hiểu về POE (cấp nguồn qua cáp Ethernet) được tổng hợp sưu tầm biên tập bởi: Tin Học Trường Tín. Mọi ý kiến vui lòng gửi Liên Hệ cho truongtin.top để điều chỉnh. truongtin.top tks.