Ce este poe și cum funcționează alimentarea prin Ethernet

Conectivitatea la internet a devenit necesară în zilele noastre, deoarece aproape fiecare dispozitiv electronic are nevoie de o conexiune activă la internet pentru a funcționa corect. Deși majoritatea dispozitivelor au opțiuni de conectivitate Wi-Fi, însă multe dispozitive și routere de rețea utilizează în continuare porturi și cabluri Ethernet pentru a se conecta la linia de internet prin cablu. Am aflat anterior despre cum pot fi transferate datele prin liniile de alimentare în articolul de comunicare a liniilor de alimentare, astăzi vom afla cum se poate transfera puterea prin liniile de date care sunt PoE (Power over Ethernet).

Ce este PoE (Power over Ethernet)?

După cum sugerează și numele, furnizarea de energie electrică prin cabluri Ethernet se numește PoE.

Știm cu toții că cablurile Ethernet sunt utilizate pentru transferul de date și conectivitatea la rețea, dar știți că de cele mai multe ori nu folosim toate liniile de conectare prezente în cablul Ethernet. De exemplu, luați în considerare cablul Ethernet prezentat în figura de mai jos, are 8 linii, dar printre ele, doar patru linii sunt utilizate în mod obișnuit pentru schimbul de date (portocaliu, portocaliu-alb, verde și verde-alb), în timp ce cele patru linii rămase rămân inactive. Deci, schimbul de date este posibil chiar și după ce dezbrăcăm aceste linii inactive la ambele capete, motiv pentru care în cablul Ethernet low-end există doar patru linii în loc de opt linii. Deci, cele patru linii inactive pot fi utilizate pentru transferul de energie. Această configurare simplă de utilizare a liniilor inactive pentru a furniza energie la sarcină se numește Power over Ethernet.

Acum să ne uităm la circuitul simplu pentru a înțelege mai bine PoE. În acest circuit, patru fire sunt scoase (albastru, albastru-alb, maro și maro-alb și anume) de la mufa de pe fiecare capăt al cablului. Așa cum am spus mai devreme, această pereche de sârmă maro și verde nu este utilizată în aplicații Ethernet de viteză redusă, deci scoaterea lor de la mufă nu va provoca nicio întrerupere a comunicațiilor. Deci, un capăt ar trebui să fie conectat la sursa de alimentare și altul la sarcină, așa că, pentru a da un exemplu, folosim o baterie ca sursă de alimentare și camera foto ca sarcină. Cu sursa și încărcarea în buclă închisă, circuitul de mai jos este finalizat și camera va afișa răspunsul. Deoarece folosind această configurare simplă, am livrat puterea unui aparat simplu prin cablu Ethernet, putem spune că PoE este realizat.

Cum funcționează Power over Ethernet și de ce este utilizat

Principalul motiv pentru care se utilizează PoE peste sistemul convențional de alimentare este de a reduce costul furnizării sursei de alimentare fiecărui periferic care se conectează la rețea. De exemplu, dacă aveți 10 camere spion distribuite în întreaga clădire, în acest caz, are nevoie de 10 unități de alimentare pentru a le furniza energie electrică și aceasta nu este principala problemă. Problema principală este cablarea a 220 de linii de alimentare lângă fiecare periferic, ceea ce nu este practic, astfel încât utilizarea PoE este cea mai bună opțiune pentru conectarea tuturor perifericelor la sistemul central.

Acum, cablul Ethernet de tip striping, pentru conectarea fiecărui periferic la sistemul central, este el însuși o sarcină plictisitoare, așa că pentru acel injector PoE și splitter PoE sunt utilizate.

Așa cum se arată în figură, folosind PoE Injector și PoE Splitter putem sări peste toate problemele legate de identificarea culorilor, dezlipirea firelor, lipirea și îmbrăcarea capetelor libere. Acum, să ne uităm la funcția acestor dispozitive și modul în care pot fi utilizate.

Injector PoE

Acest dispozitiv are două porturi de intrare și un port de ieșire. Prima intrare este pentru conectarea cablului Ethernet normal și o altă intrare este pentru conectarea sursei de alimentare DC, în timp ce ieșirea este utilizată pentru conectarea cablului Ethernet PoE.

La intrare avem: conexiune Ethernet normală + alimentare DC

La ieșire, avem: PoE Ethernet (care poate fi utilizat pentru conectarea dispozitivelor PoE)

Deci, funcția de injector PoE furnizează PoE Ethernet prin preluarea conexiunii Ethernet normale și a sursei de curent continuu.

PoE Splitter

Acest dispozitiv are un port de intrare și două porturi de ieșire. Intrarea este pentru conectarea cablului Ethernet PoE, în timp ce porturile de ieșire asigură o alimentare normală Ethernet și DC.

La intrare avem: PoE Ethernet

La ieșire avem: conexiune Ethernet normală + alimentare DC

Deci funcția splitterului PoE este chiar opusul PoE Injector, care este de a împărți conexiunea PoE Ethernet în Ethernet normal și sursă de alimentare utilizabilă DC.

Extensor PoE

Un Extensor PoE este utilizat atunci când există o rețea pe distanțe mari, cum ar fi centre comerciale, hoteluri, restaurante, clădiri de birouri, afaceri, campusuri academice și locuri sportive. În acele locuri, conexiunile Ethernet normale de 100 de metri nu pot fi utilizate și atunci când PoE Extender vine să joace. Acest dispozitiv poate fi utilizat pentru a extinde dispozitivele de rețea Ethernet dincolo de limita de bază de 100 m, făcându-l o opțiune viabilă pentru multe cazuri.

Dispozitivele periferice din zilele noastre acceptă PoE Ethernet, astfel încât să putem sări peste splitter și să conectăm direct cablul la dispozitiv, așa cum se arată în figură.

Acum, această configurare va funcționa dacă există unul sau două aparate, dar dacă există mai multe aparate, atunci cumpărarea PoE Injector pentru fiecare dispozitiv nu este cea mai bună soluție. Pentru astfel de cazuri specifice, avem PoE Hub care poate înlocui mai mulți injectori PoE.

Hub PoE

Funcționarea hub-ului PoE este similară cu injectorul PoE, cu excepția faptului că acceptă multe conexiuni Ethernet, oferind în același timp multe ieșiri PoE Ethernet. Hub-ul este cel mai bine utilizat dacă aveți mai multe dispozitive PoE la un capăt și conectivitate Ethernet normală care oferă un server pe de altă parte. Funcționarea butucului poate fi ușor înțeleasă din diagrama bloc de mai jos.

Până acum am presupus că există linii gratuite disponibile în cablul Ethernet care pot fi utilizate pentru PoE fără prea multe dificultăți.

Acum s-ar putea să întrebați, ce zici de cazurile în care sunt utilizate toate liniile din cablurile Ethernet ? Ei bine, acest caz nu este unul rar deoarece internetul de mare viteză și sistemele de transfer de date folosesc toate liniile de date. Chiar și în aceste cazuri, PoE este încă realizabil, dar devine complex în comparație cu configurația anterioară.

În cazul unui sistem de transmisie de mare viteză, atât datele cât și puterea sunt trimise prin aceleași linii, dar pentru asta sunt utilizate dispozitive speciale. Această unitate specială este comutatorul PoE, care se adaugă la costuri, spre deosebire de înainte, unde putem pur și simplu să dezbrăcăm liniile neutilizate la ambele capete și să le folosim pentru confortul nostru.

Comutator PoE

Un comutator PoE este un comutator de rețea cu capacitatea de a furniza energie prin Ethernet de la fiecare interfață, în timp ce este capabil să redirecționeze cadre. Pur și simplu, funcționează ca un port pentru conectarea mai multor dispozitive PoE la un singur PC.

În diagrama bloc, puteți vedea cum sunt conectate mai multe dispozitive PoE la comutatorul PoE cu cabluri Ethernet și PC-ul comunică cu aceste dispozitive prin comutatorul PoE. Un comutator PoE necesită un Uplink către o rețea existentă pentru a extinde și a crește porturile.

Standarde PoE

Dispozitivele PoE respectă anumite standarde pentru comunicarea datelor și furnizarea de energie. Deci, aceste standarde sunt respectate în timpul proiectării acestor dispozitive. De obicei, există patru tipuri de standarde urmate în timpul proiectării acestor dispozitive și acestea sunt împărțite în funcție de capacitatea lor de manipulare a puterii.

Extensie IEEE	Tip	Capacitate de putere
IEEE802.3af	Tipul 1	15,4 Watt
IEEE802.3at / PoE +	Tipul 2	30,8 Watt
IEEE802.3bt / UPoE	Tipul 3	60 Watt
IEEE802.3bt	Tipul 4	90W

Puteți căuta în acest tabel și puteți alege comutatorul PoE, injectorul sau routerul pentru dispozitivele dvs. PoE.

Aplicații PoE

• Sistem de iluminare inteligent: sistemul de iluminare poate fi controlat printr-un server sau un computer de la distanță, care va fi util.
• Casă inteligentă: PoE ușurează proiectarea caselor inteligente, deoarece în rețeaua de casă inteligentă conectivitatea este stabilită în fiecare colț al spațiului de locuit, în timp ce fiecare aparat partajează date între ele și acest lucru poate fi realizat mai ușor prin utilizarea PoE.
• Sistem de securitate: Office și institutele își pot crește productivitatea instalând dispozitive PoE pentru securitate.
• PoE este utilizat și pentru sistemele RFID și de alarmă.

Limitările PoE

Deși totul pare verde aici, dar nu este cazul. Există multe dezavantaje pentru PoE și câteva dintre acestea sunt discutate mai jos.

• Cost: Ca de obicei, orice instalare de tehnologie se reduce la bani. Deși prin instalarea PoE putem economisi bani, dar se aplică numai dacă există mai mult de patru până la cinci dispozitive în zonă. Acest lucru se datorează faptului că instalarea PoE vă va costa mii, dar veți face treaba cu câteva sute dacă există doar unul sau două dispozitive PoE. Deci instalarea PoE nu este potrivită pentru casele în care dispozitivele PoE sunt limitate la unul sau două. În acest caz, cumpărarea unui cablu extender sau a unui adaptor va face treaba în loc să cheltuiască o sumă uriașă pentru configurarea PoE.
• Complexitate: Instalarea setării PoE va adăuga complexitate oricui nu trebuie să spună. Așa cum trebuie să înțelegeți noii termeni în PoE și să vă faceți probleme la cumpărarea sistemelor potrivite ori de câte ori doriți să instalați un dispozitiv PoE nou la domiciliu sau la birou.