1 הקדמה
PoE נקרא גם Power over LAN (PoL) או Active Ethernet, המכונה לפעמים Power over Ethernet בקיצור. זהו המפרט הסטנדרטי העדכני ביותר המשתמש בכבלי שידור אתרנט סטנדרטיים קיימים להעברת נתונים והספק בו-זמנית, ושומר על תאימות עם מערכות אתרנט ומשתמשים קיימים. תקן IEEE 802.3af הוא תקן חדש המבוסס על POE של מערכת Power-over-Ethernet. הוא מוסיף תקנים קשורים לאספקת חשמל ישירה דרך כבלי רשת על בסיס IEEE 802.3. זהו הרחבה של תקן Ethernet הקיים והתקן הבינלאומי הראשון לחלוקת חשמל. תֶקֶן.
IEEE החלה לפתח את התקן בשנת 1999, והספקים המוקדמים ביותר שהשתתפו היו 3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel ו-National Semiconductor. עם זאת, היעדר תקן זה מגביל את התרחבות השוק. עד יוני 2003, ה-IEEE אישרה את תקן 802.3af, שציין בבירור פריטי זיהוי ובקרה של חשמל במערכות מרוחקות, ומחוברנתבים, מתגים ורכזות לטלפונים IP, מערכות אבטחה ורשתות מקומיות אלחוטיות באמצעות כבלי Ethernet. שיטת אספקת החשמל לנקודות וציוד אחר מוסדרת. הפיתוח של IEEE 802.3af כולל מאמצים של מומחי חברה רבים, מה שמאפשר גם בדיקה מלאה של התקן.
מערכת כוח על Ethernet אופיינית. שים את ה-Ethernetמֶתֶגציוד בארון החיווט, והשתמש ברכזת בטווח בינוני עם רכזת חשמל כדי לספק חשמל לזוג המעוות של ה-LAN. בסוף הצמד המעוות, ספק הכוח משמש להפעלת טלפונים, נקודות גישה אלחוטיות, מצלמות והתקנים אחרים. כדי למנוע הפסקות חשמל, ניתן להשתמש ב-UPS.
עיקרון 2
לכבל הרשת הסטנדרטי של קטגוריה 5 יש ארבעה זוגות של זוגות מעוותים, אך רק שניים מהם נמצאים בשימוש ב-l0M BASE-T ו-100M BASE-T. IEEE80 2.3af מאפשר שני שימושים. כאשר הפין הסרק משמש לאספקת חשמל, פינים 4 ו-5 מחוברים כקוטב החיובי, ופינים 7 ו-8 מחוברים כקוטב השלילי.
כאשר סיכת הנתונים משמש לאספקת חשמל, ספק הכוח DC מתווסף לנקודת האמצע של שנאי השידור, דבר שאינו משפיע על העברת הנתונים. בדרך זו, לזוג 1, 2 וזוג 3, 6 יכולים להיות כל קוטביות.
התקן אינו מאפשר יישום של שני התנאים הנ"ל בו זמנית. ציוד אספקת החשמל PSE יכול לספק שימוש אחד בלבד, אך ציוד יישומי הכוח PD חייב להיות מסוגל להסתגל לשני המצבים בו-זמנית. התקן קובע כי אספקת החשמל היא לרוב 48V, 13W. קל יחסית לציוד PD לספק המרה של 48V למתח נמוך, אך יחד עם זאת צריך להיות לו מתח בטיחות בידוד של 1500V.
3 פרמטרים
מערכת POE שלמה כוללת שני חלקים: ציוד אספקת חשמל (PSE) וציוד אספקת חשמל (PD). התקן PSE הוא התקן המספק חשמל להתקן לקוח Ethernet, והוא גם המנהל של כל תהליך אספקת החשמל של POE Ethernet. התקן PD הוא עומס PSE שמקבל כוח, כלומר, התקן הלקוח של מערכת ה-POE, כגון טלפונים IP, מצלמות אבטחה רשת, APs והתקני Ethernet רבים אחרים, כגון מחשבי כף יד או מטענים לטלפונים ניידים (למעשה, כל הספק אינו עולה על 13W המכשיר יכול לקבל את ההספק המתאים משקע RJ45). השניים מבוססים על תקן IEEE 802.3af ויוצרים חיבור דרך חיבור PD, סוג ההתקן, רמת צריכת החשמל ומידע נוסף של התקן מקבל החשמל, ועל בסיס זה, ה-PD מופעל על ידי ה-PSE דרך ה-Ethernet.
הפרמטרים המאפיינים העיקריים של אספקת החשמל של מערכת אספקת החשמל הסטנדרטית POE הם:
1. המתח הוא בין 44V ל-57V, עם ערך טיפוסי של 48V.
2. הזרם המרבי המותר הוא 550mA, וזרם ההתחלה המקסימלי הוא 500mA.
3. זרם העבודה הטיפוסי הוא 10-350mA, וזרם זיהוי עומס יתר הוא 350-500mA.
4. בתנאים ללא עומס, הזרם המקסימלי הנדרש הוא 5mA.
5. ספק שלוש רמות של דרישות הספק חשמלי של 3.84~12.95W עבור ציוד PD, המקסימום אינו עולה על 13W. (שים לב שרמות PD 0 ו-4 אינן מוצגות ואין להשתמש בהן.)
4 תהליך עבודה
בעת סידור ציוד קצה של ספק כוח PSE ברשת, תהליך העבודה של POE Power over Ethernet מוצג להלן.
1. איתור
בהתחלה, מכשיר ה-PSE מוציא מתח קטן מאוד ביציאה עד שהוא מזהה שחיבור מסוף הכבל הוא התקן קולט מתח התומך בתקן IEEE 802.3af.
2. סיווג מכשיר PD
כאשר מזוהה ה-PD של התקן הקצה המקבל, התקן PSE עשוי לסווג את התקן ה-PD ולהעריך את אובדן החשמל הנדרש על ידי התקן ה-PD.
במהלך תקופת האתחול של זמן שניתן להגדרה (בדרך כלל פחות מ-15μs), התקן PSE מתחיל לספק חשמל להתקן PD ממתח נמוך עד שהוא מספק אספקת חשמל של 48V DC.
4. ספק כוח
מספק הספק יציב ואמין של 48V DC לציוד PD כדי לעמוד בצריכת החשמל של ציוד PD שאינה עולה על 15.4W.
5. כיבוי
אם התקן ה-PD מנותק מהרשת, ה-PSE יפסיק במהירות (בדרך כלל תוך 300-400ms) להפעיל את התקן ה-PD, ויחזור על תהליך הזיהוי כדי לזהות אם המסוף של הכבל מחובר להתקן ה-PD.
שיטת אספקת חשמל 5
תקן PoE מגדיר שתי שיטות לשימוש בכבלי שידור Ethernet להעברת מתח DC להתקנים תואמי POE:
1. אמצע טווח
השתמש בצמדי החוטים הבלתי בשימוש בכבל ה-Ethernet כדי להעביר מתח DC. הוא משמש בין מתגים רגילים וציוד קצה ברשת. זה יכול לספק חשמל לציוד המסוף של הרשת דרך כבל הרשת. Midspan PSE (ציוד אספקת חשמל באמצע תוחלת) הוא ציוד מיוחד לניהול צריכת חשמל, בדרך כלל מורכב עםמֶתֶג. יש לו שני שקעי RJ45 המתאימים לכל יציאה, אחד מחובר ל-מֶתֶגעם כבל קצר, והשני מחובר למכשיר המרוחק.
סוף-ספאן
הזרם הישיר מועבר בו זמנית על חוט הליבה המשמש להעברת נתונים, והשידור שלו משתמש בתדר שונה מזה של אות הנתונים של Ethernet. ל- Endpoint PSE (ציוד אספקת חשמל מסוף) המקביל יש Ethernetמֶתֶג, נתב, רכזת או ציוד מיתוג רשת אחר התומך בפונקציית POE. ניתן לצפות מראש ש-End-Span יקודם במהירות. הסיבה לכך היא שנתוני ה-Ethernet והעברת הכוח משתמשים בזוג משותף, מה שמבטל את הצורך בהקמת קו ייעודי לשידור כוח עצמאי. זה מיועד רק לכבלים בעלי 8 ליבות והתקן התואם RJ- שקע 45 משמעותי במיוחד.
6 פיתוח
PowerDsine, יצרנית שבבי Power-over-Ethernet, תקיים פגישת IEEE כדי להגיש רשמית תקן "High Power-over-Ethernet", אשר יתמוך באספקת חשמל למחשבים ניידים והתקנים אחרים. PowerDsine תגיש מאמר לבן, המציע כי יש להכפיל את מגבלת הספק הסטנדרטית של 48V 802.3af ו-13w הזמין. בנוסף למחשבים ניידים, התקן החדש עשוי להפעיל גם צגי גביש נוזלי וטלפונים וידאו. ב-30 באוקטובר 2009, IEEE הוציאה תקן 802.3at החדש ביותר, הקובע כי POE יכול לספק הספק גבוה יותר, העולה על 13W ויכול להגיע ל-30W!