ภาพรวมของระบบไฟฟ้ากำลังเกิน (POE)
POE (Power Over Ethernet) หมายถึงเทอร์มินัลที่ใช้ IP บางตัว (เช่น โทรศัพท์ IP, AP จุดเข้าใช้งาน LAN ไร้สาย, กล้องเครือข่าย ฯลฯ) โดยไม่ต้องเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานการเดินสาย Ethernet Cat.5 ที่มีอยู่ ในขณะที่ส่งสัญญาณข้อมูล จะมีเทคโนโลยีแหล่งจ่ายไฟ DC สำหรับอุปกรณ์ดังกล่าว เทคโนโลยี POE สามารถรับประกันการทำงานปกติของเครือข่ายที่มีอยู่ ในขณะเดียวกันก็รับประกันความปลอดภัยของสายเคเบิลที่มีโครงสร้างที่มีอยู่ และลดค่าใช้จ่าย
POE เรียกอีกอย่างว่าระบบจ่ายไฟที่ใช้เครือข่ายท้องถิ่น (POL, Power over LAN) หรือ Active Ethernet (Active Ethernet) บางครั้งเรียกสั้น ๆ ว่า Power over Ethernet นี่คือการใช้สายเคเบิลส่งสัญญาณอีเทอร์เน็ตมาตรฐานที่มีอยู่เพื่อส่งข้อมูลและข้อมูลในเวลาเดียวกัน มาตรฐานและข้อกำหนดล่าสุดของพลังงานไฟฟ้า และรักษาความเข้ากันได้กับระบบอีเทอร์เน็ตและผู้ใช้ที่มีอยู่ มาตรฐาน IEEE 802.3af เป็นมาตรฐานใหม่ที่ใช้ POE ของระบบ Power-over-Ethernet เพิ่มมาตรฐานที่เกี่ยวข้องสำหรับการจ่ายไฟโดยตรงผ่านสายเคเบิลเครือข่ายบนพื้นฐานของ IEEE 802.3 เป็นส่วนขยายของมาตรฐานอีเธอร์เน็ตที่มีอยู่และเป็นมาตรฐานสากลฉบับแรกสำหรับการจ่ายพลังงาน มาตรฐาน.
IEEE เริ่มพัฒนามาตรฐานดังกล่าวในปี 1999 และผู้จำหน่ายที่เข้าร่วมรายแรกๆ ได้แก่ 3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel และ National Semiconductor อย่างไรก็ตาม ข้อบกพร่องของมาตรฐานนี้ได้จำกัดการขยายตัวของตลาด จนถึงเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2546 IEEE ได้อนุมัติมาตรฐาน 802.3af ซึ่งระบุปัญหาการตรวจจับและการควบคุมพลังงานในระบบระยะไกลอย่างชัดเจน และเชื่อมต่อเราเตอร์สวิตช์ และฮับไปยังโทรศัพท์ IP ระบบรักษาความปลอดภัย และเครือข่ายท้องถิ่นไร้สายผ่านสายอีเธอร์เน็ต สร้างมาตรฐานโหมดการจ่ายไฟของอุปกรณ์ เช่น จุด การพัฒนา IEEE 802.3af รวมถึงความพยายามของผู้เชี่ยวชาญหลายบริษัท ซึ่งทำให้สามารถทดสอบมาตรฐานได้อย่างสมบูรณ์
องค์ประกอบของระบบ POE และพารามิเตอร์ลักษณะเฉพาะของแหล่งจ่ายไฟ
ระบบ POE ประกอบด้วยอุปกรณ์จ่ายไฟ (PSE, อุปกรณ์จัดหาพลังงาน) และชิ้นส่วนอุปกรณ์รับพลังงาน (PD, อุปกรณ์ไฟฟ้า) อุปกรณ์ PSE คืออุปกรณ์ที่จ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ไคลเอ็นต์ทั้งสองเครื่อง และยังเป็นอุปกรณ์ที่จ่ายพลังงานให้กับ POE ทั้งหมดอีกด้วย อุปกรณ์ PD คือ PSE ที่รับพลังงาน ซึ่งก็คืออุปกรณ์ไคลเอ็นต์ของระบบ POE เช่น โทรศัพท์ IP, ความปลอดภัยเครือข่าย, AP และ PDA ) หรืออุปกรณ์อื่นๆ มากมาย เช่น โทรศัพท์มือถือ และคอมพิวเตอร์ (อุปกรณ์ขนาดเล็กใดๆ ที่มีกำลังไฟเกิน 13W สามารถรับพลังงานที่สอดคล้องกันจากอินเทอร์เฟซ RJ45) ไม่ต้องอาศัยมาตรฐาน IEEE 802.3af ในการสร้างการเชื่อมต่อข้อมูลเกี่ยวกับสถานะการเชื่อมต่อ ประเภทอุปกรณ์ และระดับของ PD ของอุปกรณ์ปลายทางที่รับ และในขณะเดียวกันก็จ่ายไฟให้กับ PD ตาม PSE
พารามิเตอร์ลักษณะแหล่งจ่ายไฟหลักของระบบจ่ายไฟมาตรฐาน POE คือ:
◆แรงดันไฟฟ้าอยู่ระหว่าง 44V ถึง 57V โดยมีค่าปกติอยู่ที่ 48V
◆กระแสไฟสูงสุดที่อนุญาตคือ 550mA และกระแสไฟเริ่มต้นสูงสุดคือ 500mA
◆กระแสไฟทำงานโดยเฉลี่ยคือ 10~350mA และกระแสไฟเกินคือ 350~500mA
◆ภายใต้สภาวะไม่มีโหลด กระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ต้องการคือ 5mA
◆ให้คำขอพลังงานไฟฟ้าห้าระดับตั้งแต่ 3.84 ถึง 12.95W สำหรับอุปกรณ์ PD โดยสูงสุดไม่เกิน 13W
ขั้นตอนการทำงานของแหล่งจ่ายไฟ POE
เมื่ออุปกรณ์ปลายทางแหล่งจ่ายไฟ PSE แบบลอยอยู่ในเครือข่าย กระบวนการทำงานของแหล่งจ่ายไฟ POE จะเป็นดังนี้
การตรวจจับ: ในตอนแรก แรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตโดยอุปกรณ์ PSE ที่พอร์ต จนกระทั่งตรวจพบว่าการเชื่อมต่อเทอร์มินัลข้อมูลเป็นอุปกรณ์รับพลังงานที่รองรับมาตรฐาน IEEE 802.3af
◆การจัดประเภทอุปกรณ์ PD: หลังจากตรวจพบอุปกรณ์รับพลังงาน PD แล้ว อุปกรณ์ PSE อาจจัดประเภทอุปกรณ์ PD และประเมินการใช้พลังงานที่อุปกรณ์ PD ต้องการ
◆เริ่มจ่ายไฟ: ในเวลาที่กำหนดได้ (โดยทั่วไปน้อยกว่า 15μs) เพื่อเริ่มจ่ายไฟ อุปกรณ์ PSE จะเริ่มจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ PD จากแรงดันไฟฟ้าต่ำจนกระทั่งจ่ายไฟ 48V
◆แหล่งจ่ายไฟ: ให้แรงดันไฟฟ้าเกินแบบไดนามิก 48V ที่มั่นคงและเชื่อถือได้สำหรับอุปกรณ์ PD เพื่อตอบสนองการทำงานล่วงเวลาด้านพลังงานของอุปกรณ์ PD ที่ไม่เกิน 15.4W
◆ปิดเครื่อง: หากอุปกรณ์ PD ถูกตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่าย PSE จะหยุดการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ PD อย่างรวดเร็ว (โดยปกติภายใน 30-400 มิลลิวินาที) และทำตามขั้นตอนการตรวจจับซ้ำเพื่อตรวจสอบว่าเทอร์มินัลข้อมูลเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ PD หรือไม่
เมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์เครือข่ายใดๆ เข้ากับ PSE PSE จะต้องตรวจพบก่อนว่าอุปกรณ์นั้นไม่ใช่ PD เพื่อให้แน่ใจว่าไม่ได้จ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน POE ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายได้ สามารถรู้ได้ด้วยการมองหาแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กเพื่อตรวจสอบว่าระยะทางมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดหรือไม่ เมื่อถึงการตรวจจับแล้วเท่านั้นจึงจะสามารถจ่ายแรงดันไฟฟ้า 48V เต็มได้ กระแสไฟฟ้ายังคงมีอยู่ และอุปกรณ์ขั้วต่อที่สั้นมากอาจมีสถานะข้อผิดพลาด - เนื่องจากเป็น PD แบบขยายของกระบวนการค้นพบ จึงยังสามารถจัดประเภทโหมดการจ่ายไฟที่ต้องใช้ PSE และจัดเตรียม PSE เพื่อจ่ายพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ป.ป.ช.เริ่มจ่ายไฟฟ้า มันจะตรวจสอบกระแสอินพุต PD ต่อไป เมื่อการใช้กระแสไฟ PD ลดลงต่ำกว่าค่าต่ำสุด เช่น เมื่อถอดปลั๊กอุปกรณ์หรือพบการใช้พลังงานมากเกินไปของอุปกรณ์ PD การลัดวงจร หรือโหลดของแหล่งจ่ายไฟเกิน PSE PSE จะทำลายแหล่งจ่ายไฟและเริ่มการตรวจจับ ดำเนินการอีกครั้ง
อุปกรณ์จ่ายไฟยังสามารถจัดเตรียมความสามารถของระบบได้ เช่น การประยุกต์ใช้โปรโตคอลเครือข่ายอย่างง่าย (SNMP) ฟังก์ชันนี้สามารถจัดเตรียมฟังก์ชันต่างๆ เช่น การกู้คืน การกู้คืน และการจัดการการกู้คืนการกู้คืน
สามารถศึกษาโหมดการส่งข้อมูลของ POE ได้ มีสองประเด็นสำคัญที่ต้องพิจารณาในกระบวนการจัดหา ซึ่งก็คือ การระบุอุปกรณ์ PD และอีกประเด็นคือความสามารถของ UPS ในระบบ