Tổng quan về nguồn điện qua điện (POE)
POE (Power Over Ethernet) đề cập đến một số thiết bị đầu cuối dựa trên IP (chẳng hạn như điện thoại IP, điểm truy cập mạng LAN không dây AP, camera mạng, v.v.) mà không thay đổi cơ sở hạ tầng đi dây Ethernet Cat.5 hiện có. Trong khi truyền tín hiệu dữ liệu, nó cung cấp công nghệ cấp nguồn DC cho các thiết bị đó. Công nghệ POE có thể đảm bảo hoạt động bình thường của mạng hiện tại đồng thời đảm bảo an toàn cho hệ thống cáp có cấu trúc hiện có và giảm thiểu chi phí.
POE còn được gọi là hệ thống cấp nguồn dựa trên mạng cục bộ (POL, Power over LAN) hoặc Active Ethernet (Active Ethernet), đôi khi còn được gọi tắt là Power over Ethernet. Điều này là sử dụng cáp truyền Ethernet tiêu chuẩn hiện có để truyền dữ liệu và dữ liệu cùng một lúc. Các tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật mới nhất của nguồn điện và duy trì khả năng tương thích với các hệ thống và người dùng Ethernet hiện có. Chuẩn IEEE 802.3af là chuẩn mới dựa trên POE của hệ thống Power-over-Ethernet. Nó bổ sung các tiêu chuẩn liên quan để cấp nguồn trực tiếp qua cáp mạng trên cơ sở IEEE 802.3. Nó là sự mở rộng của tiêu chuẩn Ethernet hiện có và tiêu chuẩn quốc tế đầu tiên về phân phối điện. tiêu chuẩn.
IEEE bắt đầu phát triển tiêu chuẩn này vào năm 1999 và các nhà cung cấp tham gia sớm nhất là 3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel và National Semiconductor. Tuy nhiên, những thiếu sót của tiêu chuẩn này đã hạn chế việc mở rộng thị trường. Cho đến tháng 6 năm 2003, IEEE đã phê duyệt tiêu chuẩn 802.3af, trong đó xác định rõ ràng các vấn đề về phát hiện và kiểm soát nguồn điện trong các hệ thống từ xa và được kết nốibộ định tuyến, bộ chuyển mạch và trung tâm tới điện thoại IP, hệ thống bảo mật và mạng cục bộ không dây thông qua cáp Ethernet. Chuẩn hóa chế độ cấp nguồn của các thiết bị như điểm. Sự phát triển của IEEE 802.3af bao gồm nỗ lực của nhiều chuyên gia trong công ty, điều này cũng cho phép tiêu chuẩn này được kiểm tra đầy đủ.
Thành phần hệ thống POE và các thông số đặc tính nguồn điện
Hệ thống POE bao gồm các bộ phận của thiết bị cấp nguồn (PSE, Power Sourcing Equipment) và các bộ phận của thiết bị nhận nguồn (PD, Power Device). Thiết bị PSE là thiết bị cấp nguồn cho hai thiết bị client và nó cũng là thiết bị cấp nguồn cho toàn bộ POE. Thiết bị PD là PSE chấp nhận nguồn điện, tức là thiết bị khách của hệ thống POE, chẳng hạn như điện thoại IP, bảo mật mạng, AP và PDA. ) Hoặc nhiều thiết bị khác như điện thoại di động, máy tính (nhỏ, bất kỳ thiết bị nào có công suất trên 13W đều có thể lấy được nguồn điện tương ứng từ giao diện RJ45). Nó không dựa vào chuẩn IEEE 802.3af để thiết lập các kết nối thông tin về trạng thái kết nối, loại thiết bị và cấp độ của PD thiết bị đầu cuối nhận, đồng thời cấp nguồn cho PD theo PSE.
Các thông số đặc tính nguồn điện chính của hệ thống nguồn điện tiêu chuẩn POE là:
◆Điện áp nằm trong khoảng từ 44V đến 57V, giá trị điển hình là 48V.
◆Dòng điện tối đa cho phép là 550mA và dòng khởi động tối đa là 500mA.
◆Dòng làm việc trung bình là 10～350mA, dòng quá tải là 350～500mA.
◆Trong điều kiện không tải, dòng điện yêu cầu tối đa là 5mA.
◆Cung cấp năm mức công suất điện yêu cầu từ 3,84 đến 12,95W cho thiết bị PD, tối đa không quá 13W.
Quy trình hoạt động của bộ cấp nguồn POE
Khi thiết bị đầu cuối cấp nguồn PSE nổi trong mạng, quy trình làm việc của cấp nguồn POE như sau.
◆Phát hiện: Lúc đầu, điện áp đầu ra của thiết bị PSE tại cổng cho đến khi phát hiện kết nối đầu cuối dữ liệu là thiết bị nhận điện hỗ trợ chuẩn IEEE 802.3af.
◆Phân loại thiết bị PD: Sau khi phát hiện PD của thiết bị nhận nguồn, thiết bị PSE có thể phân loại thiết bị PD và đánh giá mức tiêu thụ điện năng mà thiết bị PD yêu cầu.
◆Bắt đầu cấp nguồn: Tại thời điểm có thể định cấu hình (thường dưới 15μs) để bắt đầu cấp nguồn, thiết bị PSE bắt đầu cấp nguồn cho thiết bị PD từ điện áp thấp cho đến khi cung cấp nguồn điện 48V.
◆Nguồn điện: Cung cấp điện áp quá áp động 48V ổn định và đáng tin cậy cho thiết bị PD để đáp ứng công suất ngoài giờ của thiết bị PD không vượt quá 15,4W.
◆Tắt nguồn: Nếu thiết bị PD bị ngắt kết nối mạng, PSE sẽ nhanh chóng (thường trong vòng 30-400ms) ngừng cấp nguồn cho thiết bị PD và lặp lại quy trình phát hiện để phát hiện xem thiết bị đầu cuối dữ liệu có được kết nối với thiết bị PD hay không.
Khi kết nối bất kỳ thiết bị mạng nào với PSE, trước tiên PSE phải phát hiện thiết bị đó không phải là PD để đảm bảo không cấp dòng điện cho các thiết bị không đạt chuẩn POE, có thể gây hư hỏng. Có thể nhận ra điều đó bằng cách tìm kiếm một dòng điện có điện áp nhỏ để kiểm tra xem khoảng cách có đặc tính đáp ứng yêu cầu hay không. Chỉ khi đạt được mức phát hiện thì điện áp 48V mới được cung cấp đầy đủ, dòng điện vẫn tồn tại và thiết bị đầu cuối cực ngắn mới có thể xảy ra trạng thái lỗi. . Là một PD mở rộng của quá trình khám phá, nó cũng có thể phân loại các chế độ cung cấp điện yêu cầu PSE và cung cấp PSE để cung cấp điện một cách hiệu quả. PSE bắt đầu cung cấp điện. Nó sẽ tiếp tục theo dõi dòng điện đầu vào PD. Khi mức tiêu thụ dòng điện PD giảm xuống dưới giá trị tối thiểu, chẳng hạn như khi rút phích cắm thiết bị hoặc gặp phải tình trạng tiêu thụ điện năng quá mức của thiết bị PD, đoản mạch hoặc tải nguồn điện vượt quá PSE, PSE sẽ phá hủy nguồn điện và bắt đầu phát hiện xử lý lại.
Thiết bị cấp nguồn cũng có thể được cung cấp khả năng của hệ thống, ví dụ, ứng dụng giao thức mạng đơn giản (SNMP). Chức năng này có thể cung cấp các chức năng như khôi phục khôi phục và quản lý khôi phục khôi phục.
Có thể nghiên cứu chế độ truyền của POE. Có hai vấn đề chính cần xem xét trong quá trình cung cấp, đó là việc nhận dạng thiết bị PD và thứ hai là khả năng của UPS trong hệ thống.