Kas ir poe un kā darbojas vara pār Ethernet

Mūsdienās ir kļuvis nepieciešams savienojums ar internetu, jo gandrīz katrai elektroniskai ierīcei ir nepieciešams aktīvs interneta savienojums, lai tā darbotos pareizi. Lai gan lielākajai daļai ierīču ir Wi-Fi savienojamības iespējas, taču daudzas ierīces un tīkla maršrutētāji joprojām izmantoja Ethernet pieslēgvietas un kabeļus, lai izveidotu savienojumu ar vadu interneta līniju. Par to, kā datus var pārsūtīt pa elektropārvades līnijām, mēs iepriekš uzzinājām rakstā Power Line Communication, šodien uzzināsim, kā enerģiju var pārsūtīt pa datu līnijām, kas ir PoE (Power over Ethernet).

Kas ir PoE (Power over Ethernet)?

Kā norāda nosaukums, elektrības nodrošināšana, izmantojot Ethernet kabeļus, tiek dēvēta par PoE.

Mēs visi zinām, ka Ethernet kabeļi tiek izmantoti datu pārsūtīšanai un tīkla savienošanai, bet vai jūs zināt, ka lielākoties mēs neizmantojam visas savienojuma līnijas, kas atrodas Ethernet kabelī. Piemēram, ņemiet vērā Ethernet kabeli, kas parādīts zemāk redzamajā attēlā, tam ir 8 līnijas, bet starp tām datu apmaiņai parasti tiek izmantotas tikai četras līnijas (oranža, oranža-balta, zaļa un zaļa-balta), bet pārējās četras līnijas paliek dīkstāvē. Datu apmaiņa ir iespējama pat pēc šo dīkstāves līniju noņemšanas abos galos, tāpēc zemas klases Ethernet kabelī ir tikai četras līnijas, nevis astoņas līnijas. Tātad tukšgaitas četras līnijas var izmantot enerģijas pārsūtīšanai. Šo vienkāršo dīkstāves līniju izmantošanas iestatījumu strāvas padevei sauc par Power over Ethernet.

Tagad apskatīsim vienkāršo shēmu, lai labāk izprastu PoE. Šajā shēmā četri vadi (proti, zili, zili balti, brūni un brūni balti) tiek noņemti no domkrata katrā kabeļa galā. Kā jau minēts iepriekš, šo brūno un zaļo vadu pāri neizmanto zema ātruma Ethernet lietojumprogrammās, tāpēc, noņemot tos no ligzdas, sakari netiks traucēti. Tātad vienam galam jābūt savienotam ar barošanas avotu, bet otram - ar slodzi, tāpēc, lai rādītu piemēru, mēs izmantojam akumulatoru kā strāvas avotu un kameru kā slodzi. Kad avots un slodze ir slēgtajā kontūrā, zemāk esošā shēma ir pabeigta, un kamera parādīs atbildi. Tā kā, izmantojot šo vienkāršo iestatīšanu, mēs piegādājām strāvu vienkāršai ierīcei, izmantojot Ethernet kabeli, mēs varam teikt, ka PoE ir sasniegts.

Kā darbojas Power over Ethernet un kāpēc tas tiek izmantots

Galvenais iemesls PoE izmantošanai parastajā barošanas sistēmā ir samazināt katras perifērijas ierīces, kas pieslēdzas tīklam, enerģijas piegādes izmaksas. Piemēram, ja jums ir 10 spiegu kameras, kas sadalītas pa visu ēku, tādā gadījumā tai ir vajadzīgas 10 barošanas bloki, lai tām nodrošinātu enerģiju, un tā nav galvenā problēma. Galvenā problēma ir 220 elektropārvades līniju pievienošana pie katra perifērijas, kas nav praktiski, tāpēc PoE izmantošana ir labākā iespēja visu perifērijas ierīču savienošanai ar centrālo sistēmu.

Tagad Ethernet kabeļa noņemšana katra perifērijas savienošanai ar centrālo sistēmu pati par sevi ir garlaicīgs uzdevums, tāpēc šim nolūkam tiek izmantoti PoE inžektors un PoE sadalītājs.

Kā parādīts attēlā, izmantojot PoE Injector un PoE Splitter, mēs varam izlaist visas grūtības identificēt krāsas, stieples atdalīšanu, lodēšanu un brīvo galu apdari. Tagad apskatīsim šo ierīču funkcijas un to, kā tās var izmantot.

PoE inžektors

Šai ierīcei ir divas ieejas un viena izejas porta. Pirmā ieeja ir paredzēta parastā Ethernet kabeļa pievienošanai, bet cita ieeja - līdzstrāvas padeves savienošanai, bet izeja tiek izmantota PoE Ethernet kabeļa pievienošanai.

Pie ieejas mums ir: Normāls Ethernet savienojums + līdzstrāvas padeve

Pēc izejas mums ir: PoE Ethernet (ko var izmantot PoE ierīču savienošanai)

Tātad PoE inžektora funkcija nodrošina PoE Ethernet, uzņemot parasto Ethernet savienojumu un līdzstrāvas padevi.

PoE sadalītājs

Šai ierīcei ir viens ieejas ports un divi izejas porti. Ieeja paredzēta PoE Ethernet kabeļa pievienošanai, kamēr izejas porti nodrošina normālu Ethernet un līdzstrāvas strāvu.

Input mums ir: PoE Ethernet

Pēc izejas mums ir: normāls Ethernet savienojums + līdzstrāvas padeve

Tātad PoE sadalītāja funkcija ir pilnīgi pretēja PoE inžektoram, kas ir sadalīt PoE Ethernet savienojumu parastā Ethernet un izmantojamā līdzstrāvas padevē.

PoE paplašinātājs

PoE paplašinātājs tiek izmantots, ja tīkls atrodas lielos attālumos, piemēram, tirdzniecības centros, viesnīcās, restorānos, biroju ēkās, uzņēmumos, akadēmiskajās pilsētiņās un sporta vietās. Šajās vietās nevar izmantot parastos 100 metru Ethernet savienojumus, un tas ir brīdis, kad spēlē PoE Extender. Šo ierīci var izmantot, lai paplašinātu Ethernet tīkla ierīces, pārsniedzot pamata 100 m attāluma robežu, padarot to par reālu iespēju daudzos gadījumos.

Mūsdienās perifērijas ierīces atbalsta PoE Ethernet, lai mēs varētu izlaist sadalītāju un tieši savienot kabeli ar ierīci, kā parādīts attēlā.

Tagad šī iestatīšana darbosies, ja ir viena vai divas ierīces, bet, ja ir vairākas ierīces, tad PoE inžektora iegāde katrai ierīcei nav labākais risinājums. Šādiem īpašiem gadījumiem mums ir PoE centrmezgls, kas var aizstāt vairākus PoE inžektorus.

PoE centrmezgls

PoE centrmezgla darbība ir līdzīga PoE inžektoram, izņemot to, ka tas aizņem daudzus Ethernet savienojumus, vienlaikus nodrošinot, ka daudzi PoE Ethernet izejas. Rumbu vislabāk izmantot, ja vienā galā ir daudz PoE ierīču, bet otrā - normāla Ethernet savienojamība, nodrošinot serveri. Rumbas darbību var viegli saprast no zemāk redzamās blokshēmas.

Līdz šim mēs pieņēmām, ka Ethernet kabelī ir pieejamas bezmaksas līnijas, kuras bez īpašām grūtībām var izmantot PoE.

Tagad jūs varētu jautāt, kā ir ar gadījumiem, kad tiek izmantotas visas Ethernet kabeļu līnijas ? Nu, šis gadījums nav rets gadījums, jo ātrgaitas internets un datu pārraides sistēmas izmanto visas datu līnijas. Pat šajos gadījumos PoE joprojām ir sasniedzams, taču tas kļūst sarežģīts salīdzinājumā ar iepriekšējo konfigurāciju.

Ātrgaitas pārraides sistēmas gadījumā gan dati, gan jauda tiek nosūtīti pa vienām un tām pašām līnijām, taču tam tiek izmantotas īpašas ierīces. Šī īpašā vienība ir PoE slēdzis, kas palielina izmaksas atšķirībā no iepriekšējās, kur mēs varam vienkārši noņemt neizmantotās līnijas abos galos un izmantot to mūsu ērtībai.

PoE slēdzis

PoE slēdzis ir tīkla slēdzis ar iespēju nodrošināt strāvu, izmantojot Ethernet, no katra interfeisa, vienlaikus spējot pārsūtīt rāmjus. Vienkārši sakot, tas darbojas kā ports vairāku PoE ierīču savienošanai ar vienu datoru.

Bloku diagrammā jūs varat redzēt, kā vairākas PoE ierīces ir savienotas ar PoE slēdzi ar Ethernet kabeļiem, un dators sazinās ar šīm ierīcēm, izmantojot PoE slēdzi. PoE slēdzim ir nepieciešama viena augšējā saite uz esošu tīklu, lai vēl vairāk paplašinātu un palielinātu ostas.

PoE standarti

PoE ierīces ievēro noteiktus datu komunikācijas un enerģijas piegādes standartus. Tātad, izstrādājot šīs ierīces, tiek ievēroti šie standarti. Projektējot šīs ierīces, parasti tiek ievēroti četru veidu standarti, un tie tiek sadalīti, pamatojoties uz to jaudas apstrādes jaudu.

IEEE paplašinājums	Tips	Jauda
IEEE802.3af	1. tips	15,4 vati
IEEE802.3at / PoE +	2. tips	30,8 vati
IEEE802.3bt / UPoE	3. tips	60 vati
IEEE802.3bt	4. tips	90 vati

Jūs varat ieskatīties šajā tabulā un izvēlēties savām PoE ierīcēm atbilstošo PoE slēdzi, inžektoru vai maršrutētāju.

PoE lietojumprogrammas

• Viedā apgaismojuma sistēma: apgaismojuma sistēmu var vadīt, izmantojot serveri vai attālo datoru, kas noderēs.
• Viedā māja: PoE padara viedās mājas dizainu vienkāršu, jo viedās mājas tīklā savienojums tiek izveidots katrā dzīvojamās telpas stūrī, kamēr katra ierīce koplieto datus savā starpā, un to var vieglāk panākt, izmantojot PoE.
• Drošības sistēma: birojs un institūti var palielināt savu produktivitāti, drošībai instalējot PoE ierīces.
• PoE izmanto arī RFID un trauksmes sistēmām.

PoE ierobežojumi

Lai gan šeit viss izskatās zaļš, bet tas tā nav. PoE ir daudz trūkumu, un pāris no tiem tiek apspriesti tālāk.

• Izmaksas: kā parasti, jebkura tehnoloģiju instalācija ir saistīta ar naudu. Lai gan, instalējot PoE, mēs varam ietaupīt naudu, taču tas tiek piemērots tikai tad, ja šajā apgabalā ir vairāk nekā četras līdz piecas ierīces. Tas ir tāpēc, ka PoE instalēšana jums izmaksās tūkstošiem, bet jūs paveiksiet darbu ar dažiem simtiem, ja ir tikai viena vai divas PoE ierīces. Tātad PoE instalēšana nav piemērota mājām, kurās PoE ierīces ir ierobežotas ar vienu vai divām. Tādā gadījumā nopērkot pagarinātāja vadu vai adapteri, darbs tiks paveikts, nevis tērēt milzīgu summu PoE iestatīšanai.
• Sarežģītība: PoE iestatīšanas instalēšana sarežģīs ikvienu lieki teikt. Tāpat kā jums ir jāsaprot jauni PoE noteikumi un problēmas ar atbilstošu sistēmu iegādi, kad vien vēlaties mājās vai birojā instalēt jaunu PoE ierīci.