Mi a poe és hogyan működik az ethernet feletti hatalom

Az internetkapcsolat napjainkban szükségessé vált, mivel szinte minden elektronikus eszköznek aktív internetkapcsolatra van szüksége a megfelelő működéshez. Bár a legtöbb eszköz rendelkezik Wi-Fi csatlakozási lehetőségekkel, de sok eszköz és hálózati útválasztó továbbra is Ethernet portokat és kábeleket használt a vezetékes internetvezetékhez való csatlakozáshoz. Korábban a Power Line Communication cikkben megtudtuk, hogyan lehet adatokat továbbítani az elektromos vezetéken, ma megtudhatjuk, hogyan lehet az energiát átvinni PoE (Power over Ethernet) adatvonalakon .

Mi az a PoE (Power over Ethernet)?

Ahogy a neve is sugallja, az elektromos áramellátást Ethernet kábeleken keresztül PoE-nek hívják.

Mindannyian tudjuk, hogy az Ethernet kábeleket adatátvitelhez és hálózati kapcsolatokhoz használják, de tudja-e, hogy legtöbbször nem használjuk az Ethernet kábelben található összes csatlakozó vezetéket. Például vegyük figyelembe az alábbi ábrán látható Ethernet kábelt, amelynek 8 sora van, de ezek között általában csak négy vonalat használnak adatcserére (narancssárga, narancssárga-fehér, zöld és zöld-fehér), míg a fennmaradó négy vonal tétlen marad. Tehát az adatcsere akkor is lehetséges, ha ezeket az üresjárati vonalakat mindkét végén levesszük, ezért az alacsony végű Ethernet-kábelben csak négy vonal van nyolc vonal helyett. Tehát a tétlen négy vonal felhasználható az áramátadáshoz. Ezt az egyszerű beállítást, amely a tétlen vonalak használatával biztosítja az energiaellátást a terhelésnek, Power over Ethernet néven hívják.

Most nézzük meg az egyszerű áramkört a PoE jobb megértése érdekében. Ebben az áramkörben négy vezeték (kék, kék-fehér, barna és barna-fehér) van leválasztva a kábel mindkét végén lévő aljzatról. Mint korábban említettük, ezt a barna és zöld huzalpárot nem használják alacsony sebességű Ethernet alkalmazásokban, így az aljzat lehúzása nem okoz megszakítást a kommunikációban. Tehát az egyik végét az áramellátáshoz kell csatlakoztatni, a másikat pedig a terheléshez, így példamutatásként akkumulátort használunk áramforrásként, a kamerát pedig terhelésként. Ha a forrás és a terhelés a zárt hurkban van, akkor az alábbi áramkör befejeződik, és a kamera reagálni fog. Mivel ezt az egyszerű beállítást használva Ethernet kábelen keresztül juttattuk el az energiát egy egyszerű készülékhez, azt mondhatjuk, hogy a PoE megvalósult.

Hogyan működik a Power over Ethernet, és miért használják?

A PoE használatának fő oka a hagyományos áramellátó rendszer felett az, hogy csökkenti a hálózatra csatlakozó perifériák áramellátásának költségeit. Például, ha 10 kémkamerája van az egész épületben elosztva, abban az esetben 10 tápegységre van szüksége az áramellátáshoz, és nem ez a fő probléma. A fő probléma 220 távvezeték bekötése az egyes perifériák közelében, ami nem praktikus, így a PoE használata a legjobb megoldás az összes periféria központi rendszerhez történő csatlakoztatásához.

Az Ethernet-kábel csíkozása, amely minden perifériát a központi rendszerhez csatlakoztat, maga is unalmas feladat, ezért ehhez PoE injektort és PoE osztót használnak.

Amint az ábrán látható, a PoE Injector és a PoE Splitter használatával kihagyhatjuk a színek azonosításának, a huzalcsupaszításnak, a forrasztásnak és a laza végek kikészítésének minden problémáját. Most nézzük meg ezeknek az eszközöknek a működését és használatát.

PoE injektor

Ennek az eszköznek két bemeneti és egy kimeneti portja van. Az első bemenet a normál Ethernet kábel csatlakoztatására szolgál, egy másik bemenet az egyenáramú tápegység csatlakoztatására szolgál, míg a kimenet a PoE Ethernet kábel csatlakoztatására szolgál.

A bemenetnél: Normál Ethernet kapcsolat + DC tápegység

A kimeneten: PoE Ethernet (PoE eszközök csatlakoztatására használható)

Tehát a PoE injektor funkció PoE Ethernet szolgáltatást nyújt a normál Ethernet kapcsolat és az egyenáramú tápellátás felvételével.

PoE Splitter

Ennek az eszköznek egy bemeneti és két kimeneti portja van. A bemenet PoE Ethernet kábel csatlakoztatására szolgál, míg a kimeneti portok normál Ethernet és DC tápellátást biztosítanak.

A bemeneten van: PoE Ethernet

A kimeneten: Normál Ethernet kapcsolat + DC tápegység

Tehát a PoE splitter funkciója éppen ellentétes a PoE Injektorral, amely a PoE Ethernet kapcsolat normál Ethernet és használható DC tápegységre történő felosztását jelenti.

PoE Extender

A PoE kiterjesztőt akkor használják, ha nagy távolságra van a hálózat, például bevásárlóközpontokban, szállodákban, éttermekben, irodaházakban, vállalkozásokban, egyetemi campusokban és sporthelyiségekben. Ezeken a helyeken a normál 100 méteres Ethernet-kapcsolatok nem használhatók, és ekkor jön a PoE Extender játék. Ez az eszköz használható az Ethernet hálózati eszközök meghosszabbítására az alapvető 100 m-es távolsághatáron túl, így ez sok esetben életképes lehetőség.

Manapság a perifériák támogatják a PoE Ethernet-t, így átugorhatjuk az elosztót, és az ábrán látható módon közvetlenül csatlakoztathatjuk a kábelt az eszközhöz.

Ez a beállítás akkor működik, ha egy vagy két készülék van, de ha több készülék van, akkor a PoE injektor megvásárlása nem minden eszköz számára a legjobb megoldás. Ilyen speciális esetekhez rendelkezünk PoE Hub-tal, amely több PoE-injektort képes helyettesíteni.

PoE Hub

A PoE hub működése hasonló a PoE injektorhoz, kivéve, hogy sok Ethernet kapcsolatot igényel, miközben sok PoE Ethernet kimenetet biztosít. A hub akkor használható a legjobban, ha az egyik végén sok PoE eszköz van, a másik oldalon pedig normál Ethernet csatlakozás biztosítja a kiszolgálót. Az agy működését az alábbi blokkdiagram alapján könnyen meg lehet érteni.

Mostanáig feltételeztük, hogy az Ethernet-kábelben szabad vonalak állnak rendelkezésre, amelyek különösebb nehézség nélkül használhatók a PoE számára.

Most megkérdezheti, mi a helyzet az esetekkel, amikor az Ethernet-kábelek összes vonalát használják ? Nos, ez az eset nem ritka, mivel a nagy sebességű internet és az adatátviteli rendszerek valóban használják az összes adatsort. A PoE még ezekben az esetekben is elérhető, de az előző konfigurációhoz képest bonyolulttá válik.

Nagysebességű átviteli rendszer esetén az adatokat és az energiát ugyanazon a vonalon keresztül küldik, de ehhez speciális eszközöket használnak. Ez a speciális egység a PoE kapcsoló, amely a korábbiaktól eltérően megnöveli a költségeket, ahol egyszerűen használhatatlan vonalakat csíkolhatunk le mindkét végén, és a kényelmünk érdekében használhatjuk.

PoE kapcsoló

A PoE kapcsoló egy hálózati kapcsoló, amely képes az Ethernet-en keresztüli tápellátást biztosítani minden interfészről, miközben továbbra is képes továbbítani a kereteket. Egyszerűen fogalmazva, úgy működik, mint egy port több PoE eszköz csatlakoztatásához egyetlen számítógéphez.

A blokkdiagramon láthatja, hogy Ethernet-kábelekkel több PoE-eszköz csatlakozik-e a PoE-kapcsolóhoz, és a PC kommunikál-e ezekkel az eszközökkel a PoE-kapcsolón keresztül. A PoE kapcsolóhoz egy Uplink szükséges egy meglévő hálózathoz a portok további bővítéséhez és növeléséhez.

PoE szabványok

A PoE eszközök bizonyos szabványokat követnek az adatkommunikáció és az áramellátás terén. Tehát ezeket az előírásokat betartják az eszközök tervezése során. Ezeknek az eszközöknek a megtervezésekor általában négyféle szabványt követnek, amelyek az energia-kezelési kapacitásuk alapján vannak felosztva.

IEEE kiterjesztés	típus	Teljesítmény kapacitás
IEEE802.3af	1. típus	15,4 Watt
IEEE802.3at / PoE +	2. típus	30,8 Watt
IEEE802.3bt / UPoE	3. típus	60Watt
IEEE802.3bt	4. típus	90Watt

Megtekintheti ezt a táblázatot, és kiválaszthatja a PoE-eszközök számára a megfelelő PoE kapcsolót, injektort vagy útválasztót.

PoE alkalmazások

• Intelligens világítási rendszer: A világítási rendszert egy szerveren vagy távoli számítógépen keresztül lehet irányítani, ami jól jön.
• Intelligens otthon: A PoE megkönnyíti az intelligens otthon tervezését, mivel az intelligens otthoni hálózatokban a kapcsolat a lakótér minden sarkában létrejön, miközben minden készülék megosztja az adatokat egymással, és ez a PoE használatával könnyebben elérhető.
• Biztonsági rendszer: Az Office és az intézetek növelhetik termelékenységüket azáltal, hogy a biztonság érdekében PoE-eszközöket telepítenek.
• A PoE RFID és riasztórendszerekhez is használható.

A PoE korlátai

Bár itt minden zöldnek tűnik, de ez nem így van. A PoE-nek számos hátránya van, és néhányat az alábbiakban tárgyalunk.

• Költség: A szokásos módon minden technológiai telepítés pénzbe kerül. Bár a PoE telepítésével pénzt takaríthatunk meg, de ez csak akkor érvényes, ha a területen több mint négy-öt eszköz van. Ez azért van, mert a PoE telepítése több ezerbe fog kerülni, de néhány százalappal elvégzi a munkát, ha csak egy vagy két PoE eszköz van. Tehát a PoE telepítése nem alkalmas olyan otthonok számára, ahol a PoE eszközök egy vagy kettőre korlátozódnak. Ebben az esetben hosszabbító kábel vagy adapter vásárlása elvégzi a munkát, ahelyett, hogy hatalmas összeget költene a PoE beállítására.
• Komplexitás: A PoE telepítése telepíti a bonyolultságot bárki számára, akit mondanom sem kell. Mint ahogyan meg kell értened a PoE új feltételeit, és gondot kell okoznod a megfelelő rendszerek vásárlásával, amikor új PoE eszközt akarsz telepíteni az otthonodba vagy az irodádba.