تتحدث المقالة، في شكل سؤال وجواب شائع، عن النقاط الرئيسية عند استخدام الطاقة عبر PoE (الطاقة عبر الإيثرنت). يتم تقديم الاختلافات بين المعايير، ويتم توفير المعلومات حول حماية الأجهزة من الزيادات المفاجئة والأشياء المفيدة الأخرى.
ما هو بو؟
PoE (الطاقة عبر الإيثرنت) هي تقنية لتزويد الطاقة لجهاز عميل عبر كبل Ethernet مزدوج مجدول (عادةً ما يتم استخدام كبل cat.5 مع موصلات RJ45). يتم استخدام نفس الكابل لنقل البيانات ولتشغيل الجهاز.
ما هي الأجهزة المدعومة؟
يمكن أن يعمل ما يلي كأجهزة إمداد بالطاقة:
- مفاتيح,
- أجهزة التوجيه,
- وغيرها من معدات الشبكات.
يمكن استخدام ما يلي كأجهزة عميلة:
- الهواتف السلكية,
- كاميرات الفيديو،
- نقطة وصول،
- أجهزة الاستشعار المختلفة والمعدات الطرفية الأخرى.
هناك أيضًا أجهزة للتكامل مع المعدات التي لا تدعمها
بو.
ما هو؟
وكما كتب الشاعر فلاديمير ماياكوفسكي: "إذا أضاءت النجوم، فهذا يعني أن هناك من يحتاج إليها". وفيما يلي فوائد استخدام هذه التكنولوجيا.
توصيل الأجهزة في الأماكن التي يصعب الوصول إليها
على سبيل المثال، يوجد في مكان عمل المستخدم مقبسان فقط: للشاشة ووحدة النظام. في كثير من الأحيان، لا تنشأ مثل هذه المتطلبات بسبب أخطاء في التخطيط، ولكنها تمليها المعايير الصناعية والإقليمية وغيرها من معايير أمن تكنولوجيا المعلومات والسلامة من الحرائق والسلامة المهنية وما إلى ذلك.
مثال آخر هو أنه إذا تم تركيب كاميرا فيديو أو نقطة وصول أسفل السقف، فقد يكون من الصعب تمديد كابل الطاقة هناك أيضًا.
إدارة التغذية
الميزة الثانية هي أن PoE يسمح لك بالتحكم في الجهاز بناءً على الطاقة، على سبيل المثال، إيقاف التشغيل مؤقتًا أو تشغيله أو إعادة تشغيله (عند تجميده أو تحديثه أو الحاجة إليه بأي شكل آخر).
يعد هذا مناسبًا إذا كان عليك العمل عن بعد، أو عندما تكون الأجهزة في أماكن يصعب الوصول إليها.
يعد هذا مفيدًا بشكل خاص عند العمل مع نقاط الوصول التي قد تكون موجودة على مسافة كبيرة أو حتى مخفية في مكان ما فوق سقف زائف.
لاحظ. تقريبًا جميع نقاط الوصول الحديثة من Zyxel تدعم PoE
وتضمين نماذج جديدة مع دعم Wi-Fi 6: باعتبارها "الميزانية" الأكبر وأكثر تقدما и
الشكل 1. نقطة وصول NWA802.11AX مزدوجة النطاق 6ax (Wi-Fi 110).
صيانة مبسطة
بالإضافة إلى سهولة الاستخدام، يتيح لك استخدام PoE تخفيف الصداع فيما يتعلق بشراء وإصلاح محولات الطاقة، وتزويد المستخدمين بمآخذ، على سبيل المثال، من خلال شراء وحدات PDU (بمعنى آخر، "حمل المقسمات"). عدد أقل من العقد يعني عددًا أقل من نقاط الفشل مما يعني عددًا أقل من المكالمات إلى الدعم الفني.
السلامة الكهربائية
بغض النظر عما يقوله أي شخص، فإن 220 فولت يعد كثيرًا. يؤلمني، يقتل. لكن 57 فولت، وهو الحد الأقصى لـ PoE، يعد أيضًا خطيرًا بشكل غير سار، ولكن ليس كثيرًا. في بعض المنظمات، لكي يقوم مسؤول النظام أيضًا بعمل كهربائي، يلزم الحصول على تصريح خاص. ويتم تنظيم ذلك من خلال نفس الصناعة والمعايير الإقليمية. ومع PoE، لم نعرف شيئًا كهذا أبدًا. نقطة الضعف هي نقطة ضعف.
جماليات
ما الذي يحتاجه الطاقم الفني أكثر؟ لو أنها عملت فقط. لكن بعض "الرفاق" المتقدمين بشكل خاص يحتاجون إلى أن تكون "جميلة" أيضًا. على سبيل المثال، بحيث لا تتدلى الأسلاك "الإضافية". أو بحيث يكون كل شيء بنفس اللون. ويتخلص PoE من هذه الموصلات "الإضافية". إن مختلف أنواع المفتشين واللجان و"الرؤساء الكبار" حساسون بشكل خاص لهذا الأمر.
ما هي عيوب PoE؟
ارتفاع تكلفة الأجهزة
في الواقع، يكلف أكثر. خاصة إذا كنت تستخدم معدات مثبتة إلى حد ما، ولا تعتمد على "ربما"، وشراء "حلول NoName غير مكلفة".
ومن ناحية أخرى، فإن مبدأ "الأكثر تكلفة يعني الأفضل" لا يعمل دائمًا. لذلك، من المنطقي البحث عن علامة تجارية باهظة الثمن فقط في حالة وجود متطلبات إضافية (توجد قائمة بـ "المعدات المعتمدة").
ولكن حتى مع ارتفاع أسعار المعدات المزودة بتقنية PoE، يمكن أن يكون سعرها أقل بكثير من تنظيم نظام كابلات متفرع إضافي من الصفر لتشغيل الأجهزة عن بعد.
انخفاض القوة
عند إرسال إشارة الجهد المنخفض عبر أسلاك رفيعة، لن تكون الكفاءة جيدة جدًا. كلما كنت بعيدًا عن مصدر الطاقة، قلت الطاقة الكهربائية المتبقية لمستهلكي الطاقة. وينفق الباقي على المقاومة وتسخين الأسلاك. مع الطاقة المحلية (وليس PoE) يكون الوضع أبسط. لقد وضعت مصدر الطاقة في المقبس "وذهبت الطاقة، ذهبت..."
ومع ذلك، يمكن حل مشاكل المسافة هذه باستخدام مفاتيح خاصة ذات قوة إشارة متزايدة، على سبيل المثال، سلسلة Zyxel [GS1300] () و .
متطلبات مؤهلات الموظفين
دعنا نقول فقط أنه على الرغم من أن استخدام PoE لا يتطلب معرفة كبيرة، إلا أنه يحتاج إلى بعض التفاصيل
يحتاج إلى إتقان. يمكن العثور على معلومات حول هذه المسألة دون صعوبة كبيرة، على الرغم من أنه إذا لم يعمل الشخص أبدا مع هذه التكنولوجيا، فسوف يواجه بعض المواد التعليمية المتناثرة والمجزأة.
معايير بو
للمبتدئين، قد يكون هناك بعض الالتباس. هناك 3 أجيال
معيار:
يوفر الجيل الأول من PoE (معيار IEEE 802.3af) ما يصل إلى 15,4 واط من طاقة التيار المستمر لكل جهاز متصل.
يمكن للجيل الثاني من معيار IEEE 802.3at، والذي يُسمى أيضًا PoE+، توفير ما يصل إلى 30 واط من الطاقة لكل جهاز. يُستخدم هذا المعيار لتزويد المزيد من المستهلكين المتعطشين للطاقة، مثل كاميرات المراقبة Pan-Tilt-Zoom (PTZ) ونقاط الوصول اللاسلكية 11n.
لسهولة الإدراك، يتم تلخيص الاختلافات الرئيسية في الجدول:
المعلمات
بو
بو +
الفولتية DC على الجهاز بالطاقة
من 36 إلى 57 فولت (48 فولت الاسمي)
من 42,5 إلى 57 فولت
مصدر الجهد
من 44 إلى 57 فولت
من 50 إلى 57 فولت
الطاقة القصوى لمصدر PoE
شنومك W
شنومك W
الحد الأقصى من الطاقة التي يتلقاها مستهلك PoE
شنومك W
شنومك W
الحد الأقصى الحالي
350 مللي أمبير
600 مللي أمبير
أقصى مقاومة للكابل
20 أوم (للقطة 3)
12,5 أوم (للقطة 5)
دروس التغذية
0-3
0-4
يتم وصف الجيل الثالث بمعيار IEEE 802.3bt.
يمكن لأجهزة PoE من الجيل الثالث توفير طاقة تصل إلى 51 واط عبر كابل واحد.
ملاحظة. لتشغيل الأجهزة التي تستخدم تقنيات IEEE 802.3bt القياسية. يتم استخدام جميع الموصلات الثمانية للكابل المزدوج الملتوي الحديث (الفئة 5 وما فوق)، بينما يمكنك الحصول على أربعة فقط في الجيلين الأولين.
فيما يتعلق بالتوافق، فإن أجهزة PoE متوافقة مع الإصدارات السابقة - يمكن استخدام مصدر الطاقة 802.3bt الأقوى لمستهلكي PoE وPoE+ الأقدم (802.3af و802.3at).
المصطلحات: نهاية المدى ومنتصف المدى
نهاية الامتداد - جهاز يقوم بتزويد الطاقة من بداية الكابل
الخط.
مثال كلاسيكي: يوفر محول الهاتف عبر بروتوكول الإنترنت (IP) الطاقة لشبكة صغيرة من الهواتف الأرضية داخل المكتب.
مثال آخر هو نظام المراقبة بالفيديو في مستودع صغير، حيث تتلقى كاميرات الفيديو الطاقة من مفتاح عبر PoE
عادة، لا توفر هذه الأنظمة أجهزة إضافية لتضخيم إشارة العرض.
منتصف المدى - عند توصيل مصدر الطاقة ليس من بداية خط الكابل، ولكن بالإضافة إلى ذلك بين المفتاح والجهاز النهائي. على سبيل المثال، تشغيل كاميرا فيديو من خلال حاقن، والذي يتم تشغيله بعد التبديل في خزانة التوصيل المتقاطع الوسيطة.
المزيد من المصطلحات قليلا:
- PSE (معدات مصدر الطاقة) - معدات إمدادات الطاقة.
- PD (جهاز بالطاقة) - جهاز مدعوم.
هل يمكن لمزود الطاقة فهم أي جهاز عميل متصل: مع أو بدون PoE؟
إذا كنا نتحدث عن End-Span، على سبيل المثال، حول التبديل، فكل شيء ليس بسيطا، ولكنه بسيط للغاية. يقوم مصدر الطاقة، مثل المحول المزود بمنافذ PoE، بتشغيل الطاقة إلى هذا المنفذ فقط إذا كان الجهاز المتصل (مثل نقطة الوصول) يدعم PoE.
كيف يعمل؟
- أولاً، يتم إجراء فحص: ما إذا كان جهاز العميل يدعم الطاقة عبر PoE. يتم تطبيق جهد من 2,8 إلى 10 فولت، ويتم تحديد مقاومة الإدخال. في الحالة التي يمكن اعتبار النتائج التي تم الحصول عليها مرضية بالنسبة لإمدادات الطاقة عبر PoE، ينتقل جهاز إمداد الطاقة إلى المرحلة التالية.
- يحدد جهاز إمداد الطاقة الطاقة المطلوبة لتشغيل جهاز العميل، لإدارة هذه الطاقة لاحقًا. اعتمادًا على مستوى الاستهلاك، يتم تعيين فئة للأجهزة: من 0 إلى 4.
ومع ذلك، إذا كنا نتحدث عن أجهزة منتصف النطاق غير مكلفة، والتي يتم توصيلها بعد معدات الشبكة التقليدية (بدون PoE)، فكل شيء ليس وردية للغاية. في مثل هذه الحالات، عادةً ما يتم توفير مصدر طاقة ثابت مع معلمات ثابتة للخط، ولا يتم إجراء فحص "ما الجهاز الموجود على الطرف الآخر من الخط؟".
ماذا تفعل عندما تحتاج إلى توصيل الأجهزة دون دعم PoE، ولكن لا يوجد منفذ لمحول الطاقة؟
لمثل هذه الحالات يتم استخدامه السلبي PoE مع الفاصل بو.
في هذه الحالة، لا يقوم مصدر الطاقة باستقصاء الجهاز المتصل ولا يتطابق مع طاقته. يتم توفير الطاقة ببساطة من خلال الموصلات الزوجية الملتوية المجانية باستخدام جهاز تقسيم PoE.
يقوم مقسم PoE بتقسيم الإشارة التي تصل عبر الزوج الملتوي إلى بيانات وطاقة (12V-24V). وهذا يجعل من الممكن توفير الطاقة ودمج الجهاز دون دعم PoE في البنية التحتية الحالية. باستخدام طريقة الاتصال هذه، من الضروري تحديد قوة مصدر الطاقة والمستهلك بعناية.
ماذا لو كان العكس؟ هل تحتاج إلى توصيل جهاز PD (جهاز عميل PoE) بمعدات الشبكة العادية؟
لتشغيل الأجهزة العميلة باستخدام PoE، يمكنك استخدام حاقن بو، والذي تم تصميمه لتوفير طاقة إضافية لكابل الشبكة.
يحتوي حاقن PoE على موصل RJ45 عند الإدخال وموصل للاتصال بمصدر الطاقة. عند الإخراج يوجد موصل RJ45 واحد مع PoE.
يقبل حاقن PoE إشارة شبكة قياسية ويحقن الطاقة في خط اتصال الشبكة، مما يسمح لك بتوصيل جهاز PoE عند الإخراج.
الشكل 2. حاقن Zyxel PoE
ما هي متطلبات الكابل؟
للاتصال عند تشغيله عبر PoE، يتم استخدام كبل زوج مجدول من cat.5e على الأقل.
من المهم. يجب أن تكون الموصلات من النحاس، وليست مطلية بالنحاس، وأن يبلغ سمكها 0,51 مم (24 AWG) على الأقل. يجب ألا تتجاوز المقاومة في الموصلات 9,38 أوم / 100 م.
من الناحية العملية، يوصى عادةً بعدم استخدام كابلات أطول من 75 مترًا، على الرغم من أن معايير 802.3af و802.3at تدعم 100 متر. في حالة PoE السلبي، تكون التوصيات العملية أكثر تشاؤمًا - يجب ألا يتجاوز طول الكابل الفعلي للتشغيل العادي 60 مترًا.
ومع ذلك، مفاتيح خاصة، مثل إدارتها يمكنه دعم الأجهزة على مسافة 250 مترًا وبسرعة 10 ميجابايت/ثانية.
الشكل 3. رسم توضيحي لكيفية عمل النطاق الممتد.
ما هي الحماية من زيادة التيار (SPD)؟
في أي دائرة كهربائية ممتدة، هناك خطر حدوث نبضات قصيرة المدى ناجمة عن تراكم الشحنات (زيادة فرق الجهد - الجهد الزائد) يليه التفريغ. فيما يلي أسباب حدوث نبضات الجهد الزائد القصيرة.
- تتسبب ضربة البرق بالقرب من جسم ما، بما في ذلك مانعة الصواعق، في حدوث نبضات كهربائية واضطراب كهرومغناطيسي، مما يؤدي إلى إنشاء قوة دافعة مستحثة في الكابل.
- يؤدي تراكم الكهرباء الساكنة الناتج عن تأين الهواء والظواهر الخارجية الأخرى إلى ظهور نبضات جهد ثابت يمكن أن تلحق الضرر بالمعدات.
- الجهد الزائد الناتج عن تبديل وتبديل المعدات، على سبيل المثال، تبديل أسلاك التوصيل في التقاطع، وتشغيل أجهزة الطاقة الإضافية، وتشغيل وإيقاف الحمل القوي يؤدي إلى حدوث عمليات عابرة في الدوائر الكهربائية مع زيادات حادة في الجهد النبضي، والتي يمكن أن يؤدي إلى فشل المعدات.
ملحوظة. نظرًا لعدد من الأسباب: ضربة صاعقة بالقرب من جسم ما أثناء عاصفة رعدية، وكذلك تأين الهواء وتراكم كهرباء الغلاف الجوي قبل عاصفة رعدية، يُطلق على هذا النوع من الحماية أحيانًا اسم "الحماية من الصواعق". لا ينبغي الخلط بين هذا المصطلح ومصطلح "الحماية من الصواعق" - أي الحماية من ضربة البرق المباشرة.
ولمنع مثل هذه التهديدات، يتم استخدام أجهزة حماية الجهد الزائد (SPDs). هناك خياران للحماية (SPDs): شراء الأجهزة الخارجية وتثبيتها وبناء الحماية في أجهزة PoE.
وأخيرا الجواب على السؤال: أي الأجهزة تختار؟
اختيار مصدر الطاقة
عند الحديث عن اختيار جهاز مصدر لطاقة PoE، فإنهم يقصدون المدى النهائي، وعادةً ما يكون هذا مفتاحًا. يعد المفتاح هو الخيار الأكثر استخدامًا، حيث يتم استخدامه في الاتصالات الهاتفية عبر بروتوكول الإنترنت والمراقبة بالفيديو وعند تعليق نقاط الوصول وعند تثبيت جميع أنواع أجهزة استشعار نظام الأمان ووحدات تحكم ACS وما إلى ذلك.
من المهم مراعاة عدة عوامل:
- متوافق من الأعلى إلى الأسفل. أي أنه يمكن استخدام جهاز أكثر حداثة يدعم أحدث معايير IEEE 802.3bt لتوصيل الأجهزة القديمة وتشغيلها. ولكن على العكس من ذلك - لا.
- البعد عن PD (الأجهزة التي تعمل بالطاقة). بالإضافة إلى طول "هنا والآن"، فإن الأمر يستحق التفكير في المستقبل. على سبيل المثال، إذا كانت منطقة المستودع تتوسع، أو تم التخطيط لنقل المكتب. من الأفضل الاحتفاظ ببعض الخصائص الاحتياطية "للمستقبل".
- إدارة الجهاز. بالإضافة إلى "الدخول إلى" المفتاح وإيقاف تشغيل الطاقة وتشغيلها يدويًا، هناك خيارات تحكم أخرى، على سبيل المثال، لكاميرات الفيديو.
- الحماية ضد ارتفاع الفولتية (SPD) والعوامل الضارة الأخرى.
يحتوي Zyxel على مفاتيح تلبي جميع المتطلبات المذكورة أعلاه. هذه نماذج من سلسلة GS1350 الجديدة. نحن بالفعل تم وضع هذه السلسلة في الأصل على أنها ومع ذلك، يمكن استخدامها في تطبيقات أخرى دون مشاكل، مثل تشغيل الهواتف ونقاط الوصول وأجهزة PoE الأخرى.
الشكل 4. GS1350-26HP محول PoE مُدار مخصص.
سلسلة المفاتيح غير المُدارة هي أيضا خيار جيد. يمكن رؤية مجموعة مختارة من المفاتيح المتخصصة من Zyxel في الشكل 5.
الشكل 5. محفظة Zyxel لمحولات PoE المُدارة وغير المُدارة.
اختيار جهاز المستهلك
عادة، عند اختيار الأجهزة النهائية، يسترشدون بخصائص المستهلك الخاصة بهم، على سبيل المثال، جودة الصورة عند اختيار كاميرا فيديو، ودعم معايير Wi-Fi عند اختيار نقاط الوصول، وما إلى ذلك.
ومع ذلك، فإن إمدادات الطاقة تترك بصماتها أيضًا. ومن المنطقي النظر في العوامل التالية:
- فعالية تكلفة الجهاز.
- قدرات الإدارة.
- السعر والجودة.
المهم! على الرغم من التوافق المعلن من أعلى إلى أسفل، يجب ألا تعتمد على هذه الفرصة بنسبة 100%. في المشروع الجيد، يجب أن يدعم مزود الطاقة والمستهلكون معيارًا واحدًا، ويفضل أن يكون المعيار الأحدث، وأن يكون متوافقًا تمامًا، ويتم شراؤه مع توقع استخدام تقنيات جديدة، على سبيل المثال، Wi-Fi 6. إعادة تشغيل جزء كامل من البنية التحتية، إن ما يسمى بفخر "التحديث" يكون في أغلب الأحيان أكثر تكلفة من بعض التكاليف الإضافية في مرحلة التنفيذ.
وصلات مفيدة
نقاط اتصال واي فاي 6: ,
и
سلسلة المفاتيح المُدارة الخاصة ولا يمكن السيطرة عليها على موقع زيكسل
المصدر: www.habr.com