فناوری توان الکتریکی بر بستر اترنت یا Poe (Power Over Eternet) مکانیزم استانداردIEEE 802.3af است که وظیفه ارسال برق بر روی کابل شبکه CAT5 و CAT6 را بر عهده دارد. این استاندارد اجازه می‌دهد تا کابل های اترنت به طور همزمان داده‌ها و برق را با استفاده از یک کابل واحد انتقال دهند. این یکپارچه سازی چنین امکانی را فراهم کرده تا دستگاه‌هایی که دارای این قابلیت هستند را در مکان هایی که دسترسی به برق وجود ندارد نصب کنند.
نگاهی بر نسل های پی او ای POE
دستگاه هایی که از نسل اول پی او ای پشتیبانی میکنند و دارای استاندارد IEEE 802.3afهستند می‌توانند تا توان الکتریکی ۱۵٫۴ وات را در بستر کابل شبکه تولید کنند. این نسبت در سال ۲۰۰۳ معرفی شد و در حال حاضر در دستگاه های بسیاری از جمله برخی سوییچ های شبکه، اکسس پوینت های وایرلس، تلفن های VoIP، سنسورها، دوربین های مداربسته ساده و غیر متحرک و … مورد استفاده قرار می گیرند.
+PoE
نسل دوم پی او ای به نام PoE Plus با استاندارد IEEE 802.3at شناخته می شود. دستگاه های دارای قابلیت پی او ای پلاس می توانند تا ۳۰ وات توان الکتریکی تولید کنند که تقریبا دو برابر نسل قبلی خود است. از این تکنولوژی در طیف بیشتری از دستگاه ها از جمله اکسس پوینت های پر مصرف، سنسورهای بیومتریک، نمایشگرهای LCD و دوربین های مداربسته پیشرفته تر قابل استفاده است. این فرایند نه تنها با نسل قبلی خود سازگاری داشته و از آن پشتیبانی می کند بلکه دستگاه دارای این فناوری به اندازه نیاز خود از انرژی الکتریکی استفاده می کند. بنابراین مشکل اضافه ولتاژ در آنها به وجود نخواهد آمد.
++POE یا UPOE
نسل سوم پی او ای یا اصطلاحا RP PoE توسط استاندارد IEEE به نام ۸۰۲٫۳bt شناخته می شود و می تواند تا توان ۶۰ واتی (۲ برابر نسل قبل) را نیز تولید کند. ++PoE به اندازه ای توان الکتریکی تولید می کند که بتواند یک سیستم ویدیو کنفرانس را راه اندازی کند.
High-Power PoE
جدیدترین نسل پی او ای که در سال ۲۰۱۸ معرفی شده است به نامHigh-Power PoE یا PoE توان-بالا شناخته می‌شود. نسل چهارم دارای همان استاندارد۸۰۲٫۳bt می باشد که بهبود زیادی یافته و می تواند تا توان الکتریکی ۱۰۰ وات را تأمین کند. این نسل به منظور تأمین نیازهای تجهیزات پیشرفته شبکه و بازار رو به رشد اینترنت اشیا توسعه داده شده است. با این تکنولوژی می توان برق یک تلوزیون و یا لپ تاپ را از طریق یک کابل شبکه تأمین کرد که پیشرفتی عظیم و حتی انقلابی محسوب می شود. همچنین دستگاه های PD دارای تکنولوژی پی او ای نسل های قبل نیز می توانند به اندازه نیاز خود از این توان استفاده کنند. برای استفاده بهینه از این تکنولوژی باید از کابل های شبکه Cat6A به بعد استفاده شود، در این صورت دستگاه های PD بیشترین توان را دریافت خواهند کرد
نمونه دستگاه هایی که از فناوری Poe استفاده میکنند
تلفن های VoIP : با استفاده از این فناوری تلفن ها تنها یک اتصال به پریزهای شبکه نیاز دارند و به راحتی میتوان آنها را از راه دور خاموش و روشن کرد. خیلی از گوشی های تلفنی که تحت شبکه کار می کنند نیاز به انرژی برق دارند. اصولا این گوشی ها دارای کابل برق یا آداپتور نیستند و مستقیم به پریز برق وصل نمی شوند. این گوشی ها که اصولا ۶ یا ۱۲ ولت هستند انرژی برق خود را از طریق کابل های شبکه مخصوص خود تامین می کنند.
دوربین های تحت شبکه: قابلیت پی او ای در دوربین های مدار بسته و امنیتی نیز استفاده گسترده ای دارد که مزیت نصب سریع و جابجایی آسان را در پی دارد. البته برق این دوربین های مداربسته الزاما از این روش تامین نمی شود و این قابلیت را به عنوان یک امتیاز نسبت به دوربین های هم رده ی خود دارا هستند. برای تغذیه این نوع از دوربین های مداربسته به شرطی که هر کدام از دوربین ها یک کابل مستقل داشته باشند میتوان از NVR POE استفاده کرد، در غیر این صورت سوییچ های پی او ای متعددی برای این کار تدارک دیده شده است.
تجهیزات وایرلس: تجهیزات وایرلس مانند اکسس پوینت، رادیو وایرلس و RFID که با پریزها و خروجی های برق فاصله دارند به راحتی می توانند از پی او ای استفاده کنند. به طور مثال ممکن است رادیو وایرلسی داشته باشید که تنها از طریق پی او ای برق خود را تامین کند. خرید یک سوئیچ پی او ای برای این رادیو، چندان منطقی به نظر نمیآید. در این شرایط میتوانید از دستگاهی به نام PoE Injector یا Coupler استفاده کنید
سوئیچ های شبکه: سوئیچ ها نقشی اساسی در شبکه های بزرگ دارند و تعداد زیادی از تجهیزات به آن متصل می شوند. در صورت استفاده از پی او ای هیچ کدام از این تجهیزات نیاز به آداپتور برق نخواهند داشت. زمانی که پورتی را به سوئیچ پی او ای متصل میکنید، سوئیچ ولتاژ بسیار ضعیفی (حدود ۲٫۸ ولت DC) را بر روی کابل شبکه ارسال می‌کند و پس از آن، مقاوت کابل را اندازه میگیرد. در صورتی که مقاوت کابل ۲۵۰۰۰ اهم باشد، متوجه می‌شود که دستگاه متصل شده، نیاز به دریافت جریان برق داشته و ۱۵ وات جریان DC را بر روی کابل شبکه ارسال می‌کند. همانطور که می دانید شبکه ۱۰۰Mbps تنها از دو زوج (چهار رشته) کابل CAT5 استفاده می‌کند و دو زوج دیگر، بلااستفاده هستند. سوئیچ پی او ای از دو زوجی که دیتا را عبور نمیدهند برای ارسال برق به سمت دستگاه استفاده میکنند. بنابراین رشته های چهار، پنج، هفت و هشت وظیفه انتقال جریان برق پی او ای را دارند. اما در شبکه گیگابیتی از هر هشت رشته کابل CAT6 برای ارسال دیتا استفاده می‌شود. با این همه جریان برق پی او ای نیز همچنان بر روی رشتههای چهارم، پنجم، هفتم و هشتم منتقل می‌شود.
اجازه دهید برای درک بهتر این فناوری نگاه دقیق تری به آن بیندازیم
تجهیزات تأمین برق یا پی اِس ای (PSE) به دستگاه‌هایی که مسئول تأمین انرژی دستگاه‌های متصل شده مانند سوئیچ‌ها، هاب ها و اینژکتورها هستند گفته می شود. پی دی ها انرژی را از پی اِس ای ها دریافت میکنند. به‌عنوان نمونه میتوان به دوربین‌های تحت شبکه یا اکسس پوینت‌های بی‌سیم (WAP) اشاره کرد.
در تکنولوژی پی او ای ولتاژ مستقیم ۴۴ تا ۵۷ ولت به کابل شبکه اعمال می شود که البته معمولاٌ ۴۸ ولت است. این ولتاژ باعث انتقال بهینه توان الکتریکی می شود و در عین حال ولتاژ ایمنی برای انسان محسوب می شود .با این وجود این ولتاژ می تواند به دستگاه های غیر پی او ای آسیب برساند. به همین دلیل دستگاه پی اِس ای قبل از این که توان الکتریکی را ارسال کنند باید بفهمد که آیا دستگاه از قابلیت پی او ای برخوردار است یا خیر. برای این منظور روندی به نام Signature detection باید صورت پذیرد. در این روند ابتدا پی اِس ای یک ولتاژ پایین برای پی دی می فرستد و اگر این دستگاه پی او ای بود، دستگاه پی اِس ای با دریافت یک سیگنال از پی دی آن را تشخیص می دهد و سپس ولتاژ های بالاتر را اعمال می کند. در سیگنالی که پی دی می فرستد داده هایی شامل کلاس مصرفی پی دی نیز وجود دارد، به این ترتیب پی اِس ای تنها به میزان نیاز آن توان الکتریکی را تحویل می دهد. ۵ کلاس یا دسته برای توان مصرفی پی دی وجود دارد. کلاس ۱، ۲، ۳ و ۴ به ترتیب توان مصرفی ۴، ۷، ۱۵٫۴ و ۳۰ وات را نشان می دهند و اگر سیگنالی دریافت نشود، کلاس ۰ در نظر گرفته می شود و حداکثر ۱۲٫۹۵ وات اعمال می گردد. پس از اعمال مقدار مناسب توان به دستگاه پی دی ، دستگاه پی اِس ای شرایط را به طور لحظه ای بررسی می کند و اگر پی دی توان بیشتری دریافت کرد یا دچار اضافه ولتاژ شد، سریعاً جریان برق را قطع می کند. این کار هم از دستگاه گیرنده (PD) و هم از دستگاه تولید کننده توان (PSE) محافظت خواهد کرد. همچنین اگر اتصال کابل شبکه به گیرنده قطع شد، پی اِس ای نیز انتقال توان را قطع می کند.
فرق بین Active POE و Passive POE
در بعضی موارد پیاده سازی پی او ای برمبنای استانداردهایی صورت می گیرد که ناسازگاری کمی دارند، اما نتیجه این خواهد بود که با ظرفیت و توان کمتری کار می کنند و عملا کارآمدی آنها کاهش می یابد. استاندارد۸۰۲٫۳ af/at از فرمتی Passive (غیر فعال) استفاده می کند که طی آن انرژی الکتریکی از طریق دو زوج سیم آزاد (بدون استفاده) در کابل شبکه منتقل می شود. اما در حالت اکتیو (فعال) می تواند در زوج سیمهای انتقال داده، انتقال انرژی الکتریکی را همزمان با انتقال داده ها با توان بیشتری انجام دهد. به منظور دیگر در تجهیزاتی که از استاندارد ۸۰۲٫۳af پشتیبانی می کنند ولتاژ و جریان مورد نیاز دستگاه های متصل به سوئیچ بر اساس یک فرآیند مذاکره یا negociation تعیین می شود و دارای کلاس بندی خاصی است و در هر کلاس توان خاصی از ولتاژ برای دستگاه ارسال می شود اما در تجهیزات passive poe برق با یک ولتاژ و جریان ثابت و همیشگی به سمت مصرف کننده فرستاده می شود.
مزایای استفاده از POE
هزینه مقرونبهصرفه: پی او ای هزینه‌های استخدام نیروی کار برای اجرای کابل‌کشی را از بین می‌برد.
راه‌اندازی سریع: برای راه‌اندازی کافی است کابل شبکه را به دستگاهی که از این استاندارد پشتیبانی می‌کند وصل کنید.
انعطافپذیری: ادمین های شبکه می‌توانند دستگاه‌های مجهز را تقریباً در هر مکانی نصب کنند. میتوان برای نصب دستگاه‌ها در فضای باز از کابل‌های شبکه شیلد دار استفاده کرد. همچنین میتوان از دستگاه‌هایی با استانداردهای صنعتی در محیط‌های صنعتی استفاده کرد.
امنیت: ازآنجایی‌که پی او ای از ولتاژ نسبتاً کم استفاده می‌کند، خطرات حوادث الکتریکی کاهش می‌یابد.
قابلیت اعتماد: دستگاه‌های پی او ای تحت استاندارد سخت‌گیرانه IEEE 802.3 تولید می‌شوند.
مقیاسپذیری: استفاده از پی او ای موجب می‌شود که به‌راحتی بتوانید تجهیزات جدیدی را به شبکه اضافه کنید.
