POE چیست؟

POE ( Power Over Ethernet) فن‌آوری است که تغذیه را برای زیرساخت‌های شبکه استاندارد Lan فراهم می‌آورد.

درواقع برق مصرفی موردنیاز دستگاه‌های متصل به شبکه مانند تلفن‌های IP، نقاط دسترسی بی‌سیم (AP)، دوربین‌های امنیتی و سایر دستگاه‌های موجود در شبکه با استفاده از همان کابل شبکه LAN تأمین می‌گردد.

در این تکنولوژی نیاز به وجود پریز برق در مکان دوربین برطرف شده لذا عملیات نصب بسیار ساده می‌شود. همچنین با استفاده از UPS (uninterruptible power supplies) ، کاربری این دستگاه‌ها برای مدت‌زمان 24 ساعت در یک روز یا 7 روز یک هفته پایدار می‌شود.

چگونه مشکل تلفن‌های IP با فن‌آوری POEبرطرف شد؟

اولین تقاضا برای ایجاد POE، هنگام توسعه پروتکل انتقال صدا روی اینترنت (VOIP) به وجود آمد. در ابتدا سیسکو و سایر تولیدکنندگان تلفن‌های IP، محصولا‌ت خود را همراه با اینترفیس‌های اختصاصی خود عرضه می‌کردند. اما هنگامی‌که مؤسسه مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) استاندارد 802.3af را در ژوئن 2003 به تصویب رساند، تولیدکنندگان بزرگ تلفن‌های IP به طرفداری از این استاندارد اقدام کردند.

POE مشکل بزرگ تلفن‌های IP را حل کرد و استفاده از آن‌ها را مانند تلفن‌های معمولی، آسان و مفید نمود. ازآنجایی‌که فناوری POE امکان انتقال نیرو برای تلفن‌های IP را روی کابل‌های زوج به هم تابیده (cat3, 5e,6) امکان‌پذیر نموده است، آزادی عملی برای قراردادن این تلفن‌ها در هر مکان، بدون نیاز به منبع نیروی خارجی و وجود پریز برق، به وجود آورده است.

اکنون دیگر تلفن‌های IP به‌صورت گسترده استفاده می‌شوند. اکنون IEEE درحال‌توسعه استاندارد af8028.3 برای هماهنگ کردن تعداد بی‌شماری دستگاه دیگر و ایجاد قابلیت استفاده از نیروی الکتریکی روی کابل است. فناوری POE به دلیل عدم نیاز دستگاه‌ها به نیروی خارجی مانند دوربین‌های امنیتی IP که در راهروها و پارکینگ‌ها نصب‌شده‌اند، کارت‌خوان‌های مغناطیسی، Access Pointهای بی‌سیم در سقف‌ها، سیستم‌های هشدار و سیستم‌های تشخیص امواج رادیویی آزادی نصب آن‌ها را در هر مکانی آسان نموده است. POE امکان استفاده از باتری پشتیبان را برای دستگاه‌هایی که نقش مهمی در امنیت و کنترل دسترسی در ساختمان دارند، فراهم می‌کند. زیرا با POE، تمام این دستگاه‌ها UPS متصل می‌شوند و هنگام قطع برق همچنان به کار خود ادامه می‌دهند.

 لطفاً مقاله "تفاوت استاندارد های مختلف PoE؛ بهترین انتخاب کدام است؟" را مطالعه بفرمایید.

استاندارد IEEE 802.3af

تحت استاندارد کنونی af802.3،POE جریان متعادلی را به دو جفت از چهار جفت کابل انتقالِ داده وارد می‌کند. یعنی سوییچ POE جریان را به جفت‌هایی که داده‌ها را انتقال می‌دهند، وارد می‌نماید. (پین‌های 2-1 و 6-3)بالا‌ترین کلا‌س توانی که تحت استاندارد کنونی در دسترس است (Powerclass3 و 15.4Powerclass0 وات را فراهم می‌کند، که از کمینه ولتاژ (44 ولت) ضرب‌در کمینه جریان (350 میلی‌آمپر) به دست می‌آید. به دلیل آن‌که طول هر قطعه کابل به حدود صد متر می‌رسد، توان تا حدود 95/12وات کاهش می‌یابد. تاکنون البته این مقدار توان مشکل خاصی را به وجود نیاورده است. اغلب تلفن‌های VoIP که به‌عنوان اولین مصرف‌کننده POE شناخته می‌شوند، فقط نیروی هشت وات یا کمتر را در حالت انتظار به خود اختصاص می‌دهند. اما به‌هرحال دستگاه‌های جدید نیاز به انرژی بیشتری دارند و این مسئله از اساسی‌ترین موضوعات بحث در مورد فناوری POE است.

POE Plus چیست؟

به‌تازگی IEEE گروهی را برای مطالعه روی فناوری POE plus تشکیل داده است. این مطالعه در مورد قدم‌های بعدی در توسعه استاندارد 802.3af صورت می‌گیرد. این گروه چهارده مورد را تعیین کرده‌اند که چند مورد آن عبارت‌اند از:

- بهبود استاندارد 802.3af در قالب کنونی آن و فراهم کردن سازگاری با دستگاه‌های قدیمی و جدیدتر.

- بی‌نیاز از معرفی امکانات امنیتی جدید برای سیستم‌های قدیمی بر اساس ISO/IEC60950 این بدان معنی است که POE plus موجب اختلا‌ل در کارکرد دستگاه‌های موجود نمی‌شود و با آن‌ها کار می‌کند.

- ممکن است POE plus مدل‌های عملکرد خاصی را برای سازگاری با تجهیزات موجود و همچنین ابزارهای جدید داشته باشد. هنگامی‌که استاندارد اصلی درحال‌توسعه بود، شامل کلا‌س توان چهار می‌شد که مخصوصاً برای ورود یک استاندارد بهبودیافته‌تر و جدیدتر ذخیره‌شده بود.

- POE Plusامکان فراهم کردن "بیشینه توان الکتریکی ممکن" روی کابل‌های LAN موجود را دارد.

بیشینه توان الکتریکی ممکن چیست؟

تاکنون گروه مطالعه POE plus در مورد مفهوم "بیشینه توان الکتریکی ممکن" به هیچ نتیجه دقیقی نرسیده‌اند. به‌وضوح محدودیت‌ دمای سطح برای کابل‌های (cat5, 5e,6) وجود دارد. ولی نکته قابل‌توجه در این بحث آن است که محدودیت دمایی که برای پشتیبانی از POE plus باید وجود داشته باشد، چیست؟ این دما باید شصت یا هفتاد درجه سانتی‌گراد باشد یا حتی فراتر از آن، که تاکنون هیچ تصمیمی در این مورد گرفته نشده است.

موضوع دیگر بحث بیشینه دمای واقعی برای محیطی است که POE Plus در آن فعالیت می‌کند. به دلیل آن‌که دما در سطح کابل پراکنده می‌شود، اگر دما با بیشینه دمای روی کابل یکسان شوند، ممکن است جریان به صفر برسد. به همین دلا‌یل برای این استاندارد نیاز به اتاق‌هایی با سقف‌های بلند است.

سوال بعدی این است که: بدترین شرایط افزایش دما برای کابل‌های میانی چیست؟ چه نوع استانداردی برای توانایی عبور جریان کابل‌ها در زیر ساختار شبکه‌های فعلی به کار بسته می‌شود؟

این نوع سوال‌ها سخت هستند. هنگامی‌که رابط‌های سیستم (کانکتورهای هشت پین و 445 RJ ) برای قابلیت عبور جریان و دما موردمطالعه قرار می‌گیرند، مفاهیم جدیدی در مورد بیشینه جریان قابل‌عبور از کابل می‌رسیم. البته هنوز گروه مطالعه POE Plus به هیچ نتیجه دقیقی در مورد سطح دما در محفظه عبور کابل نرسیده‌اند.

پشتیبانی از دستگاه‌های قدیمی و جدید

به دلیل این‌که گروه مطالعه POE Plus، گیگابیت اترنت و فراتر از آن را مدنظر دارند، نیاز به استاندارد جدیدی برای سازگاری پیشرو است. ولی گروه، نیاز به سازگاری دستگاه‌های قدیمی با تجهیزات جدید و امکان توان دادن به تجهیزات موجود را هم می‌خواهد.

سازگاری با تجهیزات قدیمی نیازمند آن است که بالا‌ترین ولتاژ روی 56 یا 57 ولت محدود شود تا به تجهیزات آسیبی نرسد. ازآنجایی که تجهیزات برای پشتیبانی از 1000/100/10 مگابیت ‌برثانیه طراحی شده‌اند، باید از هر چهار زوج موجود برای انتقال داده‌ها استفاده نمایند یا خیر. در اینجا مسئله‌ای پیش می‌آید که آیا باید از هر چهار زوج برای عبور جریان استفاده نمود. اغلب افراد گروه مطالعه از این نظر حمایت می‌کنند. بااین‌حال اگر مسئله این باشد، تمام سیم‌های یک لینک اترنت به تولید گرما می‌پردازند. در اینجا بازهم به موضوع محدودیت دما می‌رسیم. مسئله این است که این قبیل محدودیت‌ها تا چه حد قابل‌تشخیص هستند.

گیگابیت اترنت نیاز به تعادل دقیقی برای ارسال / دریافت سیگنال اترنت دارد. این بدان معناست که مشکل جدیدی پیش می‌آید و آن برقراری تعادل جریان در هر زوج است که باید دقیق‌تر از استانداردهای پیشین باشد.

از گیگابایت به ده گیگابایت

هدف دیگر گروه مطالعه آن است که استاندارد POE plus 802.3af هیچ‌گونه مانع و تناقضی با اترنت10Gig نداشته باشد. پیامد این مطالعه منجر به بحث "بیشینه توان ممکن" می‌گردد. هدف گروه مطالعه کننده آن است که حدود توان را در حدود سی‌وات برای هر پورت تنظیم کنند. اعضا حتی روی بالا‌ بردن توان تا صد وات نیز به بحث پرداخته‌اند. غیرقابل اجرا بودن بحث آخر برای همه اعضا ثابت‌شده است. تصمیم کلی در محدوده سی تا پنجاه وات برای هر پورت گرفته‌شده است که منجر به تولید دستگاه‌های جدید درزمینهٔ POE plus می‌گردد. برای مثال حتی یک لپ‌تاپ متوسط نیز می‌تواند در این محدوده توان، عملکرد خوبی داشته باشد.

معمای اصلی در بحث <حداکثر دمای ممکن> این است که کابل‌ها چه مقدار جریان و دمایی را می‌توانند تحمل کنند و چه استانداردی برای اندازه‌گیری و مدل بندی این پارامتر باید ایجاد شود؟ بدیهی است که انتقال توان از طریق اترنت در نسل بعدی شبکه‌ها امکان‌پذیر خواهد شد. هدف در ارائه استاندارد IEEE POE Plus 802.3af، اطمینان از ساختار ایمن و قابل‌اعتماد شبکه‌سازی در ساختمان‌هایی است که از این قابلیت استفاده خواهند کرد.

دستگاه‌های 10.100.1000BaseT برای کار با کابل‌های زوج به هم تابیده طراحی‌شده‌اند که از کابل، سخت‌افزار متصل‌کننده و یک توپولوژی پیشنهادی شبیه ANSI/TIA/EIA/568B.1 تشکیل‌شده است.

تأمین‌کننده توان واسطه (PSE) اجازه تأمین نیرو از خارج به داخل شبکه اترنت را می‌دهد. بنابراین داده و توان را به‌صورت هم‌زمان روی کابل زوج به هم تابیده برای کارایی هر پورت فراهم می‌کند.