poe چیست و چرا به آن نیاز دارید؟

Power over Ethernet (PoE) یکی از فناوری‌های جدید شبکه‌های محلی، اترنت سیمی (LAN) است که جریان الکتریکی لازم برای کارکرد هر دستگاه را قادر می‌سازد تا به جای سیم‌های برق و سیم‌کشی استاندارد، توسط کابل‌های داده اترنت منتقل شود. علاوه بر خانه‌ها، در محل‌های تجاری نیز قابل استفاده است. در این فناوری جدید که برای شبکه‌های اتصال طراحی شده است، از کابل‌های اترنت ارزان‌تر استفاده می‌شود که بتوان نیرو و داده را همزمان انتقال داد. تا انتهای این مقاله همراه ما باشید تا با نحوه کارکرد فناوری PoE، مزایا، انواع آن و .... بیشتر آشنا شوید.

ویژگی‌های فناوری POE

 در این تکنولوژی جدید از سیم‌کشی الکتریکی، که فقط توانایی تأمین برق را دارد استفاده نمی‌شود. (Power over Ethernet) از آن جایی که علاوه بر نیرو، داده هم از طریق کابل اترنت منتقل می‌شود، سیم کشی کمتری لازم است و سیم کشی برق می‌تواند دست نخورده باقی بماند. استاندارد (PoE)  در سال 2003 برای پشتیبانی از دستگاه‌هایی مانند نقاط دسترسی بی‌سیم (AP)  ایجاد شد و تا قبل از آن، فروشندگان تجهیزات شبکه‌ای از اشکال مختلف (PoE)  به طور اختصاصی برای ارائهٔ قابلیت‌های (PoE) استفاده می‌کردند.

برخی از این دستگاه‌های اختصاصی PoE همچنان مورد استفاده قرار می‌گیرند. نصب‌کننده‌های PoE باید محل قرارگیری این دستگاه‌های قدیمی‌تر و اختصاصی را تعیین کنند، زیرا ممکن است نصب این نوع کابل شبکه‌ای در بعضی نقاط مشکل ساز باشد. دستگاه‌های استاندارد PoE امروزی، نصب (AP) را به ویژه روی سقف‌ها که مناطق سختی برای سیم کشی برق هستند آسان‌تر و انعطاف‌پذیرتر می‌کنند.

به جای استفاده از آداپتور یا پریز برای تغذیهٔ دستگاه‌ها، دستگاه‌های PoE می‌توانند جریان الکتریکی را مستقیماً از یک کابل اترنت که به یک (LAN)  متصل است، دریافت کنند. PoE تا 15.4 وات برق (DC) را در هر پورت فراهم می‌کند. لازم به ذکر است که دانستن نیازهای برق دستگاه‌های برقی (PD)، به ویژه هنگام استفاده از سوئیچ‌های PoE مهم است. در صورتی که کل برق مورد نیاز سوئیچ زیاد باشد، مشکلات عملکردی نیز ممکن است رخ دهد.

برق از طریق اترنت چگونه کار می‌کند؟

کابل‌های اترنت علاوه بر داده‌ها می‌توانند جریان الکتریکی را نیز منتقل کنند که همزمان با استفاده از سیم‌های جداگانه ارسال می‌شوند. بنابراین دستگاه‌های دارای PoE می‌توانند علاوه بر انرژی، داده را نیز از یک کابل اترنت دریافت کنند. دستگاه‌هایی که PoE ندارند فقط داده‌ها را از کابل اترنت دریافت می‌کنند. یک انژکتور اترنت، الکتریسیته را از یک سوئیچ در شبکهٔ (LAN) به داخل کابل منتقل می‌کند که در انتهای دیگر دستگاه قرار گرفته شده و به سمت منبع تغذیه دستگاه هدایت می‌شود.

هنگامی که یک دستگاه PoE از طریق کابل اترنت به شبکه (LAN)  متصل می‌شود، اتصال برق به طور خودکار توسط سوئیچ شناسایی می‌شود. پس از اتصال کابل اترنت به (LAN)  اگر PoE شناسایی شود، برق منتقل می‌شود. لازم به ذکر است که هر کابل اترنت با PoE کار می‌کند. به عبارت دیگر، هر کابل اترنتی که در حال حاضر دارید می‌تواند از PoE پشتیبانی کند. به توصیهٔ ما بهتر است از کابل ردهٔ (Cat 5e) یا ردهٔ (Cat 6) استفاده کنید.

اتصال برق از طریق کابل اترنت

اتصال برق از طریق اترنت PoE، فناوری‌ ای است که به کابل‌های شبکه امکان می‌دهد برق را بهتر منتقل کنند. به عنوان مثال، یک دوربین دیجیتال امنیتی معمولاً هنگام نصب نیاز به دو اتصال دارد:

۱. اتصال شبکه

 اتصال شبکه برای اینکه بتوانید با تجهیزات ضبط و نمایش ویدیو ارتباط برقرار کنید.

۲. اتصال برق

 اتصال برق برای رساندن نیروی الکتریکی مورد نیاز دوربین برای کار کردن، اما اگر دوربین دارای PoE باشد، فقط باید اتصال شبکه برقرار شود، زیرا دوربین برق خود را نیز از این کابل دریافت می‌کند.

چه دستگاه هایی با PoE سازگار هستند؟

اتصالات استاندارد (Power over Ethernet) توان کافی برای پشتیبانی از دستگاه‌هایی مانند رایانه، تلویزیون‌های هوشمند، سیستم‌های بازی و غیره را فراهم نمی‌کند. PoE  برای دستگاه‌های (IP) کوچک‌تر مانند تلفن‌های (VoIP) یا دوربین‌های امنیتی ایده‌آل است. بی‌سیم، وای‌فای و بلوتوث (AP) و خواننده‌های (RFID) معمولاً با PoE سازگار هستند. محبوب‌ترین دستگاه‌های PoE عبارت‌اند از تلفن‌های (VoIP)، دوربین‌های (IP) و نقاط دسترسی بی سیم (WAP). دستگاه‌های دیگری که از PoE استفاده می‌کنند عبارت‌اند از:

• رسیورهای (IPTV)
• روترهای شبکه
• اینترکام شبکه
• ساعت دیواری در اتاق‌ها و راهروها
• رادیوهای نصب شده
• روشنایی (LED)

مقاله روتر چیست؟ را از دست ندهید.

مزایای PoE چیست؟

PoE مزایای اقتصادی و کارایی زیادی برای مشاغل با هر اندازه‌ای دارد.

1. تجهیزات کمتر با PoE

شما با استفاده از PoE برای تأمین برق همهٔ دستگاه‌های خود به کابل‌های برق و پریزهای برق کمتری نیاز دارید که این مسئله باعث صرفه جویی در هزینهٔ سیم کشی (AC)، پریزها و هزینهٔ برق می‌شود.

2. آزادی لجستیک

با استفاده از PoE نگرانی‌های شما در مورد نزدیکی دستگاه‌های خود به پریزهای برق کاهش می‌یابد زیرا کابل‌های اترنت دارای طول زیادی هستند تا دستگاه‌ها در مکان‌های صعب العبور قرار بگیرند. علاوه بر این، هنگامی که از PoE استفاده می‌کنید، اقدامات احتیاطی داخلی تجهیزات شبکه‌ای که با PoE طراحی شده‌اند برای محافظت از دستگاه‌ها و زیرساخت‌های (IP) در سطح بالایی قرار دارند. به کار گیری این دستگاه شبکه‌ای، مانع بارگذاری بیش از حد، کمبود انرژی و تنظیمات اشتباه می‌شود.

۳. توان بالا

با به کار گرفتن PoE، توان ورودی دستگاه‌ها از یک منبع قابل اعتماد منشأ می‌گیرد و یکنواختی توان بین دستگاه‌ها تضمینی است. علاوه بر این، با استفاده از کابل اترنت، تنظیم مجدد دستگا‌ها و غیرفعال کردن دستگاه‌ها آسان‌تر است.

۴. مقیاس بندی خوب

سهولت افزودن و تأمین انرژی دستگاه‌های PoE و تجهیزات شبکه، گسترش شبکه را برای شما آسان‌تر می‌کند. چه در حال راه‌اندازی یک سیستم تلفن باشید یا سیم‌کشی یک مجموعه دوربین امنیتی، (Power over Ethernet) می‌تواند در وقت و هزینۀ کسب‌وکار شما صرفه‌جویی کند. PoE همچنین انعطاف پذیری را به شبکهٔ (IP) کسب و کار شما اضافه می‌کند و زمان نصب دستگاه‌های مورد نظر شما را در مکان‌های مختلف کاهش می‌دهد.

۵. انعطاف ‌پذیری

با استفاده از PoE بدون نیاز به اتصال به پریز برق، دستگاه‌هایی مانند دوربین‌های (IP) و نقاط دسترسی بی‌سیم را می‌توان در هر جایی که بیشتر مورد نیاز است قرار داد و در صورت لزوم به راحتی مکان نصب آن‌ها را پس از مدتی تغییر داد.

۶. قابلیت اطمینان

قدرت PoE به جای مجموعه‌ای از آداپتورهای دیواری توزیع شده و از یک منبع مرکزی و سازگار جهانی می‌آید. بنابراین می‌توان آن را با یک منبع تغذیه اضطراری پشتیبان‌گیری کرد یا برای غیرفعال کردن یا بازنشانی دستگاه‌ها به کار برد.

۷. تعمیر و مدیریت ساده تر

در استفاده از PoE  با کاهش میزان کابل کشی، میزان تعمیر و نگهداری از دستگاه‌ها به طور چشم گیری کاهش می‌یابد و می‌توان دستگاه مورد نظر را از طریق یک پروتکل مدیریت شبکهٔ ساده مدیریت کرد که این مزیت عمده سیستم‌های مجهز به کابل اترنت است. با به کار گیری سیستم‌های امنیتی ویدیویی مبتنی بر PoE  نیاز به هیچ دستگاه (DVR)  نیست و تنها چیزهایی که باید نگهداری کنید دوربین‌ها، کابل‌کشی و سوئیچ‌های PoE است.

۸. هزینه نصب کمتر

از آن جایی که سیستم‌های PoE تنها به یک کابل برای تأمین برق و اینترنت نیاز دارند و هر کسی می‌تواند آن را نصب کند، هزینهٔ نصب آن بسیار پایین‌تر از گزینه‌های سنتی است. در حالی که با به کار گیری یک سیستم سنتی‌تر، شما باید یک برق کار خبره را برای نصب کابل‌های برق جداگانه استخدام کنید و این موضوع می‌تواند هزینه‌های شما را افزایش دهد.

۹. قدرت بهتر

شما هنگام استفاده از PoE به جای استفاده از آداپتورهای دیواری مختلف، یک منبع انرژی منسجم و مرکزی دارید. همچنین می‌توانید یک منبع برق اضطراری (UPS)  برای سوئیچ PoE خود ایجاد کنید تا اطمینان حاصل کنید که دوربین‌ها حتی زمانی که برق قطع می‌شود به کار خود ادامه می‌دهند یا خیر.

لازم به ذکر است در مقایسه با دوربین‌هایی که از (WiFi) به جای اتصال به اینترنت سیمی، استفاده می‌کنند، دوربین‌های PoE اتصال شبکه قابل اطمینان‌تری را ارائه می‌دهند که این اتصال‌ها قطع نشده یا کاهش نمی‌یابند. هنگامی که دوربین‌ها به دلایل ایمنی و امنیتی در مکان‌های مختلف نصب می‌شوند، اکثر سازمان‌ها از PoE برای اطمینان از اتصال استفاده می‌کنند.

۱۰. افزایش ایمنی سیستم

اگر از دستگاه‌های باکیفیت استفاده می‌کنید، PoEطوری طراحی شده است که برق را به صورت ایمن و کارآمد ارائه دهد. دستگاه‌های PoE برق مناسب را در طول عمر محصول، تضمین می‌کنند تا از بارگذاری بیش از حد یا کمبود برق جلوگیری کنند .محصولات پیشرفته‌تر PoE دارای سیستم‌های حفاظتی برای جلوگیری از اتصال کوتاه یا جریان بیش از حد هستند که این موضوع دستگاه را بسیار ایمن‌تر از سیستم‌های سنتی با پریز برق می‌کند.

معایب PoE چیست؟

فناوری Power over Ethernet (PoE) با وجود مزایای فراوان، دارای معایبی نیز می‌باشد که در هنگام طراحی و پیاده‌سازی شبکه‌های مبتنی بر PoE باید مد نظر قرار گیرند.

1. محدودیت توان:
   • PoE با محدودیت توان مواجه است. استاندارد‌های مختلف PoE، توان خروجی متفاوتی را ارائه می‌دهند. به عنوان مثال، استاندارد اولیه‌ی PoE (IEEE 802.3af) حداکثر 15.4 وات توان را ارائه می‌دهد، در حالی که استاندارد PoE+ (IEEE 802.3at) تا 30 وات و PoE++ (IEEE 802.3bt) تا 90 وات را پشتیبانی می‌کنند. با این وجود، برخی از دستگاه‌ها مانند دوربین‌های PTZ با کیفیت بالا، نقاط دسترسی بی‌سیم پیشرفته و برخی از کامپیوترهای Thin Client ممکن است به توان بیشتری نیاز داشته باشند که فراتر از توان ارائه شده توسط PoE باشد.
2. محدودیت فاصله:
   • PoE از کابل‌های اترنت برای انتقال همزمان داده و توان استفاده می‌کند. به دلیل مقاومت کابل، افت ولتاژ در طول مسیر رخ می‌دهد. استاندارد اترنت، حداکثر طول کابل را 100 متر تعیین کرده است. فراتر رفتن از این مسافت، می‌تواند منجر به کاهش ولتاژ و عدم کارکرد صحیح دستگاه‌ها شود. این محدودیت، انعطاف‌پذیری در استقرار دستگاه‌ها در فواصل دور را کاهش می‌دهد.
3. هزینه‌های اولیه:
   • پیاده‌سازی PoE نیازمند سرمایه‌گذاری اولیه برای خرید سوئیچ‌های PoE یا انژکتورهای PoE است. سوئیچ‌های PoE نسبت به سوئیچ‌های معمولی گران‌تر هستند. همچنین، دستگاه‌های PoE (PD) نیز معمولاً قیمت بالاتری نسبت به مدل‌های غیر PoE دارند. این هزینه‌های اولیه می‌تواند برای سازمان‌هایی با بودجه محدود، قابل توجه باشد.
4. مسائل مربوط به گرما:
   • انتقال توان از طریق کابل‌های اترنت، منجر به تولید گرما می‌شود. در صورت استفاده از تعداد زیادی دستگاه PoE در یک محیط بسته، تجمع گرما می‌تواند به یک مشکل جدی تبدیل شود. این امر می‌تواند منجر به کاهش عمر مفید تجهیزات، افزایش مصرف انرژی و حتی ایجاد خطر آتش‌سوزی شود. برای جلوگیری از این مشکلات، باید از کابل‌های با کیفیت بالا استفاده کرد و سیستم تهویه مناسبی را در نظر گرفت.
5. سازگاری:
   • با وجود استاندارد‌های مختلف PoE، همچنان ممکن است مشکلاتی در زمینه‌ی سازگاری بین سوئیچ‌های PoE و دستگاه‌های PoE وجود داشته باشد. برخی از دستگاه‌ها ممکن است از استاندارد‌های خاصی پشتیبانی کنند که با سوئیچ PoE موجود در شبکه سازگار نباشند. این مسئله می‌تواند منجر به عدم کارکرد صحیح دستگاه‌ها شود.
6. مدیریت توان:
   • مدیریت توان در شبکه‌های PoE نیازمند برنامه‌ریزی دقیق است. سوئیچ‌های PoE دارای یک بودجه‌ی توان مشخص هستند که باید بین دستگاه‌های متصل به آن تقسیم شود. در صورتی که مجموع توان مورد نیاز دستگاه‌ها از بودجه‌ی توان سوئیچ بیشتر شود، ممکن است برخی از دستگاه‌ها به درستی کار نکنند یا به طور کلی خاموش شوند.
7. آسیب‌پذیری در برابر قطعی برق:
   • در صورت قطع برق، دستگاه‌های PoE که از سوئیچ PoE تغذیه می‌شوند، از کار می‌افتند. این مسئله می‌تواند برای دستگاه‌هایی که نیاز به عملکرد مداوم دارند، مانند دوربین‌های امنیتی یا سیستم‌های اعلام حریق، مشکل‌ساز باشد. برای رفع این مشکل، می‌توان از سیستم‌های резерв питания (UPS) استفاده کرد.
8. محدودیت پهنای باند:
   • در شبکه‌هایی که از PoE استفاده می‌کنند، پهنای باند بین دستگاه‌ها و سوئیچ PoE به اشتراک گذاشته می‌شود. در صورتی که تعداد زیادی دستگاه با ترافیک بالا به سوئیچ متصل شوند، ممکن است پهنای باند کافی برای همه‌ی دستگاه‌ها وجود نداشته باشد و عملکرد شبکه با مشکل مواجه شود.

نحوه ارتقاء شبکه به PoE

افزودن PoE  به شبکهٔ شما، ساده است و دو روش وجود دارد که می‌توانید انتخاب کنید:
1.سوئیچ PoE یک کابل شبکه‌ای است که برق را از طریق اترنت داخلی به دستگاه‌ها منتقل می‌کند. برای افزودن قابلیت PoE به پیوندهای شبکه‌ای معمولی، می‌توان از (PoE injector) استفاده کرد. هدف اصلی انژکتور PoE اجازه دادن به مدیر شبکه برای اضافه کردن منبع تغذیه به کابل اترنت است. برای تامین برق تجهیزاتی که از پورت PoE برخوردار نیستند، باید از PoE injector استفاده کرد.

2. (Midspans) را می‌توان برای ارتقاء تاسیسات (LAN) موجود به PoE  استفاده کرد و راه حلی ارائه کرد که در آن پورت‌های کمتری مورد نیاز است. در ارتقاء سوئیچ‌های PoE  انتقال نیرو کنترل‌شده و خودکار است. همچنین می‌توان دستگاه‌هایی مانند دوربین‌های (IP) را به PoE ارتقا داد. تقسیم کنندهٔ PoE  به اتصال شبکه دوربین وصل می‌شود و برق PoE را قطع می‌کند که آن را به ولتاژ پایین‌تری که مناسب برای دوربین است تبدیل کند.

مقاله پورت چیست را از دست ندهید.

مقایسه قدرت PoE در مقابل PoE+

یکی از تفاوت‌های بین (PoE) و (PoE+) در استانداردهای واقعی مؤسسه مهندسین برق و الکترونیک (IEEE) است. به طوری که در حال حاضر، حداکثر توان ارائه شده از طریق کابل Cat5 15.4 وات برای (PoE) و 25.5 وات برای (PoE+) است. 

آیا استفاده از فناوری PoE امن است؟

یکی از اولین سوالات کاربران قبل از شروع استفاده از فناوری PoE این است که آیا این تکنولوژی به تجهیزات شبکه آنها آسیب می‌زند یا خیر. در پاسخ باید بگوییم که تکنولوژی PoE سازگار با IEEE 802.3af/at/bt کاملا ایمن است. انژکتورها و سوئیچ‌های PoE به هیچ تجهیزاتی آسیب نمی‌رسانند، حتی اگر آن تجهیزات برای کاربردهای PoE طراحی نشده باشند.

قبل از اینکه PSE برق را به PD وصل کند، یک فرایند دست‌دهی (هندشیک) آغاز می‌کند تا مقدار برق موردنیاز دستگاه متصل برآورد شود. این فرایند از ولتاژ پایین استفاده می‌کند و برای تمام دستگاه‌های متصل، اعم از PoE یا غیر PoE کاملا بی‌ضرر است.

وقتی فرایند دست‌دهی کامل شود، انژکتور یا سوئیچ PoE شروع به ارسال برق کرده و PD را تحریک می‌کند که روشن شود. اما اگر فرایند هندشیک به هر دلیلی کامل نشود، PSE هیچ برقی نخواهد فرستاد. این ویژگی فناوری PoE را ذاتا ایمن می‌کند.

برای مطالعه بیشتر مقاله اتصال pppoe چیست؟ را از دست ندهید.

مقایسه poe با کابل کشی برق سنتی و تکنولوژی‌های بی سیم

Poe تفاوت های قابل توجهی با کابل کشی برق سنتی و همچنین تکنولوژی های بی سیم دارد که در ادامه به مهم‌ترین آنها می‌پردازیم.

هزینه: هزینه اولیه تجهیزات PoE بیشتر است؛ اما باعث صرفه جویی در هزینه‌های نصب و نگهداری خواهد شد. در مورد کابل کشی سنتی برق، هزینه اولیه تجهیزات کمتر است؛ اما هزینه‌های نصب و نگهداری بیشتری دارد. در فناوری‌های بی سیم، هزینه اولیه تجهیزات و نصب کمتر است؛ اما ممکن است هزینه‌های پنهان دیگری مانند امنیت و پهنای باند وجود داشته باشد.

مدیریت: با استفاده از poe می‌توانید برق دستگاه‌ها را از طریق یک مرکز کنترل، خاموش و روشن کنید؛ بنابراین مدیریت آن آسان‌تر از کابل کشی سنتی برق است. دستگاه‌های بی سیم از نظر دسترسی به تنظیمات و انعطاف پذیری در پیکربندی و تغییر تنظیمات دستگاه، بهتر از POE هستند؛ با این حال POE کنترل دقیق‌تر و متمرکزتری ارائه می‌دهد.

انعطاف پذیری: فناوری‌های بی‌ سیم انعطاف‌ پذیری بسیار بالایی در نصب و جابجایی دستگاه‌ها دارند. در مقابل PoE  برای نصب دستگاه‌ها نیاز به کابل‌کشی دارد؛ اما همچنان از کابل‌کشی برق سنتی انعطاف ‌پذیرتر است.

سرعت: در کابل‌کشی سنتی، برق و داده از طریق دو کابل جداگانه منتقل می‌شوند: یک کابل برای برق و یک کابل دیگر (معمولاً کابل کواکسیال یا زوج به هم تابیده) برای داده. این مسئله می‌تواند محدودیت‌هایی در سرعت انتقال ایجاد کند؛ به‌ویژه در فواصل طولانی‌تر. با این حال سرعت انتقال داده در poe بالاتر از کابل کشی سنتی است؛ زیرا از یک کابل اترنت واحد برای انتقال هر دو سیگنال برق و داده استفاده می‌کند. سرعت POE نسبت به فناوری‌های بی سیم مانند وای فای نیز بالاتر است.

کاربردها: poe‌ برای دستگاه‌هایی مانند دوربین‌های مداربسته، تلفن‌های VoIP، نقاط دسترسی بی‌سیم و دستگاه‌های IoT که نیاز به برق و داده دارند، بسیار مناسب است. در حالیکه کابل کشی سنتی برای دستگاه‌های پرمصرف و مکان‌هایی که نیاز به برق زیادی دارند، ایده‌آل است. فناوری‌های بی‌سیم نیز برای دستگاه‌های قابل حمل و کاربردهای عمومی که انعطاف‌پذیری در اولویت است، مناسب‌ترند.

قابلیت اطمینان: PoE  به دلیل نحوه عملکرد خود، در برابر نویز و تداخلات الکتریکی مصون‌تر است و در نتیجه قابلیت اطمینان بیشتری ارائه می‌دهد. کابل‌های برق سنتی، بیشتر در معرض نویز و تداخلات الکترومغناطیسی قرار دارند که این مسئله می‌تواند به اختلال در عملکرد دستگاه‌ها منجر شود. سیگنال‌های بی‌سیم مستعد تداخلات رادیویی و نویز هستند که ممکن است به کاهش سرعت و قطع اتصال منجر شود.

امنیت: خطر برق گرفتگی و آتش سوزی در poe کمتر از کابل کشی سنتی برق است؛ زیرا poe از ولتاژ پایین (معمولاً 48 ولت DC) استفاده می‌کند. در حالیکه در کابل کشی سنتی برق، ولتاژ AC بالا (معمولا 220 ولت) است. از نظر برق‌ گرفتگی، فناوری‌های بی‌سیم ایمن‌تر از PoE و کابل‌کشی سنتی هستند، زیرا هیچ اتصال فیزیکی با برق وجود ندارد. با این حال خطرات دیگری مانند هک شدن و نفوذ به شبکه بی‌سیم وجود دارد که می‌تواند به سرقت اطلاعات و سایر مشکلات امنیتی منجر شود.

محدودیت توان: PoE  محدودیت توان دارد و نمی‌تواند دستگاه‌های پرمصرف را تغذیه کند؛ اما کابل کشی سنتی برق برای تأمین دستگاه‌های پرمصرف مناسب است. فناوری‌های بی‌سیم (برای دستگاه‌های قابل حمل) نیز این محدودیت را ندارند.

انواع کابل شبکه مورد استفاده در PoE

سوئیچ‌ها و انژکتورهای PoE بر اساس قوانین کارگروه IEEE 802.3 تعریف می‌شوند. به این ترتیب نیازی به کابل کشی ندارند. البته فراموش نکنید که اتصالات Ultra-PoE به کابل‌ کشی 8 پین شبکه نیاز دارند. تقریبا تمام کابل ‌کشی‌های شبکه ۸ پین هستند، اما کابل‌های ارزان‌قیمت با ۴ پین هم به بازار عرضه می‌شوند. البته از آنجا که صرفا برای اتصالات Fast-Ethernet قابل استفاده هستند، روز به روز کمیاب‌تر از قبل می‌شوند.

در تکنولوژی PoE استفاده از کابل UTP، یعنی کابل جفت تابیده بدون محافظ، ابدا توصیه نمی‌شود. چون برخلاف همتای محافظ خود (F/UTP) نمی‌تواند گرما را به شکل موثر و مناسبی هدایت کند. بسته‌های کابل بزرگ یا موارد مشابه نیز می‌توانند باعث گرم‌شدن بیش‌از حد کانال کابل شوند.

در اغلب موارد به‌خاطر مقاومت بالاتر و هدایت حرارتی بهتر از هادی های Cat.6a استفاده می‌شود. کابل‌های اترنت تخت PATCHBOX با تکنولوژی PoE سازگاری خوبی دارند و راه‌حلی کارآمد و مقرون به صرفه در تمام زمینه‌های کاربردی ارائه می‌دهند.

سوئیچ شبکه PoE چیست؟

سوئیچ شبکه PoE (Power over Ethernet) یک نوع سوئیچ شبکه است که علاوه بر انتقال داده‌ها، توان الکتریکی را نیز از طریق کابل شبکه (Ethernet) به دستگاه‌های دیگر منتقل می‌کند. به عبارت ساده‌تر، این سوئیچ‌ها هم داده و هم برق را از طریق یک کابل فراهم می‌کنند.

کاربردهای سوئیچ شبکه PoE

سوئیچ‌های PoE به دلیل سادگی و کارایی، در موارد مختلفی کاربرد دارند. برخی از کاربردهای رایج آن‌ها عبارتند از:

1. تامین برق دوربین‌های مداربسته: یکی از رایج‌ترین کاربردهای سوئیچ‌های PoE، تامین برق دوربین‌های مداربسته IP است. با استفاده از این سوئیچ‌ها، نیازی به کابل برق جداگانه برای دوربین‌ها نیست و نصب و راه‌اندازی آنها آسان‌تر می‌شود.
2. تامین برق تلفن‌های VoIP: تلفن‌های تحت شبکه (VoIP) نیز می‌توانند از سوئیچ‌های PoE برای تامین برق استفاده کنند. این کار باعث کاهش تعداد کابل‌ها و سهولت در مدیریت دستگاه‌ها می‌شود.
3. تامین برق اکسس پوینت‌های بی‌سیم (Wireless Access Points): اکسس پوینت‌های بی‌سیم که برای گسترش شبکه وای‌فای استفاده می‌شوند، نیز می‌توانند از طریق سوئیچ‌های PoE برق مورد نیاز خود را تامین کنند.
4. تامین برق سایر دستگاه‌های شبکه: دستگاه‌های دیگری مانند بلندگوهای تحت شبکه، پنل‌های لمسی، و برخی سنسورها نیز می‌توانند از سوئیچ‌های PoE برای تامین برق استفاده کنند.

مزایای استفاده از سوئیچ شبکه PoE

• کاهش هزینه‌ها: با حذف نیاز به کابل‌کشی برق جداگانه، هزینه‌های نصب و راه‌اندازی کاهش می‌یابد.
• سادگی نصب: نصب دستگاه‌ها با استفاده از سوئیچ‌های PoE بسیار ساده‌تر است و نیاز به پریز برق در نزدیکی دستگاه‌ها نیست.
• انعطاف‌پذیری: امکان جابجایی دستگاه‌ها در شبکه با استفاده از PoE آسان‌تر است.
• قابلیت اطمینان: سوئیچ‌های PoE معمولاً دارای مکانیزم‌های محافظتی هستند که از آسیب دیدن دستگاه‌ها در اثر نوسانات برق جلوگیری می‌کنند.

انواع سوئیچ شبکه PoE

سوئیچ‌های PoE بر اساس استانداردهای مختلف و ویژگی‌های فنی متنوع، به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند:

1. بر اساس استاندارد PoE:
   • PoE (802.3af): این استاندارد قدیمی‌تر، تا 15.4 وات توان را برای هر پورت فراهم می‌کند.
   • PoE+ (802.3at): این استاندارد توان بیشتری تا 30 وات را برای هر پورت فراهم می‌کند.
   • PoE++ یا 4PPoE (802.3bt): جدیدترین استاندارد، توان بسیار بالاتری تا 100 وات را برای هر پورت فراهم می‌کند.
2. بر اساس تعداد پورت:
   • سوئیچ‌های 4 پورت PoE
   • سوئیچ‌های 8 پورت PoE
   • سوئیچ‌های 16 پورت PoE
   • سوئیچ‌های 24 پورت PoE
   • سوئیچ‌های 48 پورت PoE
   • و غیره
3. بر اساس مدیریت پذیری:
   • سوئیچ‌های PoE غیرقابل مدیریت (Unmanaged): این سوئیچ‌ها ساده هستند و نیاز به تنظیمات ندارند.
   • سوئیچ‌های PoE قابل مدیریت (Managed): این سوئیچ‌ها امکانات پیشرفته‌تری برای مدیریت شبکه ارائه می‌دهند.
4. بر اساس سرعت انتقال داده:
   • سوئیچ‌های 10/100 مگابیت بر ثانیه
   • سوئیچ‌های 10/100/1000 مگابیت بر ثانیه (گیگابیتی)
   • سوئیچ‌های 10 گیگابیتی
   • و غیره

Upoe چیست

UPoE مخفف Universal Power over Ethernet، یک سیستم PoE اختصاصی و ارتقاء یافته است که توسط شرکت سیسکو ارائه می‌شود و تا ۶۰ وات برق را به دستگاه‌های انتهایی می‌رساند. این فناوری بر اساس استاندارد IEEE 802.3bt  توسعه یافته و قادر به تأمین برق دستگاه‌های پرمصرف مانند کامپیوترهای شخصی، تلویزیون‌های بزرگ، تجهیزات صنعتی و دستگاه‌های IoT پیشرفته است. UPoE با کاهش نیاز به کابل‌کشی برق جداگانه، هزینه‌های نصب و نگهداری را کاهش داده و انعطاف‌ پذیری بیشتری در نصب و جابجایی دستگاه‌ها ارائه می‌دهد. همچنین امکان مدیریت متمرکز برق دستگاه‌ها از طریق UPoE  به بهبود کارایی و کاهش هزینه‌های عملیاتی کمک می‌کند. لازم به ذکر است که UPOE  با استانداردهای PoE قبلی سازگاری دارد. به دلیل توان بالای UPoE از آن  در صنعت پزشکی برای پشتیبانی از تجهیزات بیمارستانی از جمله سیستم‌های فراخوان پرستار و تجهیزات کنترل بیمارستان استفاده می‌شود. 

نکات مهم در انتخاب سوئیچ PoE

• توان مورد نیاز دستگاه‌ها: قبل از خرید، توان مورد نیاز دستگاه‌هایی که قرار است به سوئیچ متصل شوند را بررسی کنید.
• تعداد پورت‌ها: تعداد پورت‌های مورد نیاز برای اتصال دستگاه‌ها را مشخص کنید.
• استاندارد PoE: استاندارد PoE مورد نیاز را بر اساس دستگاه‌های خود انتخاب کنید (PoE, PoE+, PoE++).
• مدیریت پذیری: اگر نیاز به مدیریت پیشرفته شبکه دارید، یک سوئیچ قابل مدیریت را انتخاب کنید.
• سرعت انتقال داده: سرعت انتقال داده مورد نیاز شبکه خود را در نظر بگیرید.
• بودجه: بودجه خود را مشخص کنید و سوئیچی را انتخاب کنید که با بودجه شما سازگار باشد.

اتصال به دستگاه‌های PoE دورتر از ۱۰۰ متر

فاصله اتصال را می‌توان با استفاده از توسعه‌دهنده PoE (PoE extender) یا تکرارکننده (PoE repeater) افزایش داد. توسعه‌دهنده PoE به‌صورت خطی بین PSE و PD نصب می‌شود و می‌تواند از هر طرف ۱۰۰ متر فاصله داشته باشد. البته با استفاده از یک‌سری ریپیترهای خاص می‌توان چند واحد زنجیره‌ای ساخت و فاصله کل اتصال را به بیش از ۵۰۰ متر رسانید.

توسعه‌دهنده یا ریپیتر PoE چگونه کار می‌کند؟

توسعه‌دهنده PoE برق و داده را از PSE متصل دریافت می‌کند. مقداری از این توان را برای خود نگه می‌دارد و باقی‌مانده را به دستگاه PoE بعدی منتقل می‌کند. یک توسعه دهنده گیگابیتی PoE معمولا از 4 تا 5 وات استفاده می‌کند؛ حال اگر آن را به یک IEEE 802.3at PSE وصل کنید، تقریباً 25 وات برق به ریپیتر می‌رساند که ۲۰ الی ۲۱ وات آن به دستگاه PoE متصل می‌رسد.

به یک نکته مهم توجه کنید. اگر اکستندرهای PoE را به‌صورت آبشاری به هم وصل کنید، برای هر اکستندر 4 تا 5 وات از دست می‌دهید. بنابراین PD بعدی نهایتا حدود 15 وات و بعدی ۱۰ وات دریافت خواهد کرد.

مقایسه استانداردهای poe به صورت جدول

در حال حاضر، چندین استاندارد مختلف PoE وجود دارد که هر یک، سطح توان و ویژگی‌های متفاوتی را ارائه می‌دهند. در جدول زیر به مقایسه این استانداردها می‌پردازیم:

نام	IEEE استاندارد	توان تحویلی به دستگاه (PD)	حداکثر توان در هر پورت	زوج‌های حامل جریان	دستگاه‌های پشتیبانی شده
PoE	IEEE 802.3af	12.95 W	15.4 W	2-pair	دوربین‌های مداربسته ثابت، تلفن‌های VoIP، نقاط دسترسی بی‌سیم
PoE+	IEEE 802.3at	25.5 W	30 W	2-pair	دوربین‌های PTZ، تلفن‌های IP تصویری، سیستم‌های هشدار
PoE++	IEEE 802.3bt (Type 3)	51 W	60 W	4-pair	تجهیزات ویدئو کنفرانس، نقاط دسترسی بی‌سیم چند رادیویی
PoE++	IEEE 802.3bt (Type 4)	71.3 W	100 W	4-pair	لپ‌تاپ‌ها، صفحات نمایش تخت

استانداردهای 802.3af و 802.3at چیست؟

مسئولیت ایجاد استانداردهای PoE برعهده موسسه مهندسین برق و الکترونیک (IEEE) است. در حال حاضر برای این تکنولوژی انتقال جریان الکتریکی، دو استاندارد 802.3af و 802.3at وجود دارد که توان ۱۵.۴ را عبور می‌دهند. البته دستگاه‌های برقی PD فقط تا ۱۲.۹۵ وات برق را پشتیبانی می‌کنند.

 در سال ۲۰۰۹ IEEE استاندارد 802.3at (PoE+) را معرفی کرد. این استاندارد اگرچه از توان 30 وات پشتیبانی می‌کند، اما درست مثل 802.3af، اتلاف توان باعث می‌شود PD ها توان کمتری دریافت کنند.

استاندارد 802.3bt (PoE++) در سال ۲۰۱ تصویب شد و دو نوع ۳ و ۴ دارد که قدرت بیشتر و توان بالاتری ارائه می‌کنند. نوع سوم از توان ۶۰ وات پشتیبانی می‌کند و وات دریافتی دستگاه‌های PD ۵۱ است؛ در حالی که نوع چهارم با پشتیبانی از توان ۱۰۰ وات، برق دریافتی گیرنده را تا ۷۱.۳ وات بالا می‌برند.

انواع مختلف کلاس PoE

برق‌رسانی بیش‌از‌حد به یک دستگاه PD طول عمر دستگاه را کوتاه می‌کند. برای جلوگیری از این اتفاق دستگاه‌های PD سازگار با IEEE که به PoE متکی هستند، در کلاس های مختلف طبقه‌بندی می‌شوند. این کلاس‌ها با تعیین میزان توان مورد نیاز یک PD، توزیع کارآمد برق را تضمین می‌کنند. PD هایی که به توان کمتری نیاز دارند، طبیعتا توان پایین‌تری دریافت می‌کنند و مقدار اضافه به سایر دستگاه‌های متصل اختصاص داده می‌شود.

از طرفی PD های کم‌مصرف به سوئیچ‌های خنک‌کننده کوچک‌تری نیاز دارند. چون خروجی وات کمتر، گرمای کمتری تولید می‌کند. از سوی دیگر آداپتورهای PoE غیرفعال همیشه مقدار مشخصی توان انتقال می‌دهند که از آن به‌عنوان توان غیر استاندارد یاد می‌شود. بنابراین می‌توان گفت کلاس‌های مختلف PoE به توزیع متناسب قدرت بین PSE و PD کمک می‌کنند و از این جهت حائز اهمیت هستند.

تفاوت بین PoE Injector و PoE Splitter

حال که با مفهوم poe و انواع آن آشنا شدیم لازم است تا به PoE Injector و PoE Splitter و تفاوت های آن ها نیز بپردازیم:

PoE Injector

این دستگاه برق را به دستگاه‌هایی که از طریق اترنت به شبکه وصل میشوند، تزریق می‌کند. به عبارت ساده تر، اگر شما یک دستگاه PoE دارید (مثلا دوربین مداربسته یا تلفن IP) که نیاز به برق دارد اما سوئیچ یا روتر شما پورت PoE ندارد، از PoE Injector استفاده می‌کنید. این دستگاه یک طرف آن به سوئیچ/روتر (با پورت اترنت معمولی) و طرف دیگر آن به دستگاه PoE متصل میشود و برق مورد نیاز دستگاه را از طریق کابل اترنت تامین میکند.

از این دستگاه هنگامی استفاده می شود که سوئیچ یا روتر شما از PoE پشتیبانی نمیکند اما شما نیاز دارید که یک دستگاه PoE را به شبکه وصل کنید.

PoE Splitter

این دستگاه برعکس PoE Injector عمل می‌کند. یعنی برق و اطلاعات را از یک کابل اترنت جدا میکند. فرض کنید شما یک دستگاه دارید که از طریق پورت PoE به یک سوئیچ PoE وصل شده، PoE Splitter برق را از اطلاعات جدا میکند و به دستگاه شما فقط اطلاعات می رساند. شما میتوانید از این دستگاه استفاده کنید اگر یک دستگاه دارید که فقط نیاز به اطلاعات دارد و دستگاه از طریق پورت PoE به یک سوئیچ PoE وصل شده باشد.

از این دستگاه هنگامی استفاده می شود که سوئیچ/روتر شما پورت PoE دارد اما دستگاه شما فقط نیاز به داده دارد نه به برق.

تفاوت کلیدی

• PoE Injector: برق را به کابل اترنت اضافه میکند.
• PoE Splitter: برق را از کابل اترنت جدا میکند.

به طور خلاصه، Injector برق رورا اضافه میکند و Splitter برق را جدا میکند. استفاده از هر کدام بستگی به نوع دستگاه و نوع سوئیچ/روتر شما دارد.

فرق PoE فعال و غیرفعال چیست؟

ما سوئیچ‌های برق فعال روی اترنت را به‌عنوان PoE استاندارد می‌شناسیم. این دستگاه‌ها قبل از هربار روشن‌شدن، ولتاژ صحیح را بین منبع تغذیه (PSE) و دستگاه اندپوینت (PD) متعادل می‌کنند. اگر برق مورد نظر بین اسپلیتر و دستگاه ناسازگار باشد، برق توسط سوئیچ تامین نمی‌شود و به این ترتیب از آسیب به PD یا حتی فرسودگی کابل جلوگیری می‌شود.

این ویژگی‌ها در همتای غیرفعال مشاهده نمی‌شود. چون هیچ ارتباطی بین دو دستگاه وجود ندارد و منبع تغذیه همیشه روشن است. بنابراین سوئیچ PoE غیرفعال، بدون توجه به اینکه دستگاه اندپوینت از این فناوری پشتیبانی می‌کند یا خیر، برق را پیوسته به سمت آن ارسال می‌کند.

پاور سرور چیست؟ برای آشنایی بیشتر می توانید مقاله مورد نظر را مطالعه نمایید.

سخن پایانی

در این مقاله به طور کامل در خصوص PoE که یکی از فناوری‌های مدرن شبکه‌های محلی، اترنت سیمی (LAN) است صحبت شد. PoE باعث می‌شود جریان الکتریکی لازم برای کارکرد هر دستگاه، توسط کابل‌های داده اترنت منتقل شود.

سوالات متداول