POE یا Power Over Ethernet چیست؟

همیشه تغذیه و برق رسانی به تجهیزات یکی از دغدغه های مدیران و کارشناسان فناوری اطلاعات بوده تا بتونن یه شبکه را طراحی و راه اندازی کنند، مخصوصا وقتی شبکه از نظر سایزی، بزرگ میشه و لازم میشه تعداد زیادی دوربین مدار بسته ویا تلفن IP در شبکه استفاده کنند.

تصور کن کابل کشی همزمان برق و شبکه ی این حجم از تجهیزات چقدر می تونه پر هزینه و پیچیده و وقت گیر باشه ولی اگه مدیر شبکه با دانش کافی، تجهیزاتی که به قابلیت POE مجهز هستند را انتخاب و استفاده کنه، می تونه به میزان زیادی در وقت و هزینه پروژه صرفه جویی کنه و از پیچیدگی کار کم کنه.

فکر کن با یه تصمیم اشتباه و انتخاب نادرست یه حجمی از کابل کشی برق در سرتاسر پروژه استفاده کنی که در مواقع ضروری نه از انعطاف پذیری کافی برخورداره تا تغییرات سریع بدی و تجهیزاتت را به راحتی جا به جا کنی و نه دیگه کابل کشی هایی که انجام شده به درد میخوره.

تازه اگه بخوای در مقابل قطعیهای برق هم ایمن باشه، باید یکسری کابل کشی مجزای برق هم علاوه بر قبلیها انجام بدی که برق ups رو برات انتقال بدن پای دستگاه تلفن کاربرها.

در این پست قراره باهم با مفهوم POE آشنا بشیم تا بتونیم این مشکل را حل کنیم . پس در ادامه همراه من باش. 🙂

POE چیه؟

Poeیا power over Ethernet یک تکنولوژی جدید و به شدت کاربردیه که به کابل شبکه اجازه میده تا علاوه بر انتقال داده ، انرژی الکتریکی را هم انتقال بده.

مثلا فرض کن می خواهی بیرون ساختمان یه دوربین مداربسته  نصب کنی، خب همه می دونیم که دوربین به غیر از کابل مورد نیاز برای انتقال داده به NVR یا مانیتور ، یه کابل برق هم جهت تامین نیروی الکتریکیش نیاز داره ، خب حالا لازمه دوتا کابل تا بیرون ساختمان ببری ولی اگه دوربین دارای قابلیت poe باشه ، هر دو اتصال توسط یه کابل شبکه قابل انتقاله یعنی می تونی با استفاده از یه کابل شبکه هم انتقال داده داشته باشی و هم برق مورد نیاز برای روشن کردن دوربین را فراهم کنی. از طرف دیگه اگر از UPS برای تامین برق اضطراری استفاده می کنی کافیه سوئیچ PoE را به UPS متصل کنی تا در صورت قطع برق دوربین‎ها و تجهیزات دیگه ، خاموش نشوند. در غیر این صورت، باید کل ساختمان را برای UPS، کابل کشی کنی.

 چطوری باید از این تکنولوژی استفاده کرد؟

اگر تجهیزات ما با این تکنولوژی سازگار باشند ، به راحتی می تونیم از اون استفاده کنیم. برای مثال اگه سوئیچ و دوربین تحت شبکه هر دوPOE باشند فقط کافیه دوربین را با یه کابل شبکه به سوئیچ متصل کنیم تا روشن و فعال بشه. اما اگه مثلا فقط دوربین ما مجهز به فناوری POE بود کافیه از یه آداپتور POE استفاده کنیم . اداپتور های POEدو تا پورت شبکه (RJ-45)  دارند که یکی از آنها جهت انتقال داده به سوییچ و دیگری برای روشن کردن دوربین به دوربین وصل میشه و البته یه آداپتور برق که برای تامین نیروی الکتریکی مثلا به برق شهری وصل میشه.

خب با این توضیح کوتاه سعی کردم یه تعریفی از قابلیت poe داشته باشم ولی در ادامه می خوام دقیق تر و با جزئیات بیشتری به بررسی این فناوری بپردازم چرا که بسیار کاربردی و مورد نیاز کارشناسان و مدیران فناوری اطلاعات است.

دو اصطلاح مهم:PD و  PSE

PD یا Powered Device دستگاهیه که قابلیت POE داره و از توان یه دستگاه POE دیگه با استفاده از یه کابل شبکه استفاده می کنه مثل دوربین های POE  .

PSE ها دستگاههایی هستند که قابلیت POE دارند و می تونند توان الکتریکی را برای دستگاههای PD تامین کنند مثل سوئیچ های POE. البته دستگاههایی هستند که هم PSE هستند و هم POE مثل بعضی روترهای میکروتیک.

انواع تکنولوژی POE

این تکنولوژی  در سال ۲۰۰۳ توسط سازمان IEEE استاندارد سازی شد و تا الان ۴ نوع از آن در حال استفاده است . با اومدن نسل های جدید نسلهای قبلی منسوخ نشده و همیشه کاربردی و در حال استفاده بوده ولی نوع های جدید توان بیستری داره ، هوشمندتر شده و می تونه در دستگاههای با توان مصرفی بیشتر استفاده بشه .

نوع اول (POE)

اولین نوع POE در واقع با همون اسم POE شناخته میشه و از استاندارد IEEE ۸۰۲٫۳af استفاده می کنه.

استاندارد ۸۰۲٫۳af حداکثر توان ۱۵٫۴۴ وات را پشتیبانی می‌کنه. این یعنی دستگاههای تامین کننده برق ۱۵٫۴۴ وات را تامین می کنند ولی در نظر داشته باش از این مقدار دستگاه‌هایی که از طریق PoE روشن می‌شوند (PD)  نهایتا ۱۲٫۹۵ وات را می تونند مصرف کنند چون بقیه اش در مسیر کابل به هدر میره .

در این نوع ازPoE  از بین چهار زوج سیم موجود در کابل اترنت، دو زوج برای انتقال برق و دو زوج دیگه برای انتقال اطلاعات در سرعت های ۱۰ یا ۱۰۰Mbps استفاده می شه که در این روش به دلیل تفکیک بستر انتقال برق و اطلاعات از یکدیگر، می تونه عیب یابی راحتر باشه و برای همین استفاده از اون متداول تره.

دستگاههایی مثل سوییچ های شبکه، اکسس پوینت های وایرلس، تلفن های VoIP، سنسورها، دوربین های مداربسته ساده و غیر متحرک و خیلی از تجهیزات دیگه از این نوع از POE برای تامین برق و اتصال به شبکه برای انتقال داده هاشون استفاده می کنند.

نوع دوم ( POE +)

نسل دوم POE +  یا  POE Plus نامیده میشه و از استاندارد IEEE ۸۰۲٫۳at استفاده می کنه .

استاندارد ۸۰۲٫۳at حداکثر توان ۳۰ وات را پشتیبانی می کنه یعنی دستگاه های دارای قابلیت +POE می تونند تا ۳۰ وات توان الکتریکی تولید کنند تقریبا دو برابر نوع قبلیشون.

پس این تکنولوژی طیف بیشتری از دستگاه ها مثل اکسس پوینت های پر مصرف، سنسورهای بیومتریک، نمایشگرهای LCD و دوربین های مداربسته موتورایز را دربر میگیره.

در این نوع از POE دستگاههای تامین کننده برق ۳۰ وات را تامین می کنند ولی حواستون باشه که PD ها نهایتا ۲۵٫۵W را دریافت می کنند و باقی در مسیر کابل هدر میره .

نکته مهم در مورد POE Plus اینکه از نوع قبل از خودش هم پشتیبانی می کنه یعنی می تونی دستگاههای نوع اول را به تامین کنندهای POE Plus وصل کنی و نگران مشکل اضافه ولتاژ نباشی چون دستگاه های دارای این فناوری به اندازه نیازشون از انرژی الکتریکی استفاده می کنند.

نوع سوم  (POE ++)

نوع سوم را POE ++ یا UPOE نامیدند که البته با اسم POE چهار-زوجه برای معرفی اون استفاده می کنند چون از هر ۴ زوج موجود در کابل شبکه برای انتقال توان الکتریکی استفاده می کنه.

استاندارد این نوع از POE ، IEEE 802.3bt هست و میتونه دو برابر توان نوع دوم را تامین کنه یعنی ۶۰وات ، این یعنی با این تکنولوژی می تونی یه سیستم ویدئو کنفرانس را با تامین کننده POE++  راه اندازی کنی . این شگفت انگیزه …

نوع چهارم (High power POE)

این نوع از تکنولوژی خیلی برای من جذابه ، POE با توان بالا که از همون استاندارد IEEE 802.3bt استفاده می کنه می تونه توان تا حدود ۱۰۰ وات را تامین کنه این یعنی ما می تونیم با این POE یه تلویزیون را روشن کنیم . با توجه به اینکه فناوری اینترنت اشیا در حال گسترش و همه گیر شدن هست این نوع از POE کمک بزرگی به راحتتر شدن موضوع می کنه ، اینطوری می تونی همه دستگاهای خونه را به یه سوییچ poe  وصل کنی تا هم برقشون تامین بشه و هم اینترنتشون و بعد با استفاده از اینترنت اشیا همه اونا را کنترل کنی ، این از نظر شما شگفت انگیز نیست ؟!؟

مقایسه دو نوع کاربردی POE , POE+

تفاوت اصلی +POE با نسخه قبلی در قدرت انتقال توان به مصرف کننده که ۲ برابر نسخه قبلیه. در استاندارد POE توان دستگاه برابر با ۱۵٫۴ وات در هر پورته در حالیکه در  +POE این عدد برابر با ۳۰ وات در هر پورته. با این وجود همیشه مقداری از توان در حین عبور از طول کابل به هدر می ره که در نتیجه به صورت عملی حداکثر توان تضمینی موجود در هر پورت در POE برابر با ۱۲٫۹۵ و در +POE برابر با ۲۵٫۵ واته.

نحوه عملکرد POE در حالت استاندارد IEEE

 برای توضیح نحوه کار کردن POE ، کاربرد اون را در سوییچ های که با این فناوری سازگارند را توضیح می دم.

سوییچ  POE از نظر ظاهر شبیه یه سوییچ معمولیه و فقط وقتی مشخصات اونا را بخونی می تونی متوجه بشی که   پورت های اون قابلیت POE دارند . پورت poe قابلیت ارسال جریان برق بر روی کابل شبکه را داره و وقتی دستگاهی را به این پورتها وصل می کنی ، در صورتی که نیاز به برق داشته باشه سوییچ جریان برق را بر روی شبکه برای اون ارسال می کنه ولی سوال اینجاس که سوییچ از کجا متوجه میشه که آیا دستگاه مقابل به غیر از دیتا به برق هم احتیاج داره تا براش بفرسته  مگه غیر از اینکه اگه سوییچ به صورت پیش فرض برای همه دستگاههای شبکه جریان برق ارسال کنه و اونا احتیاج نداشته باشند دستگاه میسوزه ؟

خب جواب اینجاست که این سوییچ ها از یه مکانیزمی برای تشخیص POE بودن دستگاه مقابل استفاده می کنند .اونا هنگامی که دستگاهی به یکی از پورتهاشون وصل میشه ، ولتاژ بسیار ضعیف حدود ۲٫۸ ولت DC را بر روی کابل شبکه ارسال می‎کنند و بعد  مقاوت کابل را اندازه می‎گیرند ، اگه مقاوت کابل ۲۵۰۰۰ اهم باشه ، متوجه می‎شوند که دستگاه متصل شده، نیاز به دریافت جریان برق داره و  15 وات جریان DC را بر روی کابل شبکه براش ارسال می کنند.

به این نکته توجه کن که دستگاه های PD بر اساس مقدار توان مورد نیاز، در کلاس های خاصی طبقه بندی می شوند. در واقع PSE ها برای تامین توان دستگاه های PD نیازمند سازگاری با این کلاسها هستند تا بتونند مقدار توانی را که PD ها احتیاج دارند به اونا منتقل کنند. اگر یک PD شامل هیچکدام از کلاس های زیر نباشه، به صورت پیش فرض جز کلاس ۰ در نظر گرفته می شه

کلاس های مختلف در تعریف POE - آموزش شبکه

 

نکته :

می دونیم که در شبکه ۱۰۰Mbps  فقط از دو زوج (چهار رشته) کابل یعنی زوج ۱و۲ ، ۳و۶ استفاده می‎کنه و دو زوج دیگه، استفاده نمیشه ، سوئیچ PoE از دو زوجی که دیتا را عبور نمیدن ، برای ارسال برق به سمت دستگاه مقابل استفاده می‎کنه بنابراین رشته های چهار، پنج، هفت و هشت وظیفه انتقال جریان برق PoE را دارند.

 در شبکه های گیگ  هم که از هر ۸ رشته کابل برای انتقال دیتا استفاده میشه باز هم جریان برق POE از رشته های چهارم، پنجم، هفتم و هشتم منتقل می‎شه .

خب همونطوری که گفتم این نحوه عملکرد قابلیت POE در یک سوییچ با استاندارد IEEE بود ولی از اونجایی که مدل های مختلف سوییچ سسیکو هستند که از قابلیت POE برخوردارن ولی نحوه عملکردشون متفاوته یه توضیحی در مورد POE در سوییچ سیسکو هم می دهم.

قابلیت POE در سوئیچ های سیسکو

بعضی از سوئیچ های سیسکو از قابلیت POE برخوردارن و می تونند مثلا در شبکه هایی که از IP Phone یا همون تلفن های تحت شبکه استفاده میکنند به عنوان دستگاه تامین کننده برق استفاده بشوند.

بعضی از سوییچهای مدل هایی مانند ۲۹۶۰ ، ۳۷۵۰ ، ۴۵۰۰ و یا ۶۵۰۰ از این قابلیت برخوردار هستند.

در برند سیسکو برای متمایز کردن سوییچ POE از غیر POE در پارت نامبر دستگاه از کلمه P استفاده میشه در واقع در تمام دستگاه هایی که دارای پوت POE هستند در قسمت سوم پارت نامبر بعد از تعداد پورت دستگاه از حرف P استفاده میشه

مثلا WS-C2960-24PC-L یا WS-C3750G-48PS-S

یادتون باشه سوییچ های POE سیسکو نسبت به مدل مشابهشون بدون این قابلیت گرونتر هستند.

در این حالت سیسکو علیرغم استاندارد IEEE که یک ولتاژ ارسال میکرد برای تشخیص دستگاه های مورد نیاز برق ، اقدام به ارسال یک فرکانس ۳۴۰ گیگاهرتزی میکنه در واقع سیسکو برای اینکه به تجهیزات شبکه صدمه ای وارد نشه به جای ارسال ولتاژ از ارسال فرکانس استفاده میکنه.

پس از ارسال فرکانس اگر کابل شبکه به تجهیزی مانند تلفن IP متصل باشه ، این دستگاه فرکانس دریافتی از Transmit را از طریق Receive برای سوئیچ سیسکو برمیگردونه و اینطوری سوئیچ سیسکو متوجه میشه که دستگاهی که به آن پورت مشخص متصل شده POE را ساپورت میکنه.

در استاندارد IEEE توان مصرفی بر اساس کلاس ها مشخص میشد ولی در استاندارد سیسکو ( ILP ) توان مصرفی بر اساس توان مصرفی تجهیزات متصل به سوئیچ سیسکو مشخص میشه.

بررسی وضعیت پورت های POE دریک سوییچ سیسکو

به صورت پیش فرض وضعیت POE بر روی تمامی پورت های سوئیچ سیسکو که خاموش یا Shutdown هستند ، غیر فعاله ولی اگر پورت سوئیچ فعال و یا No shutdown بشه ، در شبکه به دنبال تجهیزاتی میگرده که نیاز به برق دارند.

تنظیمات POE برای سوییچ سیسکو

با دستور زیر می تونی حداکثر و یا مقدار دقیق توان مصرفی که می خواهی روی یک پورت مشخص از سوئیچ اعمال کنی را مشخص کنی POE   :

Switch(config-if)#power inline {auto |static} [max milliwatts ]

در حالت Auto این پورت سوئیچ توان مصرفی را بر اساس CDP یا LLDP تا حداکثر ۳۰ وات با توجه به تجهیزی که به اون متصله در نظر خواهد گرفت.

درحالت Static میتونی مقدار مشخصی برای توان در پورت سوئیچ مشخص کنی.

توجه کن که به صورت پیش فرض تمامی پورتهای سوییچ سیسکو در حالت Auto هستند

غیر فعال کردن POE در پورت سوئیچ سیسکو

اگه می خوای بر روی پورتی قابلیت POE را غیر فعال کنی باید از دستور زیر روی اون پورت استفاده کنی :

Switch(config-if)# power inline never

بررسی وضعیت و عملکرد POE روی سوئیچ سیسکو

برای اینکه متوجه بشیم کدام پورتهای سوییچ POE فعال است و وضعیت برق رسانی به دستگهای متصل چطوریه می تونیم از دستوزر زیر استفاده کنیم :

Switch#show power inline

در شکل بالا  Available (watts) حداکثر توان مصرفی که توسط سوئیچ میتونه به تجهیزات شبکه که بهش متصل هستند بده را نشان میده .

 Used (watts) مجموع توان هایی که در حال حاضر برای تجهیزاتی که به سوییچ متصل شدند تامین شده را نشون میده.

Remainig (watts) هم میزان توانی که باقیمانده و سوئیچ میتونه تا حداکثر این مقدار را برای تجهیزاتی که متصل هستند و یا جدید اضافه می شوند را در شبکه تامین کنه، نشون میده.

وضعیت هر پورت سوئیچ از این نظر که در حال حاضر به چه دستگاهی و با چه مقدار مصرف انرژی به سوئیچ متصله ، در شکل مشخص شده .

 ستون Oper ، وضعیت POE روی پورت را نمایش میدهد که میتونه ON ، OFF و یا errdisable باشه.

اگه این مقاله برات مفید بود لطفا اونو با دوستات به اشتراک بذار تا اونا هم استفاده کنند درضمن خوشحال میشم اگه چیزی هست که من فراموش کردم و تو میدونی و میتونه به بقیه کمک کنه، تو کامنتها بنویسی …

دیدگاه‌ خود را بنویسید

اسکرول به بالا