Kuasa melalui Ethernet (PoE)

Apakah PoE?

Power over Ethernet ialah teknologi yang menghantar kuasa melalui kabel rangkaian, yang pada masa yang sama menghantar data dan membekalkan kuasa kepada peranti hujung IP (cth., telefon IP, AP, kamera IP, dll.) melalui kabel rangkaian dengan bantuan rangkaian Ethernet sedia ada. PoE juga dipanggil Power over LAN (PoL) atau Active Ethernet. Untuk menggalakkan penyeragaman dan pembangunan teknologi Power over Ethernet (PoE), serta menangani isu keserasian antara peralatan bekalan kuasa dan penerima daripada pengeluar yang berbeza, jawatankuasa piawaian IEEE telah mengeluarkan tiga piawaian PoE: piawaian IEEE 802.3af, piawaian IEEE 802.3at, piawaian IEEE 802.3bt.

Penjelasan Terperinci tentang Piawaian PoE

Sebelum ini, kami menyebut bahawa Jawatankuasa Piawaian IEEE, untuk menyelesaikan masalah keserasian antara pengilang bekalan kuasa dan peranti berkuasa yang berbeza, telah mengeluarkan tiga piawaian PoE: piawaian IEEE 802.3af, piawaian IEEE 802.3at dan piawaian IEEE 802.3bt. Jadi, apakah perbezaan antara ketiga-tiga piawaian ini?

Pada bulan Jun 2003, Kumpulan Kerja IEEE 802.3 membangunkan piawaian IEEE 802.3af sebagai lanjutan kepada piawaian Ethernet, dengan peruntukan terperinci bagi kuasa, penghantaran dan penerimaan berkuasa rangkaian. Sebagai contoh, piawaian IEEE 802.3af menetapkan bahawa peranti PSE mesti menyediakan kuasa DC sehingga 15.4W bagi setiap port.

Disebabkan oleh pelesapan kuasa dalam kabel, hanya 12.95W tersedia untuk peranti penerima. Pada Oktober 2009, bagi memenuhi permintaan terminal berkuasa tinggi, piawaian IEEE 802.3at diwujudkan. Piawaian IEEE 802.3at menyediakan kuasa sehingga 25.5W untuk memenuhi permintaan baharu berdasarkan keserasian dengan piawaian 802.3af.

Pada September 2018, untuk meningkatkan lagi kuasa bekalan kuasa PoE serta mengoptimumkan piawaian, jawatankuasa piawaian IEEE mengeluarkan piawaian IEEE 802.3bt. Piawaian IEEE 802.3bt meningkatkan lagi kapasiti bekalan kuasa, dengan Jenis 3 menyediakan kuasa bekalan sehingga 51 W, dan Jenis 4 menyediakan sehingga 71.3 W. Piawaian IEEE 802.3bt juga merangkumi kemas kini kepada piawaian 2.5 W, yang serasi dengan piawaian 802.3af dan menyediakan kuasa sehingga 25.5 W. Sokongan untuk 2.5GBASE-T, 5GBASE-T dan 10GBASE-T turut disertakan, sekali gus meluaskan penggunaan aplikasi seperti titik akses wayarles berprestasi tinggi dan kamera pengawasan.

Teknologi bekalan kuasa yang sepadan dengan piawaian IEEE 802.3af biasanya dirujuk sebagai bekalan kuasa PoE, teknologi bekalan kuasa yang sepadan dengan piawaian IEEE 802.3at dirujuk sebagai bekalan kuasa PoE+, manakala teknologi bekalan kuasa yang sepadan dengan piawaian IEEE 802.3bt dirujuk sebagai bekalan kuasa PoE++, atau turut dikenali sebagai 4PPoE. 

Mengapakah Kita Memerlukan PoE?

Apabila telefon IP, pengawasan video rangkaian dan peranti Ethernet tanpa wayar semakin meluas, keperluan untuk membekalkan kuasa melalui Ethernet itu sendiri menjadi semakin mendesak. Dalam kebanyakan kes, peranti hujung memerlukan kuasa DC dan biasanya dipasang di siling tinggi atau di luar bangunan, iaitu lokasi yang sukar untuk mendapatkan soket kuasa yang sesuai berdekatan. Walaupun terdapat soket, adalah mencabar untuk mencari penukar AC/DC yang diperlukan oleh peranti hujung. Selain itu, dalam banyak aplikasi LAN berskala besar, pentadbir perlu menguruskan berbilang peranti terminal pada masa yang sama. Peranti-peranti ini memerlukan bekalan kuasa dan pengurusan yang disatukan disebabkan oleh keterbatasan lokasi bekalan kuasa, yang menyukarkan pengurusan bekalan kuasa dengan ketara. Power over Ethernet ialah penyelesaian yang tepat untuk masalah ini.

PoE ialah teknologi Power over Ethernet berwayar, iaitu penggunaan kabel rangkaian untuk penghantaran data pada masa yang sama dengan keupayaan membekalkan kuasa DC, sebagai penyelesaian berkesan kepada bekalan kuasa berpusat bagi telefon IP, AP wayarles, pengecas peranti mudah alih, mesin kad, kamera, pengumpulan data dan terminal lain. Bekalan kuasa PoE mempunyai kelebihan seperti boleh dipercayai, sambungan mudah, piawaian:

Boleh dipercayai: Peranti PoE boleh membekalkan kuasa kepada beberapa peranti terminal pada masa yang sama, sekali gus merealisasikan bekalan kuasa berpusat dan sandaran kuasa.

Sambungan mudah: Peralatan terminal tidak memerlukan bekalan kuasa luaran, hanya kabel rangkaian.

Piawaian: Mematuhi piawaian antarabangsa dan menggunakan penyambung kuasa RJ45 yang diseragamkan di seluruh dunia, yang memastikan keserasian dengan peralatan daripada pengeluar yang berbeza.

Bagaimanakah PoE Berfungsi?

Seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah, sistem bekalan kuasa PoE merangkumi dua peranan peralatan berikut:

PSE (Power-sourcing Equipment): Peranti PoE membekalkan kuasa kepada peranti berkuasa melalui Ethernet, serta menyediakan pengesanan, analisis dan pengurusan kuasa pintar, contohnya suis PoE.

PD: Peranti berkuasa seperti AP tanpa wayar, pengecas mudah alih, pembaca kad, kamera, dsb. Bergantung pada sama ada ia mematuhi piawaian IEEE, PD dibahagikan kepada PD standard dan PD bukan standard.

Berikut ialah penerangan tentang proses bekalan kuasa PoE.

Pengesanan

Peranti PSE menghantar denyutan voltan 2~10V pada port untuk mengesan sama ada PD yang disambungkan pada hujung kabelnya ialah peranti berkuasa standard yang disokong. Ia akan meneruskan ke langkah seterusnya hanya apabila mengesan bahawa PD tersebut ialah peranti standard.

Klasifikasi PD

Memandangkan banyak jenis PD memerlukan bekalan kuasa yang berbeza, selepas peranti bekalan kuasa mengesan peranti berkuasa dengan betul, kelas kuasa peranti PD di hujung bertentangan hendaklah dikesan.

Selepas mengesan PD, PSE akan mengklasifikasikan peranti PD tersebut. PSE menggunakan voltan pengesanan 15.5V~20.5V (arus dihadkan kepada kurang daripada 100mA). Peranti PD akan menyambungkan perintang pengelasan secara bersiri pada talian untuk mengenal pasti kuasanya, dan PSE menentukan klasifikasi peranti PD tersebut dengan menguji magnitud arus ciri yang dikembalikan.

Hidupkan kuasa

Apabila PSE mengesan bahawa PD standard disambungkan pada hujung kabel dan telah mengklasifikasikan PD tersebut, PSE mula membekalkan kuasa kepada PD, dengan menghasilkan output 44~57V DC.

Bekalan kuasa

PSE menyediakan voltan DC yang stabil dan boleh dipercayai untuk PD serta mengeluarkan tahap kuasa yang sepadan berdasarkan hasil pengelasan PD.

Pemutusan Sambungan

PSE akan menghentikan bekalan kuasa kepada PD dengan cepat (biasanya dalam masa 30-40ms) jika kabel yang menyambungkan kepada PD dicabut atau jika pengguna melumpuhkan fungsi kuasa PoE bagi port suis melalui perisian. Pada bila-bila masa sepanjang proses PSE membekalkan kuasa kepada PD, jika peranti PD mengalami litar pintas, menggunakan kuasa yang lebih tinggi daripada yang boleh dibekalkan oleh PSE, menggunakan kuasa yang melebihi kuasa terkadar, dan sebagainya, keseluruhan proses bekalan kuasa akan terganggu dan dimulakan semula dari langkah pertama proses pengesanan.