poe คืออะไรและอำนาจเหนืออีเธอร์เน็ตทำงานอย่างไร

การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตกลายเป็นสิ่งจำเป็นในปัจจุบันเนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทุกชิ้นจำเป็นต้องมีการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตที่ใช้งานได้เพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง แม้ว่าอุปกรณ์ส่วนใหญ่จะมีตัวเลือกการเชื่อมต่อ Wi-Fi แต่อุปกรณ์และเราเตอร์เครือข่ายจำนวนมากยังคงใช้พอร์ตอีเทอร์เน็ตและสายเคเบิลเพื่อเชื่อมต่อกับสายอินเทอร์เน็ตแบบมีสาย ก่อนหน้านี้เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการถ่ายโอนข้อมูลผ่านสายไฟในบทความ Power Line Communication วันนี้เราจะเรียนรู้วิธีการถ่ายโอนพลังงานผ่านสายข้อมูลที่เป็นPoE (Power over Ethernet)

PoE (Power over Ethernet) คืออะไร?

ตามชื่อที่แนะนำการจ่ายพลังงานไฟฟ้าผ่านสายอีเธอร์เน็ตเรียกว่า PoE

เราทุกคนทราบดีว่าสายอีเทอร์เน็ตใช้สำหรับการถ่ายโอนข้อมูลและการเชื่อมต่อเครือข่าย แต่คุณรู้หรือไม่ว่าโดยส่วนใหญ่เราไม่ได้ใช้สายเชื่อมต่อทั้งหมดที่มีอยู่ในสายอีเทอร์เน็ต ตัวอย่างเช่นพิจารณาสายเคเบิลอีเธอร์เน็ตที่แสดงในรูปด้านล่างซึ่งมี 8 เส้น แต่ในบรรดาสายเหล่านี้มักใช้เพียงสี่เส้นสำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูล (สีส้มสีส้มสีขาวสีเขียวและสีเขียว - ขาว) ในขณะที่อีกสี่สายที่เหลือจะไม่ได้ใช้งาน ดังนั้นการแลกเปลี่ยนข้อมูลจึงเป็นไปได้แม้ว่าเราจะตัดสายที่ไม่ได้ใช้งานเหล่านี้ที่ปลายทั้งสองข้างแล้วก็ตามด้วยเหตุนี้ในสาย Ethernet ระดับล่างจึงมีเพียงสี่สายแทนที่จะเป็นแปดสาย ดังนั้นสี่บรรทัดที่ไม่ได้ใช้งานสามารถใช้สำหรับการถ่ายโอนพลังงาน นี้ติดตั้งง่ายของการใช้เส้นไม่ได้ใช้งานในการส่งมอบพลังงานให้กับโหลดที่เรียกว่าPower over Ethernet

ตอนนี้ให้เราดูวงจรง่ายๆเพื่อทำความเข้าใจ PoE ให้ดีขึ้น ในวงจรนี้สายไฟสี่เส้นจะถูกถอดออก (สีน้ำเงิน, น้ำเงิน - ขาว, น้ำตาลและน้ำตาล - ขาวคือ) จากแจ็คที่ปลายแต่ละด้านของสายเคเบิล ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้สายสีน้ำตาลและสีเขียวคู่นี้ไม่ได้ใช้ในแอพพลิเคชั่นอีเทอร์เน็ตความเร็วต่ำดังนั้นการถอดแจ็คออกจะไม่ทำให้การสื่อสารหยุดชะงัก ดังนั้นควรเชื่อมต่อปลายด้านหนึ่งเข้ากับแหล่งจ่ายไฟและอีกด้านหนึ่งกับโหลดดังนั้นเพื่อเป็นตัวอย่างเราใช้แบตเตอรี่เป็นแหล่งพลังงานและกล้องเป็นตัวโหลด ด้วยแหล่งที่มาและโหลดในวงปิดวงจรด้านล่างจะเสร็จสมบูรณ์และกล้องจะแสดงการตอบสนอง เนื่องจากใช้การตั้งค่าที่เรียบง่ายนี้เราจึงส่งพลังงานไปยังอุปกรณ์ง่ายๆผ่านสายอีเธอร์เน็ตเราจึงสามารถพูดได้ว่าPoE ทำได้

Power over Ethernet ทำงานอย่างไรและเหตุใดจึงใช้

เหตุผลหลักในการใช้ PoE เหนือระบบจ่ายไฟแบบเดิมคือเพื่อลดต้นทุนในการจัดหาแหล่งจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ต่อพ่วงแต่ละตัวที่เชื่อมต่อกับเครือข่าย ตัวอย่างเช่นหากคุณมีกล้องสอดแนม 10 ตัวที่กระจายอยู่ทั่วทั้งอาคารในกรณีนั้นจำเป็นต้องใช้ชุดจ่ายไฟ 10 ตัวเพื่อจ่ายไฟให้กับพวกมันและนั่นไม่ใช่ปัญหาหลัก ปัญหาหลักคือการเดินสายไฟ 220 เส้นใกล้กับอุปกรณ์ต่อพ่วงแต่ละตัวซึ่งไม่สามารถใช้งานได้จริงดังนั้นการใช้ PoE จึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงทั้งหมดเข้ากับระบบส่วนกลาง

ตอนนี้การถอดสายเคเบิลอีเธอร์เน็ตสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงแต่ละตัวเข้ากับระบบกลางนั้นเป็นงานที่น่าเบื่อดังนั้นสำหรับการใช้หัวฉีด PoE และตัวแยก PoE

ดังแสดงในรูปโดยใช้PoE Injector และ PoE Splitterเราสามารถข้ามความยุ่งยากทั้งหมดในการระบุสีการปอกสายไฟการบัดกรีและการตกแต่งปลายหลวม ตอนนี้ให้เราดูฟังก์ชั่นของอุปกรณ์เหล่านี้และวิธีการใช้งาน

หัวฉีด PoE

อุปกรณ์นี้มีพอร์ตอินพุตสองพอร์ตและพอร์ตเอาต์พุตหนึ่งพอร์ต อินพุตแรกใช้สำหรับเชื่อมต่อสายอีเทอร์เน็ตปกติและอินพุตอื่นใช้สำหรับเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ DC ในขณะที่เอาต์พุตใช้สำหรับเชื่อมต่อสายเคเบิลอีเทอร์เน็ต PoE

เรามีอินพุต: การเชื่อมต่อ Ethernet ปกติ + แหล่งจ่ายไฟ DC

ที่เอาต์พุตเรามี: PoE Ethernet (ซึ่งสามารถใช้สำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ PoE)

ดังนั้นฟังก์ชันหัวฉีด PoE จึงให้ PoE Ethernet โดยการเชื่อมต่อ Ethernet ปกติและแหล่งจ่ายไฟ DC

PoE Splitter

อุปกรณ์นี้มีพอร์ตอินพุตหนึ่งพอร์ตและพอร์ตเอาต์พุตสองพอร์ต อินพุตใช้สำหรับเชื่อมต่อสายเคเบิล PoE Ethernet ในขณะที่พอร์ตเอาต์พุตให้พลังงาน Ethernet และ DC ตามปกติ

ในอินพุตเรามี: PoE Ethernet

เรามีเอาต์พุต: การเชื่อมต่อ Ethernet ปกติ + แหล่งจ่ายไฟ DC

ดังนั้นหน้าที่ของตัวแยก PoE จึงค่อนข้างตรงกันข้ามกับ PoE Injector ซึ่งก็คือการแยกการเชื่อมต่อ PoE Ethernet ออกเป็น Ethernet ปกติและแหล่งจ่ายไฟ DC

PoE Extender

PoE Extender ใช้เมื่อมีเครือข่ายครอบคลุมในระยะทางไกลเช่นห้างสรรพสินค้าโรงแรมร้านอาหารอาคารสำนักงานธุรกิจวิทยาเขตวิชาการและสถานที่เล่นกีฬา ในสถานที่เหล่านั้นไม่สามารถใช้การเชื่อมต่ออีเทอร์เน็ต 100 เมตรปกติได้และนี่คือช่วงเวลาที่ PoE Extender เข้ามาเล่น อุปกรณ์นี้สามารถใช้เพื่อขยายอุปกรณ์เครือข่ายอีเธอร์เน็ตเกินขีด จำกัด ระยะทางพื้นฐาน 100 เมตรทำให้เป็นตัวเลือกที่ใช้ได้สำหรับหลาย ๆ กรณี

อุปกรณ์ต่อพ่วงในปัจจุบันรองรับ PoE Ethernet ดังนั้นเราจึงสามารถข้ามตัวแยกสัญญาณและเชื่อมต่อสายเคเบิลเข้ากับอุปกรณ์ได้โดยตรงดังแสดงในรูป

ตอนนี้การตั้งค่านี้จะใช้งานได้หากมีเครื่องใช้ไฟฟ้าหนึ่งหรือสองเครื่อง แต่หากมีอุปกรณ์หลายเครื่องการซื้อ PoE Injector สำหรับทุกอุปกรณ์ไม่ใช่ทางออกที่ดีที่สุด สำหรับกรณีเฉพาะเช่นนี้เรามี PoE Hub ซึ่งสามารถแทนที่ PoE Injectors หลายตัวได้

PoE Hub

การทำงานของฮับ PoE นั้นคล้ายกับหัวฉีด PoE ยกเว้นว่าจะใช้การเชื่อมต่ออีเทอร์เน็ตจำนวนมากในขณะที่ให้เอาต์พุต PoE Ethernet จำนวนมากนั้น ฮับจะใช้งานได้ดีที่สุดหากคุณมีอุปกรณ์ PoE จำนวนมากที่ปลายด้านหนึ่งและการเชื่อมต่ออีเทอร์เน็ตตามปกติจะให้เซิร์ฟเวอร์บนอีกด้านหนึ่ง การทำงานของฮับสามารถเข้าใจได้ง่ายจากแผนภาพด้านล่าง

จนถึงตอนนี้เราถือว่ามีสายฟรีในสาย Ethernet ซึ่งสามารถใช้กับ PoE ได้โดยไม่ยาก

ตอนนี้คุณอาจถามว่าในกรณีใดบ้างที่ใช้สายทั้งหมดในสายอีเธอร์เน็ต ? กรณีนี้ไม่ใช่เรื่องที่หายากเนื่องจากอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงและระบบถ่ายโอนข้อมูลใช้สายข้อมูลทั้งหมด แม้ในกรณีดังกล่าว PoE ก็ยังทำได้ แต่ก็มีความซับซ้อนเมื่อเทียบกับการกำหนดค่าก่อนหน้านี้

ในกรณีของระบบส่งความเร็วสูงทั้งข้อมูลและพลังงานจะถูกส่งผ่านสายเดียวกัน แต่ใช้อุปกรณ์พิเศษสำหรับสิ่งนั้น หน่วยพิเศษนี้คือสวิตช์ PoEซึ่งจะเพิ่มต้นทุนซึ่งแตกต่างจากเมื่อก่อนที่เราสามารถลอกเส้นที่ไม่ได้ใช้ออกที่ปลายทั้งสองข้างและใช้เพื่อความสะดวกของเรา

สวิตช์ PoE

สวิตช์ PoE เป็นสวิตช์เครือข่ายที่มีความสามารถในการจ่ายไฟผ่านอีเธอร์เน็ตจากแต่ละอินเทอร์เฟซในขณะที่ยังสามารถส่งต่อเฟรมได้ ใส่เพียงแค่การทำงานเช่นพอร์ตสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ PoE หลายไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องเดียว

ในแผนภาพบล็อกคุณสามารถดูว่าอุปกรณ์ PoE หลายตัวเชื่อมต่อกับสวิตช์ PoE ด้วยสายอีเทอร์เน็ตและพีซีสื่อสารกับอุปกรณ์เหล่านี้ผ่านสวิตช์ PoE ได้อย่างไร สวิตช์ PoE ต้องใช้ Uplink หนึ่งรายการไปยังเครือข่ายที่มีอยู่เพื่อขยายและเพิ่มพอร์ตเพิ่มเติม

มาตรฐาน PoE

อุปกรณ์ PoE เป็นไปตามมาตรฐานบางประการสำหรับการสื่อสารข้อมูลและการส่งพลังงาน ดังนั้นจึงปฏิบัติตามมาตรฐานเหล่านี้ในขณะที่ออกแบบอุปกรณ์เหล่านี้ โดยปกติแล้วจะมีมาตรฐานสี่ประเภทตามมาในขณะที่ออกแบบอุปกรณ์เหล่านี้และจะแบ่งตามความสามารถในการจัดการพลังงาน

ส่วนขยาย IEEE	ประเภท	ความจุไฟฟ้า
IEEE802.3af	พิมพ์ครั้งที่ 1	15.4 วัตต์
IEEE802.3at / PoE +	พิมพ์ครั้งที่ 2	30.8 วัตต์
IEEE802.3bt / UPoE	พิมพ์ครั้งที่ 3	60 วัตต์
IEEE802.3bt	พิมพ์ครั้งที่ 4	90 วัตต์

คุณสามารถดูตารางนี้และเลือก PoE Switch, Injector หรือ Router ที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์ PoE ของคุณ

แอปพลิเคชั่น PoE

• ระบบแสงสว่างอัจฉริยะ: ระบบไฟส่องสว่างสามารถควบคุมผ่านเซิร์ฟเวอร์หรือพีซีระยะไกลซึ่งจะมีประโยชน์
• บ้านอัจฉริยะ: PoE ทำให้การออกแบบบ้านอัจฉริยะเป็นเรื่องง่ายเพราะในการเชื่อมต่อเครือข่ายสมาร์ทโฮมถูกสร้างขึ้นที่ทุกมุมของพื้นที่ใช้สอยในขณะที่อุปกรณ์ทุกเครื่องแชร์ข้อมูลซึ่งกันและกันและสามารถทำได้ง่ายขึ้นโดยใช้ PoE
• ระบบรักษาความปลอดภัย: Office และ Institutes สามารถเพิ่มประสิทธิผลได้โดยการติดตั้งอุปกรณ์ PoE เพื่อความปลอดภัย
• PoE ยังใช้สำหรับ RFID และระบบเตือนภัย

ข้อ จำกัด ของ PoE

แม้ว่าทุกอย่างจะดูเป็นสีเขียวที่นี่ แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้น มีข้อบกพร่องหลายประการสำหรับ PoE และมีการกล่าวถึงสองสามข้อด้านล่าง

• ค่าใช้จ่าย:ตามปกติการติดตั้งเทคโนโลยีใด ๆ ก็ต้องเสียเงิน แม้ว่าการติดตั้ง PoE เราสามารถประหยัดเงินได้ แต่จะใช้ได้เฉพาะในกรณีที่มีอุปกรณ์มากกว่าสี่ถึงห้าเครื่องในพื้นที่ เนื่องจากการติดตั้ง PoE จะทำให้คุณเสียค่าใช้จ่ายเป็นพัน ๆ แต่คุณจะทำงานได้สำเร็จด้วยเงินไม่กี่ร้อยหากมีอุปกรณ์ PoE เพียงหนึ่งหรือสองเครื่อง ดังนั้นการติดตั้ง PoE จึงไม่เหมาะสำหรับบ้านที่อุปกรณ์ PoE ถูก จำกัด ไว้ที่หนึ่งหรือสองตัว ในกรณีนี้การซื้อสายต่อหรืออะแดปเตอร์จะทำให้งานเสร็จแทนที่จะใช้จ่ายจำนวนมากในการตั้งค่า PoE
• ความซับซ้อน:การติดตั้งการตั้งค่า PoE จะเพิ่มความซับซ้อนให้กับทุกคนโดยไม่จำเป็นต้องพูด เช่นเดียวกับที่คุณต้องเข้าใจเงื่อนไขใหม่ ๆ เกี่ยวกับ PoE และยุ่งยากในการซื้อระบบจับคู่เมื่อใดก็ตามที่คุณต้องการติดตั้งอุปกรณ์ PoE ใหม่ที่บ้านหรือที่ทำงานของคุณ