كيف تعمل تقنية PoE؟
Sep 20, 2020
تتيح تقنية التغذية عبر الإيثرنت (PoE) لكابلات الإيثرنت نقل البيانات والطاقة الكهربائية إلى أجهزة الشبكة عبر كابل واحد. هذا يُغني عن الحاجة إلى مصادر طاقة منفصلة ويقلل من تشابك الكابلات، مما يجعل تركيب أجهزة مثل كاميرات IP ونقاط الوصول اللاسلكية وهواتف VoIP أكثر كفاءة. إليك شرحًا لكيفية عمل تقنية PoE: 1. المكونات الأساسية لتقنية PoEمعدات تزويد الطاقة (PSE): هذا هو الجهاز الذي يوصل الطاقة عبر كابل الإيثرنت. قد يكون مفتاح يدعم تقنية PoE، أ حاقن PoEأو جهاز توجيه مزود بإمكانيات PoE. يحدد جهاز PSE مقدار الطاقة المطلوبة ويقوم بتوفيرها وفقًا لذلك.الجهاز الذي يعمل بالطاقة (PD): الجهاز الذي يستقبل الطاقة والبيانات من كابل الإيثرنت. ومن أمثلته كاميرات IP، ونقاط الوصول اللاسلكية، وهواتف VoIP، وغيرها من الأجهزة المتصلة بالشبكة. ويتواصل جهاز PD مع وحدة تزويد الطاقة (PSE) للحصول على الكمية المناسبة من الطاقة.كابل إيثرنت: تستخدم تقنية PoE عادةً كابلات إيثرنت قياسية من نوع Cat5e أو Cat6 أو أعلى لنقل الطاقة والبيانات عبر نفس الكابل. وينقسم الكابل إلى أزواج من الأسلاك، يُستخدم بعضها لنقل البيانات، بينما يُستخدم البعض الآخر لتوصيل الطاقة. 2. كيفية توصيل الطاقة عبر الإيثرنتتعمل تقنية PoE عن طريق إرسال طاقة تيار مستمر منخفضة الجهد عبر نفس كابلات الأزواج الملتوية المستخدمة لنقل البيانات. وهناك طريقتان رئيسيتان لتوصيل الطاقة:تزويد الطاقة للزوج الاحتياطي (الخيار ب): في كابل إيثرنت القياسي، يُستخدم زوجان فقط من أزواج الأسلاك الأربعة المجدولة لنقل البيانات في شبكات 10BASE-T و100BASE-T. أما الأزواج غير المستخدمة (الأطراف 4 و5 و7 و8) فيمكنها نقل الطاقة دون التأثير على نقل البيانات.التزويد بالطاقة الوهمية (الخيار أ): في شبكات 1000BASE-T (جيجابت إيثرنت) وما فوقها، تُستخدم جميع أزواج الأسلاك الأربعة لنقل البيانات. في هذه الطريقة، يقوم مُزوِّد الطاقة (PSE) بتزويد أزواج البيانات (الأطراف 1 و2 و3 و6) بالطاقة دون التأثير على إشارة البيانات. ويتم ذلك باستخدام مُكوِّن التيار المستمر (DC) لتوصيل الطاقة، بينما يتولى مُكوِّن التيار المتردد (AC) نقل البيانات. 3. التفاوض على تقنية PoE وتخصيص الطاقةيجب أن يتواصل كل من مزود الطاقة (PSE) وجهاز توزيع الطاقة (PD) لضمان توصيل الكمية الصحيحة من الطاقة. وتخضع هذه العملية لمعايير IEEE PoE.كشف: يتحقق جهاز تزويد الطاقة (PSE) من توافق الجهاز المتصل مع تقنية PoE عن طريق تطبيق جهد منخفض على الكابل. إذا كانت مقاومة الجهاز المتصل حوالي 25 كيلو أوم، فإن جهاز تزويد الطاقة (PSE) يكتشف أنه يدعم تقنية PoE.تصنيف: يُصنّف مُزوّد الطاقة (PSE) جهاز PoE لتحديد احتياجاته من الطاقة. تُقسّم أجهزة PoE إلى فئات طاقة مختلفة بناءً على مقدار الطاقة التي تحتاجها، بدءًا من الفئة 0 (الافتراضية) وصولًا إلى الفئة 4 (عالية الطاقة). يُمكّن هذا مُزوّد الطاقة من تخصيص الكمية المناسبة من الطاقة وتحسين توزيعها على الأجهزة المتعددة.توصيل الطاقة: بعد التصنيف، يبدأ جهاز تزويد الطاقة (PSE) بتزويد جهاز الكشف الضوئي (PD) بالطاقة. يتراوح الجهد عادةً بين 44 و 57 فولت تيار مستمر، ويتغير التيار بناءً على احتياجات الجهاز من الطاقة.يراقب: يستمر جهاز تزويد الطاقة (PSE) في مراقبة استهلاك الطاقة للجهاز (PD). في حالة فصل الجهاز، يتوقف جهاز تزويد الطاقة (PSE) فورًا عن تزويد الطاقة لتجنب زيادة الحمل على الدائرة. 4. معايير PoEتم توحيد تقنية PoE بموجب عائلة بروتوكولات IEEE 802.3، مع وجود إصدارات مختلفة تحدد مستويات طاقة متفاوتة:--- معيار IEEE 802.3af (PoE): يوفر معيار PoE الأصلي طاقة تصل إلى 15.4 واط عند وحدة تزويد الطاقة (PSE) و12.95 واط عند وحدة توزيع الطاقة (PD)، بعد احتساب فقد الطاقة في الكابل. وهذا مناسب للأجهزة منخفضة الطاقة مثل هواتف VoIP ونقاط الوصول اللاسلكية البسيطة.--- معيار IEEE 802.3at (PoE+): نسخة محسّنة من تقنية PoE توفر طاقة تصل إلى 30 واط عند نقطة تزويد الطاقة (PSE) و25.5 واط عند نقطة توزيع الطاقة (PD). يُستخدم هذا المعيار للأجهزة التي تستهلك طاقة أكبر، مثل كاميرات IP ونقاط الوصول اللاسلكية عالية الأداء.معيار IEEE 802.3bt (PoE++ أو PoE رباعي الأزواج): أحدث معايير تقنية PoE، يدعم مستويات طاقة أعلى، تصل إلى 60 واط (النوع 3) أو 100 واط (النوع 4) عند نقطة تزويد الطاقة (PSE). يُستخدم هذا المعيار للأجهزة التي تستهلك طاقة عالية، مثل كاميرات PTZ (التحريك والإمالة والتكبير)، وإضاءة LED، والأجهزة اللاسلكية عالية الأداء. 5. مزايا تقنية PoEتركيب مبسط: تتيح تقنية PoE للأجهزة تلقي الطاقة والبيانات عبر كابل واحد، مما يقلل الحاجة إلى منافذ طاقة إضافية ويبسط عملية التثبيت.توفير التكاليف: باستخدام تقنية PoE، يمكن للشركات توفير تكاليف التركيب، وتجنب نفقات تمديد الأسلاك الكهربائية المنفصلة، وتقليل الحاجة إلى محولات الطاقة.المرونة: تتيح تقنية PoE نشر الأجهزة في أماكن قد لا تتوفر فيها منافذ الطاقة أو تكون غير ملائمة، مثل الأسقف أو الجدران أو المواقع الخارجية.إدارة الطاقة المركزية: تتيح تقنية PoE إدارة مركزية للطاقة، مما يمكّن مسؤولي الشبكة من مراقبة والتحكم في إمداد الطاقة للأجهزة المتصلة. وهذا بدوره يُحسّن كفاءة استهلاك الطاقة ويُسهّل عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها. 6. قيود تقنية PoEميزانية الطاقة: إجمالي الطاقة المتاحة من محول PoE يحد من ذلك ميزانية الطاقة الخاصة به. وهذا يعني أنه لا يمكن تشغيل سوى عدد معين من الأجهزة في وقت واحد، وذلك حسب متطلبات الطاقة الخاصة بها.طول الكابل: تُحدَّد تقنية PoE بطول كابل الإيثرنت الأقصى، والذي يبلغ عادةً 100 متر (328 قدمًا). تستطيع تقنية الإرسال لمسافات طويلة من BENCHU GROUP الإرسال لمسافة تصل إلى 250 مترًا دون الحاجة إلى أجهزة تقوية الإشارة. بعد هذه المسافة، يصبح توصيل الطاقة ونقل البيانات غير موثوق به دون استخدام موسعات أو مُكرِّرات PoE. خاتمةتُعدّ تقنية PoE حلاً فعالاً ومرناً لتزويد أجهزة الشبكة بالطاقة دون الحاجة إلى مصادر طاقة منفصلة. فمن خلال نقل الطاقة والبيانات عبر كابل إيثرنت واحد، تُبسّط تقنية PoE عملية التركيب، وتُقلّل التكاليف، وتُوفّر إدارة مركزية للطاقة. وهي تُستخدم على نطاق واسع في بيئات الشبكات الحديثة لأجهزة مثل نقاط الوصول اللاسلكية، وكاميرات IP، وهواتف VoIP.
إقرأ المزيد