Что такое PoE (Power over Ethernet)?
В настоящее время подключение к Интернету стало необходимостью, поскольку сегодня уже многим электронным устройствам для правильной работы требуется активное подключение к Интернету. Хотя большинство устройств имеют опции подключения по Wi-Fi, но многие гаджеты и сетевые маршрутизаторы все еще используют порты Ethernet и кабели для подключения к проводной линии Интернет. Сегодня мы узнаем, как можно передавать энергию по линиям передачи данных в рамках PoE (Power over Ethernet).
Как следует из названия, подача электроэнергии через кабели Ethernet называется PoE. Мы все знаем, что кабели Ethernet используются для передачи данных и подключения к сети, но знаете ли вы, что большую часть времени мы не используем все соединительные линии, присутствующие в кабеле Ethernet. Например, рассмотрим кабель Ethernet, показанный на рисунке ниже, он имеет 8 линий, но из них только четыре линии обычно используются для обмена данными (оранжевая, оранжево-белая, зеленая и зелено-белая), в то время как остальные четыре линии остаются незанятыми. Таким образом, обмен данными возможен даже после того, как мы зачистим эти свободные линии на обоих концах, поэтому в низкоуровневом кабеле Ethernet есть только четыре линии вместо восьми. Таким образом, свободные четыре линии могут быть использованы для передачи энергии. Эта простая настройка использования свободных линий для подачи питания на нагрузку называется Power over Ethernet.
Теперь давайте посмотрим на простую схему для лучшего понимания принципа работы PoE. В следующей схеме четыре провода отсоединены (а именно синий, сине-белый, коричневый и коричнево-белый) от разъема на каждом конце кабеля. Как было сказано ранее, эта пара коричневых и зеленых проводов не используется в низкоскоростных приложениях Ethernet, поэтому снятие их с разъема не приведет к прерыванию связи. Таким образом, один конец должен быть подключен к источнику питания, а другой – к нагрузке, чтобы показать пример, мы используем батарею в качестве источника питания и камеру в качестве нагрузки. Когда источник и нагрузка находятся в замкнутом контуре, приведенная ниже цепь замкнута, и камера будет работать. Поскольку с помощью этой простой настройки мы подали питание на простое устройство через кабель Ethernet, мы можем сказать, что цель PoE в данном случае достигнута.
Как работает Power over Ethernet и почему он используется
Основная причина использования PoE по сравнению с обычной системой электропитания состоит в том, чтобы снизить стоимость предоставления электропитания каждому периферийному устройству, которое подключается к сети. Например, если у вас есть 10 камер, распределенных по всему зданию, в этом случае для обеспечения их питания требуется 10 блоков питания, и это не главная проблема. Основная проблема заключается в подключении линий электропередач 220 В рядом с каждым периферийным устройством, что нецелесообразно, поэтому использование PoE является наилучшим вариантом для подключения всех периферийных устройств к центральной системе. Теперь прокладка Ethernet-кабеля для подключения каждого периферийного устройства к центральной системе сама по себе является утомительной задачей, поэтому для этого используются инжектор PoE и разветвитель (сплиттер) PoE.
Как показано на рисунке, используя инжектор PoE и сплиттер PoE, мы можем пропустить все хлопоты, связанные с определением цветов, зачисткой проводов, пайкой и заправкой свободных концов. Теперь давайте посмотрим на функции этих устройств и как они могут быть использованы.
Инжектор PoE
Это устройство имеет два входных порта и один выходной порт. Первый вход предназначен для подключения обычного кабеля Ethernet, а другой – для подключения источника питания постоянного тока, а выход используется для подключения кабеля PoE Ethernet.
На входе имеем нормальное соединение Ethernet и источник питания постоянного тока. На выходе у нас есть PoE Ethernet (который можно использовать для подключения устройств PoE). Таким образом, функция инжектора PoE обеспечивает PoE Ethernet, используя обычное соединение Ethernet и источник питания постоянного тока.
Сплиттер PoE
Это устройство имеет один входной порт и два выходных порта. Вход предназначен для подключения кабеля PoE Ethernet, а выходные порты обеспечивают нормальное питание Ethernet и питание постоянного тока.
На входе у нас есть PoE Ethernet. На выходе имеем нормальное соединение Ethernet и источник питания постоянного тока. Таким образом, функция разветвителя PoE совершенно противоположна функции инжектора PoE, и заключается она в разделении соединения PoE Ethernet на обычный Ethernet и пригодный для использования источник питания постоянного тока.
Расширитель PoE
Расширитель PoE используется, когда сеть охватывает большие площади, такие как торговые центры, отели, рестораны, офисные здания, предприятия, академические кампусы и спортивные объекты. В этих местах обычные 100-метровые соединения Ethernet не могут быть использованы, и именно тогда необходимо использовать расширитель PoE. Это устройство может использоваться для расширения сетевых устройств Ethernet за пределы базового ограничения в 100 м, что делает его жизнеспособным вариантом во многих случаях.
В наши дни периферийные устройства поддерживают PoE Ethernet, поэтому мы можем пропустить разветвитель и напрямую подключить кабель к устройству, как показано на следующем рисунке.
Теперь эта схема будет работать, если есть одно или два устройства, но если имеется несколько устройств, то покупка инжектора PoE для каждого устройства – не лучшее решение. Для таких конкретных случаев у нас есть концентратор (хаб) PoE, который может заменить несколько PoE-инжекторов.
Концентратор PoE
Работа PoE-концентратора аналогична PoE-инжектору, за исключением того, что он требует много соединений Ethernet, обеспечивая при этом много выходов PoE Ethernet.
Концентратор лучше всего использовать, если у вас много устройств PoE на одном конце и обычное соединение Ethernet, обеспечивающее сервер на другом. Работу концентратора можно легко понять из приведенной ниже блок-схемы.
До сих пор мы предполагали, что в кабеле Ethernet есть свободные линии, которые можно без труда использовать для PoE. Теперь вы можете спросить, как насчет случаев, когда используются все линии в кабелях Ethernet? Что ж, этот случай не редкий, так как высокоскоростной интернет и системы передачи данных используют все линии данных. В случае высокоскоростной системы передачи данные и энергия передаются по одним и тем же линиям, но для этого используются специальные устройства. Этот специальный блок представляет собой коммутатор PoE.
Коммутатор PoE
Коммутатор PoE – это сетевой коммутатор, способный обеспечивать питание по Ethernet от каждого интерфейса, но при этом он может пересылать кадры. Проще говоря, он работает как порт для подключения нескольких устройств PoE к одному ПК.
На блок-схеме вы можете увидеть, как несколько устройств PoE подключены к коммутатору PoE с помощью кабелей Ethernet, и ПК обменивается данными с этими устройствами через коммутатор PoE. Коммутатору PoE требуется один аплинк к существующей сети для дальнейшего расширения и увеличения портов.
Стандарты PoE
Устройства PoE соответствуют определенным стандартам для передачи данных и доставки энергии. Таким образом, эти стандарты соблюдаются при разработке этих устройств. Обычно при разработке этих устройств соблюдаются четыре типа стандартов, и они делятся в зависимости от их мощности.
- IEEE802.3af – 15,4 Вт
- IEEE802.3at/PoE+ – 30,8 Вт
- IEEE802.3bt/UPoE – 60 Вт
- IEEE802.3bt – 90 Вт
На основании этих стандартов можно выбрать соответствующий PoE-коммутатор, инжектор или маршрутизатор для ваших устройств PoE.
© digitrode.ru