Công nghệ cấp nguồn poe là gì

Cơng nghệ cấp nguồn PoE là gì?
– PoE là từ viết tắt Power over Ethernet, Công nghệ cấp nguồn PoE là cho phép truyền tải điện năng cho thiết bị thông qua cable RJ45.
– Như chúng ta đã biết Cable mạng thơng thường có 8 lõi trong cáp UTP nhưng chỉ dùng có 4 lõi để truyền /nhận thơng tin, 4 lõi còn lại được
ứng dụng để phục vụ cho mục đích khác.
Thiết bị PoE hoạt động như thế nào?
– PD – Powered Devices: PDs là thiết bị cuối có thể chấp nhận tín hiệu điện từ Ethernet Cat-5 cable.
– PSE – Power Source Equipment: PSEs tăng cường nguồn trên cable mạng.
– Midspan device: đồng bộ giữa các thiết bị Switch và PDs (thiết bị cuối).
– Endspan devices (PoE Switches): Đây là bộ chuyển mạch Ethernet Switches đến cables Cat5 ethernet cable có 4 cặp cáp xoắn:
+ 2 cặp để data transfer
+ 2 cặp để trống.
2 cách để truyền nguồn điện trên cables ethernet
- Cách 1: Dùng 2 cặp dây không được sử dụng truyền dữ liệu để thực hiện việc truyền dẫn điện. Cấp 1 đầu điện cực + ở chân 4 và 5 của cáp
ethernet và cực – ở chân 7 và 8. Mơ tả như hình dưới.
- Cách 2: Cùng dùng 2 cặp dây để truyền dữ liệu và truyền nguồn điện. PSE kích điện qua 2 cặp dây dữ liệu (pin 1,2 và pin 3,6) mà không ảnh
hưởng đến việc truyền dữ liệu. Mô tả như hình dưới.


POE hoạt động như thế nào?

Các dây cáp mạng, như Cat 5e và Cat 6, bao gồm 8 dây được sắp xếp thành 4 cặp xoắn. Trong Ethernet 10 và 100BASE-T, hai trong số
các cặp này được sử dụng để gửi thông tin và chúng được gọi là cặp dữ liệu. Hai cặp cịn lại khơng được sử dụng và được gọi là các cặp
dự phòng (Gigabit Ethernet sử dụng tất cả 4 cặp).
Bởi vì dịng điện chạy trong một vòng lặp, 2 dây dẫn được yêu cầu để cung cấp năng lượng qua cáp. POE coi mỗi cặp là một dây dẫn duy
nhất và có thể sử dụng 2 cặp dữ liệu hoặc 2 cặp dự phòng để mang dòng điện.
POE được đưa vào cáp ở điện áp trong khoảng từ 44 đến 57V DC và thường sử dụng 48V. Điện áp tương đối cao này cho phép truyền
tải điện hiệu quả dọc theo cáp, trong khi vẫn đủ thấp để được coi là an toàn.
Điện áp này an tồn cho người dùng, nhưng nó vẫn có thể làm hỏng thiết bị chưa được thiết kế để nhận POE. Do đó, trước khi POE
switch hoặc midspan (được gọi là PSE, hay Power Sourcing Equipment) có thể cấp nguồn cho camera IP được kết nối hoặc thiết bị khác
(được gọi là PD, hay Powered Device - thiết bị được cấp nguồn), nó phải thực hiện quy trình phát hiện chữ ký
** Chú ý

Như được định nghĩa trong IEEE 802.3af và IEEE 802.3at, PoE cung cấp năng lượng điện qua hai cặp trong số bốn cặp cáp xoắn ở loại
D (còn được gọi là Cat5e) hoặc tốt hơn, đi dây theo tiêu chuẩn ISO / IEC 11801: 1995. PSE chỉ sử dụng các cặp tín hiệu, các cặp 1, 2
và 3, 6 để vận chuyển điện từ PSE đến PD và để trống các cặp dự phòng (các cặp 4,5 và 7,8) khơng hoạt động. Kiến trúc này có thể
cung cấp tới 30W cho mỗi cổng.

Các lớp PoE có nghĩa là gì?
Các thiết bị hỗ trợ PoE và PoE + được gán một lớp từ 0-4 dựa trên lượng điện năng mà chúng yêu cầu. Khi một PD được kết nối với
PSE, nó cung cấp lớp của nó cho PSE để PSE có thể cung cấp lượng điện chính xác cho nó. Thiết bị Class 1, Class 2 và Class 3 tương
ứng yêu cầu công suất rất thấp, công suất thấp và cơng suất trung bình. Thiết bị Lớp 4 (PoE +) yêu cầu lượng điện năng cao và chỉ
tương thích với PoE + PSE. Để biết thêm thông tin về phân loại PoE,
Các thiết bị Lớp 0 chưa nhận được chỉ định lớp chính xác từ nhà sản xuất, vì vậy hầu hết các PSE phải phân bổ cùng một lượng điện


năng cho các thiết bị Lớp 0 như chúng cho các thiết bị Lớp 3, ngay cả khi thiết bị Lớp 0 thực sự sử dụng rất ít điện năng. Tuy nhiên,
các mẫu thiết bị chuyển mạch NETGEAR PoE + mới hơn cho phép bạn xác định giới hạn công suất trên cho PD bất kể lớp của nó là
gì. Các mơ hình này cũng phân bổ cơng suất cho các PD khác dựa trên giới hạn công suất mà bạn xác định, không phải phân bổ
công suất lý thuyết theo loại thiết bị, giảm lãng phí ngân sách điện năng.
Các thiết bị PoE có thể cung cấp bao nhiêu điện năng?
Thiết bị PoE + có thể cung cấp tối đa 30 watt cho mỗi cổng, trong khi thiết bị PoE có thể cung cấp tối đa 15,4 watt cho mỗi cổng. Tuy
nhiên, một số điện năng luôn bị mất theo chiều dài của cáp và nhiều điện năng bị mất hơn khi chạy cáp dài hơn. Công suất đảm bảo
tối thiểu có sẵn ở PD là 12,95 watt trên mỗi cổng đối với PoE và 25,5 watt trên mỗi cổng đối với PoE +.
PSE cũng có ngân sách điện năng tối đa, là tổng lượng điện năng mà chúng có thể cung cấp cho các PD tại một thời điểm, được đo
bằng watt. Hầu hết các PSE khơng có ngân sách nguồn đủ cao để cung cấp công suất tối đa có thể cho tất cả các cổng có khả năng
PoE, vì hầu hết người dùng khơng u cầu nhiều năng lượng như vậy. Khi bạn đang mua một PSE có khả năng PoE, hãy đảm bảo
rằng bạn tính tốn kỹ ngân sách điện năng cần thiết của mình cho tất cả các PD mà bạn định kết nối.

PoE có vấn đề tương thích với các thiết bị mạng?
Trong những ngày đầu ra mắt công nghệ này, nhiều hệ thống được độc quyền sử dụng PoE. Tuy nhiên, tiêu chuẩn IEEE 802.3af
đã được áp dụng rộng rãi vì sự phổ biến của PoE đã lan rộng hơn, nghĩa là khả năng tương thích giữa tất cả các thiết bị PoE
hiện nay đã được đảm bảo.

PoE yêu cầu hệ thống dây điện đặc biệt?
Hoàn toàn sai, các sản phẩm cáp mạng như: Cat 5e, Cat 6, v.v… – và cáp kết nối RJ45 giống nhau đều được sử dụng cho cả
mạng cục bộ thông thường và mạng hỗ trợ PoE.
PoE công suất caoTiêu chuẩn PoE 802.3af phù hợp với các thiết bị mạng yêu cầu công suất điện lên tới khoảng 13W, nhưng
nhiều thiết bị đã áp dụng PoE cần mức công suất lớn hơn. Nhưng những hệ thống PoE công suất cao là độc quyền và không
phải lúc nào cũng tương thích ngược với PoE 802.3af thơng thường.
Vì lý do này, một tiêu chuẩn mới đã được giới thiệu bởi IEEE nhằm tăng cường sức mạnh sẵn có như PoE 802.3at hoặc POE
Plus.
POE Plus tăng gần gấp đôi lượng điện năng có sẵn cho các thiết bị được cấp nguồn, lên tới 25,5W.
Các switch và injector PoE Plus sẽ tự động tương thích những thiết bị hỗ trợ PoE 802.3af và kích hoạt PoE cho thiết bị như bình


thường. Các thiết bị được hỗ trợ PoE Plus cũng có thể được kết nối với switch và injector PoE 802.3af, được cho là để hạn chế
lượng điện năng sử dụng tương ứng.
Công nghệ giới hạn năng lượng thông minh của PoE 802.3at đưa phạm vi của các nguồn năng lượng và những thiết bị được cấp
nguồn kết nối với nhau và điều chỉnh mức giới hạn của năng lượng điện.
PoE Plus đồng bộ và có thể được cung cấp năng lượng PoE với các hệ thống thiết bị mạng hoàn chỉnh hơn, bao gồm cả camera
IP và các điểm truy cập không dây đa kênh.
Lưu ý rằng tiêu chuẩn 802.3at có thể chạy song song cùng với tiêu chuẩn 802.3af và chúng không thay thế cho nhau. 802.3af
vẫn sẽ được sử dụng bởi phần lớn các thiết bị Power over Ethernet trong tương lai gần.
PoE hoạt động như thế nào?Các dây cáp mạng, như Cat 5e và Cat 6, bao gồm 8 dây được sắp xếp thành 4 cặp xoắn. Trong
Ethernet 10 và 100BASE-T, hai trong số các cặp này được sử dụng để gửi thông tin và chúng được gọi là cặp dữ liệu. Hai cặp
cịn lại khơng được sử dụng và được gọi là các cặp dự phịng (Gigabit Ethernet sử dụng tất cả 4 cặp).
Bởi vì dòng điện chạy trong một vòng lặp, 2 dây dẫn được yêu cầu để cung cấp năng lượng qua cáp. PoE coi mỗi cặp là một
dây dẫn duy nhất và có thể sử dụng 2 cặp dữ liệu hoặc 2 cặp dự phòng để mang dòng điện.
PoE được đưa vào cáp ở điện áp trong khoảng từ 44 đến 57V DC và thường sử dụng 48V. Điện áp tương đối cao này vừa cho
phép truyền tải điện hiệu quả dọc theo cáp, vừa đủ thấp để được coi là an tồn.
Điện áp này an tồn cho người dùng, nhưng nó vẫn có thể làm hỏng thiết bị chưa được thiết kế để nhận PoE. Do đó, trước khi
POE switch hoặc midspan (được gọi là PSE, hay Power Sourcing Equipment) có thể cấp nguồn cho camera IP được kết nối hoặc
thiết bị khác (được gọi là PD, hay Powered Device – thiết bị được cấp nguồn), nó phải thực hiện quy trình phát hiện chữ ký.

Phát hiện chữ ký sử dụng điện áp thấp hơn để phát hiện chữ ký đặc trưng của các PD tương thích với IEEE (điện trở 25kOhm).
Khi chữ ký này đã được phát hiện, PSE biết rằng điện áp cao hơn có thể được áp dụng một cách an toàn.
Việc phân loại tuân theo giai đoạn phát hiện chữ ký và là một quá trình tùy chọn. Nếu một PD hiển thị chữ ký phân loại, nó sẽ
cho PSE biết nó cần bao nhiêu năng lượng để hoạt động, là một trong ba lớp năng lượng. Điều này có nghĩa là các PSE với tổng
năng lượng hạn chế có thể phân bổ nó một cách hiệu quả. Các lớp năng lượng PoE như sau:
Lớp năng lượng PoE 1 2 3 Năng lượng PSE có sẵn 4.0W 7.0W 15.4WCông suất thiết bị tối đa 3.84W 6.49W 12.95W Sự chênh
lệch giữa công suất được cung cấp bởi PSE và công suất mà PD nhận được bị tiêu hao dưới dạng nhiệt trong cáp. Nếu một PD
không hiển thị chữ ký, thì nó là lớp 0 và phải được phân bổ tối đa 12,95W.
Thiết bị PoE Plus có lớp năng lượng là 4. Nếu nguồn PoE 802.3af thông thường phát hiện lớp này, nguồn sẽ được kích hoạt như


thể nó là thiết bị loại 0. Tuy nhiên, PSE 802.3at sẽ không chỉ nhận ra PD là thiết bị PoE Plus. Nó cũng sẽ lặp lại giai đoạn phân
loại, như một tín hiệu cho PD được kết nối với nguồn điện có đầy đủ năng lượng PoE Plus. (Về lý thuyết, PD cũng có thể yêu cầu
thêm năng lượng bằng cách liên lạc qua liên kết mạng). Các PSE Plus có thể cung cấp tới 30W và cơng suất thiết bị khả dụng là
25,5W.
Giai đoạn cuối cùng sau khi phát hiện và phân loại thiết bị mới được kết nối là bật nguồn: Nguồn 48V được PSE kết nối với cáp
để PD có thể hoạt động. Sau khi được bật, PSE tiếp tục theo dõi lượng điện được cung cấp cho PD và sẽ cắt nguồn điện cho cáp
nếu điện năng quá nhiều hoặc cấp thêm nguồn điện nếu khơng đủ. Điều này giúp bảo vệ PSE, để nó có thể chống lại hiện
tượng quá tải và đảm bảo rằng PoE bị ngắt kết nối với cáp nếu rút phích cắm PD.