تکنولوژی PoE چیست؟ | کاربرد پورت در سوییچ و NVR

یکی از جدید ترین تکنولوژی هایی که توانسته مشکل بسیاری از افراد را در امور شبکه و دوربین مداربسته برطرف کند، PoE است که ما در این مطلب قرار است تا صفر تا صد معرفی آن را شرح داده و تمامی سوالاتی که در خصوص آن مطرح می‌شود را پاسخ دهیم. بنابراین همراه ما در مدوسا دوربین باشید.

POE چیست و چه کاربردی دارد؟

فناوری PoE (Power over Ethernet) به زبان ساده یعنی اینکه برق و داده (اطلاعات شبکه) به‌صورت هم‌زمان از یک کابل شبکه (Ethernet) عبور می‌کنند. در سیستم‌های معمولی، دستگاه هایی مثل دوربین های مدار بسته تحت شبکه، تلفن‌های IP یا اکسس پوینت ها باید با کابل های جداگانه جداگانه برق و دیتا را دریافت کنند. اما با پی او ای، با استفاده از همان کابل LAN (کابل شبکه) که داده ها را منتقل می‌کند، می‌توان برق دوربین مداربسته را نیز تامین کرد.

با وجود تکنولوژی POE دیگر نیازی به وجود دو کابل (یکی برای برق و یکی برای انتقال دیتا) نیست و همین موضوع باعث کاهش شدید هزینه های کابل کشی و خرید کابل شد و در نتیجه نصب تجهیزات بسیار ساده تر و مرتب تر خواهد شد.

ایا پی او ای یک نوع کابل است؟

در واقع PoE یک نوع کابل خاص نیست، بلکه یک فناوری انتقال برق از طریق کابل شبکه است که در آن دستگاهی به نام PSE (مثل سوییچ PoE یا PoE Injector) برق را به کابل تزریق می‌کند و دستگاهی که PD (مثل دوربین یا تلفن IP) نام دارد، آن برق را دریافت و استفاده می‌کند. به کمک PoE می‌توان تجهیزات شبکه را در مکان‌هایی نصب کرد که دسترسی به پریز برق سخت است، بدون نیاز به منبع تغذیه جداگانه.

استاندارد poe چیست؟

یک سری استاندارد ها برای فناوری پی او ای وجود دارد که تولیدکنندگان و مهندسان برای اینکه بتوانند با یک دیگر کار کنند در نظر گرفته شده است. برای مثال USB یک استاندارد است که اگر هر دستگاهی از این استاندارد استفاده کند، می‌تواند با پورت USB کار کند.

• برخی از مشخصات استاندارد های PoE به صورت کلی و جامع به شرح زیر است:
• میزان برق عبوری از کابل شبکه (توان بر حسب وات)
• ولتاژ مشخص (برای مثال 44 الی 57 ولت)
• مشخص کردن زوج سیم ها در کابل برای برق
• هماهنگی های فرستنده و گیرنده برای برق ایمن

هر کدام از این ویژگی ها در داخل استاندارد های POE متغیر هستند که باعث ایجاد سه استاندارد شده اند که در ادامه بیشتر در خصوص آن صحبت می‌کنیم.

انواع استاندارد های جهانی POE

با توجه به پیشرفت تکنولوژی و همچنین اختراع شدن دستگاه های مختلف، نیاز به استاندارد های مختلف مورد نیاز بود. این موضوع برای فناوری پی او ای هم صادق است. در حال حاضر سه استاندارد برای این فناوری وجود دارد که در زیر می‌توانید مشاهده کنید:

1. IEEE 802.3af (PoE)
2. IEEE 802.3at (PoE+)
3. IEEE 802.3bt (PoE++)

این استاندارد ها با استفاده از ویژگی های خود در دستگاه های مختلفی استفاده می‌شوند. در واقع بیشترین تفاوت آنها میزان انتقال برق است. با بالاتر رفتن این استاندارد ها، دستگاه های پیشرفته تری را مورد پوشش قرار می‌دهند.

1. IEEE 802.3af (PoE)

IEEE 802.3af اولین استاندارد رسمی تکنولوژی poe است که در سال 2003 توسط موسسه IEEE تصویب شد و هدف آن انتقال همزمان دیتا و برق از طریق یک کابل شبکه Ethernet برای دستگاه های شبکه با مصرف برق کم تا متوسط بود. این استاندارد امکان می‌دهد تجهیزاتی مانند دوربین های تحت شبکه معمولی و اکسس پوینت ها بدون نیاز به کابل برق جداگانه، تنها از طریق کابل شبکه، برق و داده دریافت کنند.

قبل از ارسال برق، سوییچ یا منبع تغذیه PoE و دستگاه دریافت‌کننده (PD) مانند دستگاه NVR و … با هم تبادل کرده تا مطمئن شوند دستگاه از PoE پشتیبانی می‌کند و جریان بیش از حد به آن نرسد.

برخی از ویژگی های این استاندارد عبارت اند از:

• حداکثر توان خروجی از پورت سوییچ (PSE): 15.4 وات
• توان واقعی قابل استفاده توسط دستگاه مصرف کننده (PD): حدود 12.95 وات
• ولتاژ کاری: 44 تا 57 ولت DC
• جریان: حداکثر 350 میلی‌آمپر
• تعداد سیم‌های مورد استفاده: دو زوج سیم از چهار زوج موجود در کابل شبکه
• نوع کابل: CAT5 یا بالاتر
• نوع دستگاه‌های پشتیبانی‌شده: تلفن‌های IP، دوربین های تحت شبکه کوچک و اکسس پوینت های کم مصرف
• ویژگی امنیتی: تبادل قبل از ارسال برق برای جلوگیری از آسیب به دستگاه

2. IEEE 802.3at (PoE+)

IEEE 802.3at که به نام PoE پلاس نیز شناخته می‌شود، استانداردی است که در سال 2009 تصویب شد و نسخه پیشرفته استاندارد اولیه PoE (802.3af) محسوب می‌شود. هدف آن تأمین برق بیشتر و پایدارتر برای دستگاه های شبکه با مصرف متوسط تا نسبتاً بالا است، در حالی که همان قابلیت انتقال همزمان دیتا و برق از طریق یک کابل شبکه را حفظ می‌کند.

این استاندارد امکان می‌دهد تجهیزاتی مثل دوربین های PTZ، دستگاه های NVR با توان بالاتر و تلفن‌های IP مجهز به صفحه نمایش بزرگ بدون نیاز به کابل برق جداگانه، تنها با یک کابل شبکه کار کنند. همانند استاندارد 802.3af، PoE+ از مکانیزم تبادل بین منبع برق (PSE) و دستگاه دریافت‌کننده (PD) مانند دوربین مداربسته استفاده می‌کند تا میزان برق مناسب و ایمن به دستگاه برسد.

از جمله ویژگی های PoE+ می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• حداکثر توان خروجی از پورت سوییچ : 30 وات
• توان واقعی قابل استفاده توسط دستگاه: حدود 25.5 وات
• ولتاژ کاری: 50 تا 57 ولت DC
• جریان عبوری برق: تا حدود 600 میلی‌آمپر
• تعداد سیم‌های مورد استفاده: معمولاً دو زوج سیم، اما قابلیت استفاده از چهار زوج هم دارد
• نوع کابل: CAT5 یا بالاتر
• نوع دستگاه‌های پشتیبانی‌شده: دوربین‌های PTZ، اکسس پوینت های توان بالا، تلفن‌های IP پیشرفته
• ویژگی امنیتی: مذاکره قبل از ارسال برق برای جلوگیری از آسیب به دستگاه

3. IEEE 802.3bt (PoE++)

با پیشرفت علم و نیاز تجهیزات شبکه به برق بیشتر، استانداردهای اولیه پی او ای دیگر پاسخگوی دستگاه های پرمصرف نبودند. به همین دلیل، IEEE در سال 2018 استاندارد جدیدی با نام 802.3bt معرفی کرد که در واقع نسل سوم فناوری PoE محسوب می‌شود. این استاندارد که با نام‌های PoE++ یا 4PPoE (Four-Pair Power over Ethernet) هم شناخته می‌شود، توانایی انتقال برق بسیار بالاتری نسبت به نسخه‌های قبلی دارد.

تفاوت کلیدی آن در این است که به‌جای استفاده از دو زوج سیم، از چهار زوج سیم موجود در کابل شبکه به‌طور هم‌زمان برای انتقال برق و داده استفاده می‌کند، بنابراین می‌تواند برق بیشتری را بدون افت ولتاژ منتقل کند. استاندارد 802.3bt در دو نوع تعریف شده است:

• Type 3
• Type 4

در Type 3، حداکثر توان خروجی تا 60 وات و در Type 4 تا حدود 90 تا 100 وات می‌رسد. این میزان توان باعث می‌شود PoE++ بتواند تجهیزات سنگین‌تری مانند نمایشگرهای دیجیتال، دوربین‌های PTZ حرفه ای، لپ‌تاپ ها، رایانه های کوچک (Thin Client) و حتی برخی تلویزیون‌ها را مستقیماً از طریق کابل شبکه تغذیه کند. به لطف این استاندارد، بسیاری از پروژه‌های شبکه صنعتی و سازمانی بدون نیاز به سیم‌کشی برق مجزا قابل پیاده‌سازی هستند.

ویژگی های IEEE 802.3bt (PoE++) عبارت اند از:

• نام‌های دیگر: PoE++ ،4PPoE
• انواع: Type 3 و Type 4
• حداکثر توان خروجی از پورت (PSE): Type 3 تا 60 وات | Type 4 تا 90–100 وات
• توان واقعی قابل دریافت در دستگاه (PD): Type 3 → حدود 51 وات | Type 4 حدود 71 تا 73 وات
• ولتاژ کاری: بین 50 تا 57 ولت DC
• جریان برق عبوری: تا حدود 960 میلی‌آمپر در هر زوج سیم
• تعداد زوج‌های استفاده‌شده: هر چهار زوج سیم کابل شبکه (8 رشته سیم)
• نوع کابل مورد نیاز: CAT5e، CAT6 یا بالاتر
• کاربردها: لپ‌تاپ‌ها، مانیتورهای صنعتی، دوربین‌های PTZ پیشرفته، نمایشگرهای دیجیتال، سیستم‌های نورپردازی هوشمند و …
• سازگاری: کاملاً سازگار با نسخه‌های قبلی (802.3af و 802.3at)

تکنولوژی PoE در چه دستگاه هایی وجود دارد؟

فناوری Power over Ethernet امروزه در طیف وسیعی از تجهیزات شبکه و هوشمندسازی استفاده می‌شود. هرجا که دستگاهی باید در مکانی نصب شود که دسترسی به پریز برق سخت یا غیرممکن است (مانند سقف دیوار و …) استفاده از PoE بهترین راه‌حل است. برخی از دستگاه هایی که از این تکنولوژی و فناوری استفاده می‌کنند به شرح زیر است:

1. دوربین‌های مداربسته تحت شبکه (IP Cameras)
2. تلفن‌های IP
3. اکسس‌پوینت‌های بی‌سیم (Wi-Fi Access Points)
4. تجهیزات شبکه سازمانی (مانند سوییچ‌ها، روترها و کنترلرهای بی‌سیم)
5. نمایشگرهای دیجیتال و تابلوهای اطلاع‌رسانی (Digital Signage)
6. سیستم‌های روشنایی هوشمند مبتنی بر شبکه (PoE Lighting Systems)
7. دستگاه‌های ویدئو کنفرانس و پنل‌های کنترلی اتاق جلسات
8. سیستم‌های امنیتی و حسگرهای هوشمند (IoT Sensors, Access Control)
9. کامپیوترهای کوچک و Thin Clients که در ادارات و مراکز آموزشی استفاده می‌شوند

در حال حاضر، PoE نه‌فقط در شبکه‌های تجاری و سازمانی، بلکه در خانه‌های هوشمند، سامانه‌های نظارتی و دفاتر کاری نیز کاربرد گسترده دارد. بسیاری از تجهیزات مدرن برای راحتی نصب، مصرف انرژی بهینه، و کنترل متمرکز، از PoE پشتیبانی می‌کنند. این فناوری به‌ویژه برای مکان‌هایی که امنیت، مدیریت از راه دور، یا زیبایی ظاهری (کاهش کابل‌کشی) اهمیت دارد، بسیار محبوب شده است.

سخن آخر

ما در این مطلب سعی کردیم به طور کامل و جامع در خصوص فناوری و تکنولوژی پی او ای صحبت کنیم تا شما بتوانید یک شناخت کلی و کامل از آن داشته باشید. امیدواریم توانسته باشیم به تمامی سوالات شما پاسخ دهیم.