מה זה פו וכיצד פועל כוח על Ethernet

קישוריות לאינטרנט הפכה להיות הכרחית בימינו מכיוון שכמעט כל מכשיר אלקטרוני זקוק לחיבור אינטרנט פעיל כדי לעבוד כראוי. אמנם לרוב המכשירים יש אפשרויות קישוריות Wi-Fi, אך מכשירים רבים ונתבי רשת עדיין השתמשו ביציאות Ethernet ובכבלים כדי להתחבר לקו האינטרנט הקווי. לפני כן למדנו כיצד ניתן להעביר נתונים על קווי חשמל במאמר תקשורת קו חשמל, היום נלמד כיצד ניתן להעביר כוח על קווי נתונים שהם PoE (Power over Ethernet).

מה זה PoE (Power over Ethernet)?

כפי שהשם מרמז, אספקת חשמל באמצעות כבלי אתרנט נקראת PoE.

כולנו יודעים שכבלי אתרנט משמשים להעברת נתונים וקישוריות לרשת, אך האם אתם יודעים שלרוב איננו משתמשים בכל קווי החיבור הקיימים בכבל האתרנט. לדוגמא, קחו בחשבון את כבל האתרנט המוצג באיור למטה, יש לו 8 קווים, אך ביניהם, רק ארבע קווים משמשים בדרך כלל להחלפת נתונים (כתום, כתום-לבן, ירוק-ירוק-לבן) בעוד שארבע הקווים הנותרים נותרים פעילים. כך שהחלפת הנתונים אפשרית גם לאחר הפשטת קווי הסרק הללו בשני הקצוות, ולכן בכבל אתרנט נמוך יש רק ארבעה קווים במקום שמונה קווים. אז ניתן להשתמש בארבע שורות סרק להעברת כוח. התקנה פשוטה זו של שימוש בקווי סרק להעברת חשמל לעומס נקראת Power over Ethernet.

הבה נבחן את המעגל הפשוט להבנת טוב יותר את ה- PoE. במעגל זה, ארבעה חוטים מוסרים (כחול, כחול-לבן, חום-חום-לבן כלומר) מהשקע בכל קצה הכבל. כפי שנאמר קודם, זוג חוטים חומים וירוקים אינו משמש ביישומי אתרנט במהירות נמוכה, כך שהסרתם מהשקע לא תגרום להפרעה לתקשורת. אז קצה אחד צריך להיות מחובר לאספקת החשמל וקצה אחר לעומס, אז כדי להוות דוגמא אנו משתמשים בסוללה כמקור חשמל ומצלמה כעומס. עם מקור ועומס במעגל הסגור, המעגל למטה הושלם והמצלמה תציג תגובה. מאז השימוש בהתקנה הפשוטה הזו העברנו את הכוח למכשיר פשוט דרך כבל אתרנט אנו יכולים לומר ש- PoE הושג.

כיצד פועל Power over Ethernet ומדוע משתמשים בו

הסיבה העיקרית להשתמש ב- PoE על פני מערכת אספקת החשמל הקונבנציונאלית היא להפחית את עלות אספקת החשמל לכל ציוד היקפי שמתחבר לרשת. לדוגמא, אם יש לך 10 מצלמות ריגול המופצות על פני הבניין כולו, במקרה זה הוא זקוק ל -10 יחידות אספקת חשמל בכדי לספק להן חשמל וזו לא הבעיה העיקרית. הבעיה העיקרית היא חיווט של 220 קווי חשמל ליד כל ציוד היקפי שאינו מעשי, ולכן שימוש ב- PoE הוא האפשרות הטובה ביותר לחיבור כל ציוד היקפי למערכת המרכזית.

כעת כבל אתרנט מפוספס, לחיבור כל ציוד היקפי למערכת המרכזית, הוא בעצם משימה מייגעת, ולכן משתמשים במזרק PoE ובמפצל PoE זה.

כפי שמוצג באיור, באמצעות PoE Injector ו- PoE Splitter אנו יכולים לדלג על כל הטרחה בזיהוי הצבעים, הפשטת תיל, הלחמה והלבשת הקצוות הרופפים. עכשיו בואו נסתכל על הפונקציה של מכשירים אלה וכיצד ניתן להשתמש בהם.

מזרק PoE

למכשיר זה שתי יציאות קלט ויציאת יציאה אחת. הקלט הראשון נועד לחיבור כבל אתרנט רגיל וכניסה נוספת מיועדת לחיבור ספק כוח DC, ואילו הפלט משמש לחיבור כבל PoE Ethernet.

בכניסה יש לנו: חיבור אתרנט רגיל + ספק כוח DC

בתפוקה יש לנו: PoE Ethernet (שיכול לשמש לחיבור התקני PoE)

אז פונקציית מזרק PoE מספקת PoE Ethernet על ידי לקיחת חיבור אתרנט רגיל ואספקת חשמל DC.

ספליטר PoE

למכשיר זה יש יציאת קלט אחת ושתי יציאות יציאה. הקלט מיועד לחיבור כבל אתרנט PoE בזמן שיציאות הפלט מספקות מתח אתרנט ו- DC רגיל.

על קלט יש לנו: PoE Ethernet

בפלט יש לנו: חיבור אתרנט רגיל + ספק כוח DC

אז הפונקציה של מפצל PoE הוא בדיוק ההפך מ- PoE Injector שהוא לפצל את חיבור ה- PoE Ethernet ל- Ethernet רגיל ולספק זרם DC שמיש.

מאריך PoE

מאריך PoE משמש כאשר יש טווח רשת למרחקים גדולים כגון קניונים, מלונות, מסעדות, בנייני משרדים, עסקים, קמפוסים אקדמיים ומקומות ספורט. במקומות אלה לא ניתן להשתמש בחיבורי אתרנט רגילים של 100 מטרים וזה כאשר PoE Extender מגיע לשחק. ניתן להשתמש במכשיר זה כדי להרחיב התקני רשת אתרנט מעבר למגבלת המרחק הבסיסית של 100 מטר, מה שהופך אותו לאופציה בת קיימא במקרים רבים.

התקנים היקפיים של ימינו תומכים ב- PoE Ethernet כך שנוכל לדלג על המפצל ולחבר ישירות את הכבל למכשיר כפי שמוצג באיור.

כעת, התקנה זו תפעל אם יש מכשיר אחד או שניים, אך אם ישנם מכשירים מרובים אז קניית PoE Injector לכל מכשיר אינה הפיתרון הטוב ביותר. במקרים ספציפיים כאלה, יש לנו PoE Hub שיכול להחליף מספר מזרקי PoE.

רכזת PoE

תפקוד רכזת PoE דומה למזרק PoE, אלא שהוא מכיל חיבורי אתרנט רבים תוך מתן יציאות PoE Ethernet רבות. הרכזת משמשת בצורה הטובה ביותר אם יש לך התקני PoE רבים בקצה אחד וקישוריות אתרנט רגילה המספקת שרת בצד השני. ניתן להבין בקלות את פעולת הרכזת מתרשים הבלוקים שלהלן.

עד כה הנחנו שיש כבלים חופשיים זמינים בכבל ה- Ethernet אשר יכולים לשמש ל- PoE ללא קושי רב.

עכשיו אתה יכול לשאול, מה לגבי המקרים שבהם משתמשים בכל הקווים בכבלי אתרנט ? ובכן, מקרה זה אינו נדיר מכיוון שאינטרנט מהיר ומערכות העברת נתונים אכן משתמשים בכל קווי הנתונים. גם במקרים אלה, PoE עדיין בר השגה אך הוא הופך להיות מורכב בהשוואה לתצורה הקודמת.

במקרה של מערכת שידור מהירה, שני הנתונים וההספק נשלחים דרך אותם קווים, אך משתמשים במכשירים מיוחדים לשם כך. היחידה המיוחדת הזו היא מתג PoE אשר מוסיף לעלות שלא כמו בעבר, בה אנו יכולים פשוט להפשיט את הקווים שאינם בשימוש בשני קצותיה ולהשתמש בה לנוחיותנו.

מתג PoE

מתג PoE הוא מתג רשת עם יכולת לספק כוח דרך אתרנט מכל ממשק ועדיין להיות מסוגל להעביר מסגרות. במילים פשוטות, זה עובד כמו יציאה לחיבור התקני PoE מרובים למחשב יחיד.

בתרשים הבלוקים ניתן לראות כיצד מספר מכשירי PoE מחוברים למתג PoE באמצעות כבלים אתרנט והמחשב מתקשר עם מכשירים אלה באמצעות מתג PoE. מתג PoE דורש Uplink אחד לרשת קיימת כדי להרחיב ולהגדיל עוד יציאות.

תקני PoE

התקני PoE עומדים בתקנים מסוימים לתקשורת נתונים ולהעברת חשמל. כך שמקפידים על תקנים אלה בעת תכנון מכשירים אלה. בדרך כלל קיימים ארבעה סוגים של תקנים המופיעים בעת תכנון מכשירים אלה והם מחולקים על פי יכולת הטיפול בכוח שלהם.

הרחבת IEEE	סוּג	קיבולת כוח
IEEE802.3af	סוג 1	15.4 ואט
IEEE802.3at / PoE +	סוג 2	30.8 ואט
IEEE802.3bt / UPoE	סוג 3	60 ואט
IEEE802.3bt	סוג 4	90 ואט

אתה יכול להסתכל בטבלה זו ולבחור את מתג ה- PoE המתאים, המזרק או הנתב עבור מכשירי ה- PoE שלך.

יישומי PoE

• מערכת תאורה חכמה: ניתן לשלוט על מערכת התאורה באמצעות שרת או מחשב מרוחק אשר יהיה שימושי.
• בית חכם: PoE מקל על עיצוב בתים חכמים מכיוון שבקישוריות רשת ביתית חכמה נוצרת בכל פינה בחלל המגורים בזמן שכל מכשיר חולק נתונים זה עם זה וניתן להשיג זאת ביתר קלות באמצעות PoE.
• מערכת אבטחה: משרד ומוסדות יכולים להגדיל את התפוקה שלהם על ידי התקנת מכשירי PoE לאבטחה.
• PoE משמש גם למערכות RFID ואזעקה.

מגבלות PoE

אמנם הכל נראה כאן ירוק אבל זה לא המקרה. ישנם חסרונות רבים עבור PoE וכמה מהם נדון להלן.

• עלות: כרגיל, כל התקנה טכנולוגית מסתכמת בכסף. אמנם על ידי התקנת PoE אנו יכולים לחסוך כסף אך זה חל רק אם ישנם יותר מארבעה עד חמישה מכשירים באזור. הסיבה לכך היא שהתקנת PoE תעלה לכם אלפים, אך אתם מבצעים את העבודה בכמה מאות אם יש רק מכשיר PoE אחד או שניים. לכן התקנת PoE אינה מתאימה לבתים שבהם התקני PoE מוגבלים לאחד או שניים. במקרה כזה, רכישת כבל מאריך או מתאם תסיים את העבודה במקום לבזבז סכום עצום על הגדרת ה- PoE.
• מורכבות: התקנת הגדרת ה- PoE תוסיף מורכבות לכל מי שלא צריך לומר. כמו שאתה צריך להבין מונחים חדשים על PoE וטרחה על רכישת מערכות תואמות בכל פעם שאתה רוצה להתקין מכשיר PoE חדש לבית או למשרד.