- Kaj je PoE (Power over Ethernet)?
- Kako deluje Power over Ethernet in zakaj se uporablja
- PoE Injector
- PoE razdelilnik
- PoE Extender
- PoE Hub
- PoE stikalo
- Standardi PoE
- PoE aplikacije
- Omejitve PoE
Internetna povezljivost je danes potrebna, saj skoraj vse elektronske naprave potrebujejo aktivno internetno povezavo za pravilno delovanje. Čeprav ima večina naprav možnosti za povezljivost Wi-Fi, pa številne naprave in omrežni usmerjevalniki še vedno uporabljajo vrata Ethernet in kable za povezavo z žično internetno linijo. Pred tem smo v članku Power Line Communication spoznali, kako je mogoče prenos podatkov prek daljnovodov, danes bomo izvedeli, kako je moč prenos podatkov prek podatkovnih vodov PoE (Power over Ethernet).
Kaj je PoE (Power over Ethernet)?
Kot že ime pove, se električna energija prek Ethernet kablov imenuje PoE.
Vsi vemo, da se Ethernet kabli uporabljajo za prenos podatkov in omrežno povezljivost, a ali veste, da večino časa ne uporabljamo vseh priključnih vodov, ki so prisotni v Ethernet kablu. Na primer, upoštevajte Ethernet kabel, prikazan na spodnji sliki, ki ima 8 vrstic, med njimi pa se za izmenjavo podatkov običajno uporabljajo samo štiri vrstice (oranžna, oranžno bela, zelena in zeleno bela), preostale štiri vrstice pa ostanejo nedejavne. Izmenjava podatkov je torej mogoča tudi po tem, ko te pasove v prostem teku odstranimo na obeh koncih, zato so v nizkokakovostnem Ethernet kablu namesto osmih vrstic samo štiri vrstice. Tako lahko v prostem teku štirih vrstic za prenos moči. Ta preprosta nastavitev uporabe prostih vodov za dovajanje moči obremenitvi se imenuje Power over Ethernet.
Zdaj pa si oglejmo preprosto vezje za boljše razumevanje PoE. V tem vezju so od vtičnice na obeh koncih kabla odstranjene štiri žice (modra, modro-bela, rjava in rjavo-bela). Kot smo že omenili, se ta par rjave in zelene žice ne uporablja v ethernetnih aplikacijah z nizko hitrostjo, tako da odvzem vtičnice ne bo povzročil prekinitev komunikacije. Torej bi moral biti en konec priključen na napajalnik, drugi pa na obremenitev, zato za zgled uporabljamo baterijo kot vir energije in kamero kot obremenitev. Z virom in obremenitvijo v zaprti zanki je spodnje vezje zaključeno in kamera bo prikazala odziv. Ker smo s to preprosto nastavitvijo napajali preprost aparat prek Ethernet kabla, lahko rečemo, da je PoE dosežen.
Kako deluje Power over Ethernet in zakaj se uporablja
Glavni razlog za uporabo PoE prek običajnega napajalnega sistema je zmanjšanje stroškov zagotavljanja napajanja za vsako zunanjo napravo, ki se poveže z omrežjem. Če imate na primer 10 vohunskih kamer, razporejenih po celotni zgradbi, potrebuje v tem primeru 10 napajalnih enot, ki jim omogočajo napajanje, in to ni glavni problem. Glavna težava je ožičenje 220 električnih vodov v bližini vsake zunanje naprave, kar ni praktično, zato je uporaba PoE najboljša možnost za priključitev vseh zunanjih naprav na centralni sistem.
Zdaj je črtasti Ethernet kabel za priključitev vsake zunanje naprave na centralni sistem že dolgočasno opravilo, zato se za to uporabljajo PoE injektor in PoE razdelilnik.
Kot je prikazano na sliki, lahko z uporabo PoE Injector in PoE Splitter preskočimo vse težave pri prepoznavanju barv, odstranjevanju žic, spajkanju in oblačenju prostih koncev. Zdaj pa si oglejmo delovanje teh naprav in kako jih je mogoče uporabljati.
PoE Injector
Ta naprava ima dva vhodna in ena izhodna vrata. Prvi vhod je za priključitev običajnega Ethernet kabla, drugi vhod pa za priključitev enosmernega napajanja, medtem ko se izhod uporablja za priključitev PoE Ethernet kabla.
Na vhodu imamo: običajni Ethernet priključek + enosmerno napajanje
Na izhodu imamo: PoE Ethernet (ki ga lahko uporabimo za povezovanje naprav PoE)
Funkcija vbrizgavanja PoE torej zagotavlja PoE Ethernet z vključitvijo običajne Ethernet povezave in enosmernega napajanja.
PoE razdelilnik
Ta naprava ima ena vhodna vrata in dva izhodna vrata. Vhod je za priključitev PoE Ethernet kabla, medtem ko izhodna vrata zagotavljajo normalno napajanje Ethernet in DC.
Na vhodu imamo: PoE Ethernet
Na izhodu imamo: običajni Ethernet priključek + enosmerno napajanje
Funkcija PoE razdelilnika je torej povsem nasprotna PoE Injectorju, ki razdeli PoE Ethernet povezavo na običajni Ethernet in uporabno enosmerno napajanje.
PoE Extender
PoE Extender se uporablja, kadar se omrežje razteza na velike razdalje, kot so nakupovalna središča, hoteli, restavracije, poslovne stavbe, podjetja, akademski kampusi in športna prizorišča. Tam ni mogoče uporabiti običajnih 100-metrskih Ethernet povezav in takrat nastopi PoE Extender. Ta naprava se lahko uporablja za razširitev omrežnih naprav Ethernet preko osnovne meje 100 m, zato je v mnogih primerih izvedljiva.
Današnje zunanje naprave podpirajo PoE Ethernet, tako da lahko preskočite razdelilnik in kabel neposredno priključite na napravo, kot je prikazano na sliki.
Zdaj bo ta nastavitev delovala, če obstaja ena ali dve napravi, če pa je več naprav, potem nakup PoE Injector za vsako napravo ni najboljša rešitev. V takih posebnih primerih imamo PoE Hub, ki lahko nadomesti več PoE injektorjev.
PoE Hub
Delovanje zvezdišča PoE je podobno vbrizgalniku PoE, le da potrebuje veliko Ethernet povezav, hkrati pa zagotavlja toliko izhodov PoE Ethernet. Zvezdišče je najbolje uporabiti, če imate na enem koncu veliko naprav PoE, na drugem pa običajne Ethernetne povezave. Delovanje pesta je enostavno razbrati iz spodnjega blokovnega diagrama.
Do zdaj smo domnevali, da so v Ethernet kablu na voljo proste linije, ki jih je mogoče brez večjih težav uporabljati za PoE.
Zdaj se lahko vprašate, kaj pa primeri, v katerih se uporabljajo vse linije v Ethernet kablih ? No, ta primer ni redek, saj hitri internet in sistemi za prenos podatkov uporabljajo vse podatkovne linije. Tudi v teh primerih je PoE še vedno dosegljiv, vendar postane zapleten v primerjavi s prejšnjo konfiguracijo.
Pri hitrem prenosnem sistemu se podatki in moč pošiljajo po istih linijah, vendar se za to uporabljajo posebne naprave. Ta posebna enota je stikalo PoE, ki v primerjavi s prej pomeni stroške, kjer lahko preprosto odstranimo neuporabljene črte na obeh koncih in ga uporabimo za svoje udobje.
PoE stikalo
PoE stikalo je omrežno stikalo z zmožnostjo zagotavljanja napajanja prek Etherneta iz vsakega vmesnika, hkrati pa lahko posreduje okvire. Preprosto povedano, deluje kot vrata za povezavo več naprav PoE z enim osebnim računalnikom.
Na blokovnem diagramu lahko vidite, kako je več naprav PoE povezanih na stikalo PoE z Ethernet kabli in računalnik komunicira s temi napravami prek stikala PoE. Stikalo PoE zahteva eno povezavo navzgor do obstoječega omrežja za nadaljnje širjenje in povečanje vrat.
Standardi PoE
Naprave PoE sledijo določenim standardom za podatkovno komunikacijo in prenos energije. Ti standardi se torej upoštevajo pri načrtovanju teh naprav. Pri načrtovanju teh naprav se običajno upoštevajo štiri vrste standardov, ki so razdeljeni glede na njihovo zmogljivost.
Razširitev IEEE |
Tip |
Moč |
IEEE802.3af |
Tip 1 |
15,4 W |
IEEE802.3at / PoE + |
Tip 2 |
30,8 W |
IEEE802.3bt / UPoE |
Tip 3 |
60W |
IEEE802.3bt |
Tip 4 |
90W |
Oglejte si to tabelo in izberite ustrezno PoE stikalo, brizgalno ali usmerjevalnik za vaše PoE naprave.
PoE aplikacije
- Pametni sistem razsvetljave: Sistem razsvetljave lahko upravljate s strežnikom ali oddaljenim računalnikom, ki vam bo prišel prav.
- Pameten dom: PoE olajša zasnovo pametnega doma, saj je v pametnem domačem omrežju vzpostavljena povezljivost na vsakem vogalu bivalnega prostora, medtem ko si vsak aparat izmenjuje podatke, kar je lažje doseči z uporabo PoE.
- Varnostni sistem: Office in Institutes lahko povečajo svojo produktivnost z namestitvijo naprav PoE za varnost.
- PoE se uporablja tudi za RFID in alarmne sisteme.
Omejitve PoE
Čeprav je tu vse videti zeleno, ni pa tako. Za PoE obstaja veliko pomanjkljivosti, nekaj pa jih obravnavamo v nadaljevanju.
- Stroški: Kot običajno se pri vsaki namestitvi tehnologije zasluži denar. Čeprav z namestitvijo PoE lahko prihranimo denar, vendar to velja le, če je na območju več kot štiri do pet naprav. To je zato, ker vas bo namestitev PoE stala na tisoče, delo pa opravite z nekaj sto, če sta samo ena ali dve napravi PoE. Namestitev PoE torej ni primerna za domove, kjer so naprave PoE omejene na eno ali dve. V tem primeru boste z delom kupili podaljšek ali adapter, namesto da bi porabili ogromno za namestitev PoE.
- Zapletenost: Namestitev nastavitve PoE bo vsem, ki jih ni treba posebej poudarjati, še bolj zapletena. Tako kot morate razumeti nove pogoje za PoE in se spoprijeti z nakupom ustreznih sistemov, kadar koli želite namestiti novo napravo PoE na dom ali v pisarno.