Hvad er poe og hvordan magt over ethernet fungerer

Internetforbindelse er blevet nødvendigt i dag, da næsten alle elektroniske enheder har brug for en aktiv internetforbindelse for at fungere korrekt. Selvom de fleste af enhederne har Wi-Fi-forbindelsesmuligheder, men mange enheder og netværksroutere brugte stadig Ethernet-porte og kabler til at oprette forbindelse til den kablede internetlinje. Vi har tidligere lært om, hvordan data kan overføres over kraftledninger i artiklen Power Line Communication, i dag lærer vi, hvordan strøm kan overføres over datalinjer, der er PoE (Power over Ethernet).

Hvad er PoE (Power over Ethernet)?

Som navnet antyder, kaldes levering af elektrisk strøm gennem Ethernet-kabler PoE.

Vi ved alle, at Ethernet-kabler bruges til dataoverførsel og netværksforbindelse, men ved du, at vi for det meste ikke bruger alle de forbindelseslinjer, der findes i Ethernet-kablet. Overvej f.eks. Ethernet-kablet vist i nedenstående figur, det har 8 linjer, men blandt dem bruges kun fire linjer almindeligt til dataudveksling (orange, orange-hvid, grøn & grøn-hvid), mens de resterende fire linjer forbliver inaktive. Så dataudvekslingen er mulig, selv efter at vi har fjernet disse ledige linjer i begge ender, hvorfor der i low-end Ethernet-kabel kun er fire linjer i stedet for otte linjer. Så de inaktive fire linjer kan bruges til strømoverførsel. Denne enkle opsætning af brug af ledige linjer til at levere strøm til belastningen kaldes Power over Ethernet.

Lad os nu se på det enkle kredsløb for bedre at forstå PoE. I dette kredsløb fjernes fire ledninger (blå, blå-hvid, brun og brun-hvid nemlig) fra stikket i hver ende af kablet. Som tidligere nævnt er dette par brune og grønne ledninger ikke brugt i Ethernet-applikationer med lav hastighed, så fjernelse af stikket medfører ikke afbrydelse af kommunikationen. Så den ene ende skal forbindes til strømforsyningen og den anden til belastningen, så for at være et eksempel bruger vi et batteri som strømkilde og kameraet som en belastning. Med kilde og belastning i lukket kredsløb er kredsløbet nedenfor afsluttet, og kameraet viser respons. Da vi brugte denne enkle opsætning, leverede vi strømmen til et simpelt apparat via Ethernet-kabel, vi kan sige, at PoE er opnået.

Hvordan Power over Ethernet fungerer, og hvorfor det bruges

Hovedårsagen til at bruge PoE over det konventionelle strømforsyningssystem er at reducere omkostningerne ved at levere strømforsyning til hvert perifert udstyr, der opretter forbindelse til netværket. For eksempel, hvis du har 10 spionkameraer fordelt over hele bygningen, har det i så fald brug for 10 strømforsyningsenheder for at levere strøm til dem, og det er ikke hovedproblemet. Hovedproblemet er at koble 220 strømledninger nær hvert perifert udstyr, hvilket ikke er praktisk, så brug af PoE er den bedste mulighed for at forbinde alle perifere enheder til det centrale system.

Nu er striping af Ethernet-kabel til tilslutning af periferiudstyr til det centrale system i sig selv en kedelig opgave, så der bruges PoE-injektor og PoE-splitter.

Som vist i figuren kan vi springe alt besværet med at identificere farverne ved, ved hjælp af PoE Injector og PoE Splitter, at identificere farverne, wire stripping, lodning og dressing af de løse ender. Lad os nu se på funktionen af disse enheder, og hvordan de kan bruges.

PoE-injektor

Denne enhed har to input-porte og en output-port. Den første indgang er til tilslutning af normalt Ethernet-kabel, og en anden indgang er til tilslutning af jævnstrømsforsyning, mens udgangen bruges til tilslutning af PoE Ethernet-kabel.

På Input har vi: Normal Ethernet-forbindelse + DC strømforsyning

På output har vi: PoE Ethernet (som kan bruges til tilslutning af PoE-enheder)

Så PoE-injektorfunktionen leverer PoE Ethernet ved at tage normal Ethernet-forbindelse og jævnstrømsforsyning.

PoE-splitter

Denne enhed har en indgangsport og to udgangsporte. Indgangen er til tilslutning af PoE Ethernet-kabel, mens outputporte giver normal Ethernet- og DC-strøm.

På input har vi: PoE Ethernet

På output har vi: Normal Ethernet-forbindelse + DC-strømforsyning

Så PoE-splitterens funktion er det modsatte af PoE Injector, som er at opdele PoE Ethernet-forbindelsen i normal Ethernet og brugbar DC-strømforsyning.

PoE Extender

En PoE Extender bruges, når der er et netværksspænd over store afstande såsom indkøbscentre, hoteller, restauranter, kontorbygninger, virksomheder, akademiske campusser og sportssteder. På disse steder kan normale 100 meter Ethernet-forbindelser ikke bruges, og det er når PoE Extender kommer til at spille. Denne enhed kan bruges til at udvide Ethernet-netværksenheder ud over den grundlæggende 100 m afstandsgrænse, hvilket gør det til en levedygtig mulighed i mange tilfælde.

I disse dage understøtter perifere enheder PoE Ethernet, så vi kan springe over splitteren og tilslutte kablet direkte til enheden som vist i figuren.

Nu fungerer denne opsætning, hvis der er et eller to apparater, men hvis der er flere apparater, er det ikke den bedste løsning at købe PoE Injector til hver enhed. I sådanne specifikke tilfælde har vi PoE Hub, som kan erstatte flere PoE-injektorer.

PoE Hub

PoE-hubfunktion svarer til PoE-injektor, bortset fra at det tager mange Ethernet-forbindelser, mens det giver mange PoE Ethernet-udgange. Hubben bruges bedst, hvis du har mange PoE-enheder i den ene ende og normal Ethernet-forbindelse, der leverer en server i den anden. Navets funktion kan let forstås fra nedenstående blokdiagram.

Indtil nu antog vi, at der er ledige linjer tilgængelige i Ethernet-kablet, som kan bruges til PoE uden store vanskeligheder.

Nu kan du spørge, hvad med de tilfælde, hvor alle linjerne i Ethernet-kabler bruges ? Denne sag er ikke sjælden, da højhastighedsinternet og dataoverførselssystemer bruger alle datalinjerne. Selv i disse tilfælde kan PoE stadig opnås, men det bliver komplekst sammenlignet med den tidligere konfiguration.

I tilfælde af et højhastighedstransmissionssystem sendes både data og strøm gennem de samme linjer, men der bruges specielle enheder til det. Denne specialenhed er PoE-switch, som i modsætning til tidligere øger omkostningerne, hvor vi simpelthen kan fjerne de ubrugte linjer i begge ender og bruge det til vores bekvemmelighed.

PoE-switch

En PoE-switch er en netværksafbryder med evnen til at levere strøm via Ethernet fra hver grænseflade, mens den stadig er i stand til at videresende rammer. Kort sagt, det fungerer som en port til tilslutning af flere PoE-enheder til en enkelt pc.

I blokdiagrammet kan du se, hvordan flere PoE-enheder er forbundet til PoE-switchen med Ethernet-kabler, og pc'en kommunikerer med disse enheder via PoE-switchen. En PoE-switch kræver en Uplink til et eksisterende netværk for yderligere at udvide og øge porte.

PoE-standarder

PoE-enheder følger visse standarder for datakommunikation og strømforsyning. Så disse standarder følges under design af disse enheder. Normalt er der fire typer standarder, der følges under design af disse enheder, og de er opdelt på baggrund af deres strømhåndteringskapacitet.

IEEE-udvidelse	Type	Effekt kapacitet
IEEE802.3af	Type 1	15,4 watt
IEEE802.3at / PoE +	Type 2	30,8 watt
IEEE802.3bt / UPoE	Type 3	60Watt
IEEE802.3bt	Type 4	90Watt

Du kan se på denne tabel og vælge den passende PoE-switch, injektor eller router til dine PoE-enheder.

PoE-applikationer

Smart belysningssystem: Belysningssystemet kan styres via en server eller en ekstern pc, som vil være praktisk.
Smart hjem: PoE gør design af smart hjem let, fordi der i smart home-netværksforbindelse etableres i hvert hjørne af boligarealet, mens hvert apparat deler data med hinanden, og dette kan lettere opnås ved hjælp af PoE.
Sikkerhedssystem: Kontor og institutter kan øge deres produktivitet ved at installere PoE-enheder for sikkerhed.
PoE bruges også til RFID og alarmsystemer.

Begrænsninger af PoE

Selvom alt ser grønt ud her, men det er ikke tilfældet. Der er mange ulemper ved PoE, og et par af dem diskuteres nedenfor.

Omkostninger: Som normalt kommer enhver teknologiinstallation til penge. Selvom vi installerer PoE, kan vi spare penge, men det gælder kun, hvis der er mere end fire til fem enheder i området. Dette skyldes, at installation af PoE vil koste dig tusinder, men du får arbejdet gjort med et par hundrede, hvis der kun er en eller to PoE-enheder. Så PoE-installation er ikke egnet til hjem, hvor PoE-enheder er begrænset til en eller to. I så fald får du køb af en forlængerledning eller en adapter i stedet for at bruge et stort beløb på PoE-opsætningen.
Kompleksitet: Installation af PoE-opsætningen tilføjer kompleksitet til alle, der er overflødige at sige. Ligesom du er nødt til at forstå nye vilkår om PoE og besvær med at købe matchende systemer, når du vil installere en ny PoE-enhed til dit hjem eller kontor.