ภาพรวมของการไฟฟ้าเหนือการไฟฟ้า (POE)
POE (Power Over Ethernet) หมายถึงเทอร์มินัลที่ใช้ IP (เช่น โทรศัพท์ IP จุดเชื่อมต่อ LAN ไร้สาย AP กล้องเครือข่าย ฯลฯ) โดยไม่ต้องเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานการเดินสาย Ethernet Cat.5 ที่มีอยู่ในขณะที่ส่งสัญญาณข้อมูลจะมีเทคโนโลยีแหล่งจ่ายไฟ DC สำหรับอุปกรณ์ดังกล่าวเทคโนโลยี POE สามารถรับประกันการทำงานปกติของเครือข่ายที่มีอยู่ ในขณะที่รับประกันความปลอดภัยของสายเคเบิลที่มีโครงสร้างที่มีอยู่ และลดค่าใช้จ่าย
POE เรียกอีกอย่างว่าระบบจ่ายไฟตามเครือข่ายท้องถิ่น (POL, Power over LAN) หรือ Active Ethernet (Active Ethernet) บางครั้งเรียกสั้น ๆ ว่า Power over Ethernetนี่คือการใช้สายส่งอีเธอร์เน็ตมาตรฐานที่มีอยู่เพื่อส่งข้อมูลและข้อมูลในเวลาเดียวกันมาตรฐานและข้อกำหนดล่าสุดของพลังงานไฟฟ้า และรักษาความเข้ากันได้กับระบบอีเธอร์เน็ตและผู้ใช้ที่มีอยู่มาตรฐาน IEEE 802.3af เป็นมาตรฐานใหม่ที่ใช้ POE ของระบบ Power-over-Ethernetเพิ่มมาตรฐานที่เกี่ยวข้องสำหรับการจ่ายไฟโดยตรงผ่านสายเคเบิลเครือข่ายบนพื้นฐานของ IEEE 802.3เป็นส่วนขยายของมาตรฐานอีเธอร์เน็ตที่มีอยู่และเป็นมาตรฐานสากลฉบับแรกสำหรับการจ่ายพลังงานมาตรฐาน.
IEEE เริ่มพัฒนามาตรฐานในปี 1999 และผู้จำหน่ายรายแรกที่เข้าร่วม ได้แก่ 3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel และ National Semiconductorอย่างไรก็ตาม ข้อบกพร่องของมาตรฐานนี้ได้จำกัดการขยายตัวของตลาดจนถึงเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2546 IEEE ได้อนุมัติมาตรฐาน 802.3af ซึ่งระบุปัญหาการตรวจจับและควบคุมพลังงานอย่างชัดเจนในระบบระยะไกล และเราเตอร์ สวิตช์ และฮับที่เชื่อมต่อกับโทรศัพท์ IP ระบบรักษาความปลอดภัย และเครือข่ายท้องถิ่นไร้สายผ่านสายอีเทอร์เน็ตกำหนดมาตรฐานโหมดการจ่ายไฟของอุปกรณ์ เช่น จุดการพัฒนา IEEE 802.3af รวมถึงความพยายามของผู้เชี่ยวชาญของบริษัทจำนวนมาก ซึ่งช่วยให้สามารถทดสอบมาตรฐานได้อย่างเต็มที่
องค์ประกอบของระบบ POE และพารามิเตอร์คุณลักษณะของแหล่งจ่ายไฟ
ระบบ POE ประกอบด้วยอุปกรณ์จ่ายไฟ (PSE, Power Sourcing Equipment) และอุปกรณ์รับพลังงาน (PD, Power Device)อุปกรณ์ PSE เป็นอุปกรณ์ที่จ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ไคลเอ็นต์สองตัว และเป็นอุปกรณ์ที่จ่ายพลังงานให้กับ POE ทั้งหมดด้วยอุปกรณ์ PD คือ PSE ที่รับพลังงาน ซึ่งก็คืออุปกรณ์ไคลเอนต์ของระบบ POE เช่น โทรศัพท์ IP, ความปลอดภัยเครือข่าย, AP และ PDA) หรืออุปกรณ์อื่นๆ เช่น โทรศัพท์มือถือและคอมพิวเตอร์ (ขนาดเล็ก อุปกรณ์ใดๆ ที่มีกำลังไฟเกิน 13W สามารถรับพลังงานที่สอดคล้องกันได้จากอินเทอร์เฟซ RJ45)ไม่อาศัยมาตรฐาน IEEE 802.3af ในการสร้างการเชื่อมต่อข้อมูลเกี่ยวกับสถานะการเชื่อมต่อ ประเภทอุปกรณ์ และระดับของ PD อุปกรณ์ปลายทางที่รับ และในขณะเดียวกันก็จ่ายพลังงานให้กับ PD ตาม PSE
พารามิเตอร์คุณลักษณะแหล่งจ่ายไฟหลักของระบบจ่ายไฟมาตรฐาน POE คือ:
◆แรงดันไฟฟ้าอยู่ระหว่าง 44V ถึง 57V โดยมีค่าทั่วไปอยู่ที่ 48V
◆กระแสสูงสุดที่อนุญาตคือ 550mA และกระแสเริ่มต้นสูงสุดคือ 500mA
◆กระแสไฟทำงานเฉลี่ย 10～350mA และกระแสไฟเกิน 350～500mA
◆ภายใต้สภาวะที่ไม่มีโหลด กระแสที่ต้องการสูงสุดคือ 5mA
◆ระบุความต้องการพลังงานไฟฟ้าห้าระดับตั้งแต่ 3.84 ถึง 12.95W สำหรับอุปกรณ์ PD โดยสูงสุดไม่เกิน 13W
ขั้นตอนการทำงานของแหล่งจ่ายไฟ POE
เมื่อลอยอุปกรณ์ปลายทางแหล่งจ่ายไฟ PSE ในเครือข่าย กระบวนการทำงานของแหล่งจ่ายไฟ POE มีดังนี้
◆การตรวจจับ: ที่จุดเริ่มต้น เอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าโดยอุปกรณ์ PSE ที่พอร์ตจนกว่าจะตรวจพบว่าการเชื่อมต่อเทอร์มินัลข้อมูลเป็นอุปกรณ์รับพลังงานที่สนับสนุนมาตรฐาน IEEE 802.3af
◆การจัดประเภทอุปกรณ์ PD: หลังจากตรวจพบอุปกรณ์ PD ที่รับพลังงานแล้ว อุปกรณ์ PSE อาจจัดประเภทอุปกรณ์ PD และประเมินการใช้พลังงานที่อุปกรณ์ PD ต้องการ
◆เริ่มจ่ายไฟ: ในเวลาที่กำหนดได้ (โดยทั่วไปน้อยกว่า 15μs) เพื่อเริ่มจ่ายไฟ อุปกรณ์ PSE จะเริ่มจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ PD จากแรงดันไฟต่ำจนกระทั่งจ่ายไฟ 48V
◆แหล่งจ่ายไฟ: ให้แรงดันไฟฟ้าเกินไดนามิก 48V ที่เสถียรและเชื่อถือได้สำหรับอุปกรณ์ PD เพื่อตอบสนองการทำงานล่วงเวลาของอุปกรณ์ PD ที่ไม่เกิน 15.4W
◆ปิดเครื่อง: หากอุปกรณ์ PD ถูกตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่าย PSE จะหยุดจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ PD อย่างรวดเร็ว (ปกติภายใน 30-400 มิลลิวินาที) และทำกระบวนการตรวจจับซ้ำเพื่อตรวจสอบว่าเทอร์มินัลข้อมูลเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ PD หรือไม่
เมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์เครือข่ายใด ๆ เข้ากับ PSE ก่อนอื่น PSE จะต้องตรวจพบว่าอุปกรณ์นั้นไม่ใช่ PD เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์นั้นไม่ได้จ่ายกระแสไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์ที่ไม่ตรงตามมาตรฐาน POE ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสียหายได้สามารถรับรู้ได้โดยมองหาแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กเพื่อตรวจสอบว่าระยะทางมีลักษณะตรงตามข้อกำหนดหรือไม่เมื่อถึงการตรวจจับเท่านั้นที่สามารถจ่ายแรงดัน 48V เต็ม กระแสยังคงมีอยู่ และอุปกรณ์ปลายทางที่สั้นมากอาจมีสถานะผิดพลาด.ในฐานะที่เป็น PD เสริมของกระบวนการค้นพบ มันยังสามารถจัดประเภทโหมดการจ่ายไฟที่ต้องใช้ PSE และจัดหา PSE เพื่อจ่ายพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพPSE เริ่มให้พลังงานมันจะตรวจสอบกระแสอินพุต PD ต่อไปเมื่อการใช้กระแส PD ลดลงต่ำกว่าค่าต่ำสุด เช่น เมื่ออุปกรณ์ไม่ได้เสียบปลั๊กหรือพบว่าอุปกรณ์ PD ใช้พลังงานมากเกินไป ไฟฟ้าลัดวงจร หรือโหลดของแหล่งจ่ายไฟเกิน PSE PSE จะทำลายแหล่งจ่ายไฟและเริ่มการตรวจจับ ประมวลผลอีกครั้ง
อุปกรณ์จ่ายไฟยังสามารถจัดเตรียมความสามารถของระบบ ตัวอย่างเช่น แอปพลิเคชันของโปรโตคอลเครือข่ายอย่างง่าย (SNMP)ฟังก์ชันสามารถจัดเตรียมฟังก์ชันต่างๆ เช่น การกู้คืนการกู้คืนและการจัดการการกู้คืนการกู้คืน
สามารถศึกษาโหมดการส่งของ POE ได้มีสองประเด็นหลักที่ต้องพิจารณาในกระบวนการจัดหา นั่นคือ การระบุอุปกรณ์ PD และอีกประการหนึ่งคือความสามารถของ UPS ในระบบ