Tổng quan về Power Over Electrical (POE)
POE (Power Over Ethernet) đề cập đến một số thiết bị đầu cuối dựa trên IP (chẳng hạn như điện thoại IP, điểm truy cập mạng LAN không dây AP, camera mạng, v.v.) mà không thay đổi cơ sở hạ tầng dây Ethernet Cat.5 hiện có.Trong khi truyền tín hiệu dữ liệu, nó cung cấp công nghệ cấp nguồn DC cho các thiết bị đó.Công nghệ POE có thể đảm bảo hoạt động bình thường của mạng hiện có đồng thời đảm bảo an toàn cho hệ thống cáp có cấu trúc hiện có và giảm thiểu chi phí.
POE còn được gọi là hệ thống cấp nguồn dựa trên mạng cục bộ (POL, Power over LAN) hay Active Ethernet (Active Ethernet), đôi khi còn được gọi tắt là Power over Ethernet.Điều này là sử dụng cáp truyền Ethernet tiêu chuẩn hiện có để truyền dữ liệu và dữ liệu cùng một lúc.Các tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật mới nhất về năng lượng điện, đồng thời duy trì khả năng tương thích với các hệ thống và người dùng Ethernet hiện có.Chuẩn IEEE 802.3af là một chuẩn mới dựa trên POE của hệ thống Power-over-Ethernet.Nó bổ sung các tiêu chuẩn liên quan để cung cấp điện trực tiếp qua cáp mạng trên cơ sở IEEE 802.3.Nó là phần mở rộng của tiêu chuẩn Ethernet hiện có và là tiêu chuẩn quốc tế đầu tiên về phân phối điện.Tiêu chuẩn.
IEEE bắt đầu phát triển tiêu chuẩn vào năm 1999 và các nhà cung cấp tham gia sớm nhất là 3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel và National Semiconductor.Tuy nhiên, những khiếm khuyết của tiêu chuẩn này đã và đang hạn chế việc mở rộng thị trường.Cho đến tháng 6 năm 2003, IEEE đã phê duyệt tiêu chuẩn 802.3af, tiêu chuẩn này chỉ định rõ ràng các vấn đề kiểm soát và phát hiện năng lượng trong các hệ thống từ xa và các bộ định tuyến, chuyển mạch và trung tâm được kết nối với điện thoại IP, hệ thống bảo mật và mạng cục bộ không dây thông qua cáp Ethernet.Chuẩn hóa chế độ cung cấp năng lượng của thiết bị như điểm.Sự phát triển của IEEE 802.3af bao gồm nỗ lực của nhiều chuyên gia công ty, điều này cũng cho phép tiêu chuẩn được kiểm tra đầy đủ.
Thành phần hệ thống POE và các thông số đặc trưng của nguồn điện
Một hệ thống POE bao gồm các bộ phận thiết bị cấp điện (PSE, Power Sourcing Equipment) và thiết bị nhận điện (PD, Power Device).Thiết bị PSE là thiết bị cấp nguồn cho 2 thiết bị khách và nó cũng là thiết bị cấp nguồn cho toàn bộ POE.Thiết bị PD là PSE chấp nhận nguồn, nghĩa là thiết bị khách của hệ thống POE, chẳng hạn như điện thoại IP, bảo mật mạng, AP và PDA.) Hoặc nhiều thiết bị khác như điện thoại di động, máy tính (nhỏ thì bất kỳ thiết bị nào có công suất vượt quá 13W đều có thể lấy nguồn tương ứng từ giao tiếp RJ45).Nó không dựa vào tiêu chuẩn IEEE 802.3af để thiết lập các kết nối thông tin về trạng thái kết nối, loại thiết bị và cấp độ của thiết bị đầu cuối nhận PD, đồng thời cung cấp năng lượng cho PD theo PSE.
Các thông số đặc trưng nguồn cấp điện chính của hệ thống cấp nguồn tiêu chuẩn POE là:
◆Điện áp nằm trong khoảng từ 44V đến 57V, với giá trị điển hình là 48V.
◆Dòng điện tối đa cho phép là 550mA và dòng khởi động tối đa là 500mA.
◆Dòng điện làm việc trung bình là 10～350mA, dòng điện quá tải là 350～500mA.
◆Trong điều kiện không tải, dòng điện yêu cầu tối đa là 5mA.
◆Cung cấp năm mức yêu cầu năng lượng điện từ 3,84 đến 12,95W cho thiết bị PD, tối đa không quá 13W.
Quy trình làm việc của bộ nguồn POE
Khi thiết bị đầu cuối cấp nguồn PSE nổi trong mạng, quy trình làm việc của cấp nguồn POE như sau.
◆Phát hiện: Lúc đầu, đầu ra điện áp của thiết bị PSE tại cổng cho đến khi phát hiện ra rằng kết nối đầu cuối dữ liệu là thiết bị nhận nguồn hỗ trợ chuẩn IEEE 802.3af.
◆ Phân loại thiết bị PD: Sau khi phát hiện thiết bị nhận điện PD, thiết bị PSE có thể phân loại thiết bị PD và đánh giá mức tiêu thụ điện mà thiết bị PD yêu cầu.
◆ Bắt đầu cấp nguồn: Tại thời điểm có thể định cấu hình (thường dưới 15μs) để bắt đầu cấp nguồn, thiết bị PSE bắt đầu cấp nguồn cho thiết bị PD từ điện áp thấp cho đến khi nó cung cấp nguồn điện 48V.
◆ Nguồn điện: Cung cấp điện áp quá áp động 48V ổn định và đáng tin cậy cho thiết bị PD để đáp ứng thời gian làm thêm giờ của thiết bị PD không vượt quá 15,4W.
◆Tắt nguồn: Nếu thiết bị PD bị ngắt kết nối khỏi mạng, PSE sẽ nhanh chóng (thường trong vòng 30-400 mili giây) ngừng cấp nguồn cho thiết bị PD và lặp lại quá trình phát hiện để phát hiện xem thiết bị đầu cuối dữ liệu có được kết nối với thiết bị PD hay không.
Khi kết nối bất kỳ thiết bị mạng nào với PSE, trước tiên PSE phải phát hiện ra rằng thiết bị đó không phải là PD để đảm bảo rằng nó không cung cấp dòng điện cho các thiết bị không đáp ứng tiêu chuẩn POE, điều này có thể gây ra hư hỏng.Nó có thể được thực hiện bằng cách tìm kiếm một điện áp nhỏ của dòng điện để kiểm tra xem khoảng cách có các đặc tính đáp ứng yêu cầu hay không.Chỉ khi đạt được sự phát hiện, điện áp 48V đầy đủ mới được cung cấp, dòng điện vẫn tồn tại và thiết bị đầu cuối cực ngắn có thể có trạng thái lỗi..Là một PD mở rộng của quá trình khám phá, nó cũng có thể phân loại các chế độ cung cấp năng lượng yêu cầu PSE và cung cấp cho PSE để cung cấp năng lượng một cách hiệu quả.PSE bắt đầu cung cấp năng lượng.Nó sẽ tiếp tục theo dõi dòng điện đầu vào PD.Khi mức tiêu thụ dòng điện PD giảm xuống dưới giá trị tối thiểu, chẳng hạn như khi rút phích cắm thiết bị hoặc gặp phải tình trạng tiêu thụ điện năng quá mức của thiết bị PD, ngắn mạch hoặc tải nguồn điện vượt quá PSE, PSE sẽ phá hủy nguồn điện và bắt đầu phát hiện xử lý lại.
Thiết bị cấp nguồn cũng có thể được cung cấp khả năng hệ thống, ví dụ, ứng dụng giao thức mạng đơn giản (SNMP).Chức năng có thể cung cấp các chức năng như phục hồi phục hồi và quản lý phục hồi phục hồi.
Có thể nghiên cứu chế độ truyền của POE.Có 2 vấn đề chính cần quan tâm trong quá trình cung cấp, đó là việc xác định thiết bị PD, và vấn đề còn lại là khả năng của UPS trong hệ thống.