ما هو بو وكيف تعمل السلطة على إيثرنت

أصبح الاتصال بالإنترنت ضروريًا في الوقت الحاضر حيث يحتاج كل جهاز إلكتروني تقريبًا إلى اتصال إنترنت نشط للعمل بشكل صحيح. على الرغم من أن معظم الأجهزة بها خيارات اتصال Wi-Fi ، إلا أن العديد من الأجهزة وأجهزة توجيه الشبكة لا تزال تستخدم منافذ وكابلات Ethernet للاتصال بخط الإنترنت السلكي. لقد تعلمنا سابقًا كيف يمكن نقل البيانات عبر خطوط الطاقة في مقالة Power Line Communication ، وسنتعرف اليوم على كيفية نقل الطاقة عبر خطوط البيانات التي هي PoE (Power over Ethernet).

ما هو PoE (الطاقة عبر الإيثرنت)؟

كما يوحي الاسم ، فإن توفير الطاقة الكهربائية من خلال كبلات Ethernet يسمى PoE.

نعلم جميعًا أن كبلات Ethernet تُستخدم لنقل البيانات والاتصال بالشبكة ، لكن هل تعلم أننا في معظم الأحيان لا نستخدم جميع خطوط الاتصال الموجودة في كابل Ethernet. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك أن كبل Ethernet الموضح في الشكل أدناه يحتوي على 8 خطوط ولكن من بينها ، يتم استخدام أربعة خطوط فقط بشكل شائع لتبادل البيانات (برتقالي ، برتقالي - أبيض ، أخضر وأخضر - أبيض) بينما تظل الخطوط الأربعة المتبقية خاملة. لذا فإن تبادل البيانات ممكن حتى بعد تجريد هذه الخطوط الخاملة من كلا الطرفين ، وهذا هو السبب في وجود أربعة خطوط فقط في كبل Ethernet منخفض النهاية بدلاً من ثمانية خطوط. لذلك يمكن استخدام الخطوط الأربعة الخاملة لنقل الطاقة. يُطلق على هذا الإعداد البسيط لاستخدام خطوط الخمول لتوصيل الطاقة إلى الحمل اسم Power over Ethernet.

الآن دعونا نلقي نظرة على الدائرة البسيطة لفهم PoE بشكل أفضل. في هذه الدائرة ، يتم تجريد أربعة أسلاك (الأزرق والأزرق والأبيض والبني والبني والأبيض) من المقبس الموجود على كل طرف من طرفي الكابل. كما ذكرنا سابقًا ، لا يتم استخدام هذا الزوج من السلك البني والأخضر في تطبيقات Ethernet منخفضة السرعة ، لذا فإن تجريدهم من المقبس لن يتسبب في أي انقطاع في الاتصالات. لذلك يجب توصيل أحد الطرفين بمصدر الطاقة والآخر بالحمل ، وذلك لتعيين مثال ، نستخدم بطارية كمصدر للطاقة وكاميرا كحمل. مع وجود المصدر والحمل في الحلقة المغلقة ، تكتمل الدائرة أدناه وستظهر الكاميرا استجابة. منذ استخدام هذا الإعداد البسيط ، قمنا بتسليم الطاقة إلى جهاز بسيط من خلال كابل Ethernet يمكننا القول إن PoE قد تحقق.

كيف تعمل الطاقة عبر الإيثرنت ولماذا يتم استخدامها

السبب الرئيسي لاستخدام PoE على نظام إمداد الطاقة التقليدي هو تقليل تكلفة توفير مصدر الطاقة لكل جهاز طرفي متصل بالشبكة. على سبيل المثال ، إذا كان لديك 10 كاميرات تجسس موزعة في جميع أنحاء المبنى ، في هذه الحالة ، فإنها تحتاج إلى 10 وحدات إمداد بالطاقة لتزويدها بالطاقة وهذه ليست المشكلة الرئيسية. تكمن المشكلة الرئيسية في توصيل 220 خط طاقة بالقرب من كل طرف وهو أمر غير عملي ، لذا فإن استخدام PoE هو الخيار الأفضل لتوصيل جميع الأجهزة الطرفية بالنظام المركزي.

يعد الآن تقسيم كابل Ethernet ، لتوصيل كل جهاز طرفي بالنظام المركزي ، مهمة شاقة بحد ذاتها ، لذلك يتم استخدام حاقن PoE وموزع PoE.

كما هو مبين في الشكل ، باستخدام PoE Injector و PoE Splitter ، يمكننا تخطي كل متاعب تحديد الألوان ، وتجريد الأسلاك ، واللحام وتغليف الأطراف السائبة. الآن دعونا نلقي نظرة على وظيفة هذه الأجهزة وكيف يمكن استخدامها.

حاقن PoE

يحتوي هذا الجهاز على منفذي إدخال ومنفذ إخراج واحد. المدخل الأول هو لتوصيل كبل Ethernet العادي ومدخل آخر لتوصيل مصدر طاقة DC ، بينما يتم استخدام الإخراج لتوصيل كابل PoE Ethernet.

على المدخلات لدينا: اتصال إيثرنت عادي + مصدر طاقة تيار مستمر

عند الإخراج ، لدينا: PoE Ethernet (والذي يمكن استخدامه لتوصيل أجهزة PoE)

لذا فإن وظيفة حاقن PoE توفر PoE Ethernet من خلال توصيل اتصال Ethernet العادي ومصدر طاقة التيار المستمر.

PoE Splitter

يحتوي هذا الجهاز على منفذ إدخال واحد ومنفذين إخراج. الإدخال مخصص لتوصيل كابل PoE Ethernet بينما توفر منافذ الإخراج طاقة Ethernet و DC عادية.

على المدخلات لدينا: PoE Ethernet

عند الإخراج لدينا: اتصال إيثرنت عادي + مصدر طاقة تيار مستمر

لذا فإن وظيفة PoE splitter هي عكس وظيفة PoE Injector وهي تقسيم اتصال PoE Ethernet إلى Ethernet عادي ومصدر طاقة تيار مستمر قابل للاستخدام.

موسع PoE

يتم استخدام موسع PoE عندما يكون هناك شبكة تمتد عبر مسافات كبيرة مثل مراكز التسوق والفنادق والمطاعم ومباني المكاتب والشركات والحرم الجامعي والأماكن الرياضية. في تلك الأماكن ، لا يمكن استخدام اتصالات Ethernet العادية التي يبلغ طولها 100 متر وهذا هو وقت تشغيل PoE Extender. يمكن استخدام هذا الجهاز لتوسيع أجهزة شبكة Ethernet بما يتجاوز حد المسافة الأساسي البالغ 100 متر مما يجعله خيارًا قابلاً للتطبيق للعديد من الحالات.

تدعم الأجهزة الطرفية هذه الأيام PoE Ethernet حتى نتمكن من تخطي جهاز التقسيم وتوصيل الكابل بالجهاز مباشرةً كما هو موضح في الشكل.

الآن ، سيعمل هذا الإعداد إذا كان هناك جهاز واحد أو جهازان ولكن إذا كان هناك العديد من الأجهزة ، فإن شراء PoE Injector لكل جهاز ليس هو الحل الأفضل. لمثل هذه الحالات المحددة ، لدينا PoE Hub الذي يمكن أن يحل محل عدة حاقنات PoE.

PoE Hub

يتشابه عمل محور PoE مع حاقن PoE إلا أنه يأخذ العديد من اتصالات Ethernet مع توفير العديد من مخرجات PoE Ethernet. من الأفضل استخدام لوحة الوصل إذا كان لديك العديد من أجهزة PoE على أحد طرفيها واتصال Ethernet عادي يوفر خادمًا على الطرف الآخر. يمكن فهم عمل المحور بسهولة من الرسم البياني أدناه.

حتى الآن افترضنا أن هناك خطوطًا مجانية متوفرة في كبل Ethernet يمكن استخدامها في PoE دون صعوبة كبيرة.

الآن قد تسأل ، ماذا عن الحالات التي يتم فيها استخدام جميع الخطوط في كبلات Ethernet ؟ حسنًا ، هذه الحالة ليست نادرة لأن أنظمة نقل البيانات والإنترنت عالية السرعة تستخدم جميع خطوط البيانات. حتى في هذه الحالات ، لا يزال PoE قابلاً للتحقيق ولكنه يصبح معقدًا عند مقارنته بالتكوين السابق.

في حالة وجود نظام نقل عالي السرعة ، يتم إرسال البيانات والطاقة عبر نفس الخطوط ولكن يتم استخدام أجهزة خاصة لذلك. هذه الوحدة الخاصة هي مفتاح PoE الذي يضيف إلى التكلفة على عكس السابق حيث يمكننا ببساطة تجريد الخطوط غير المستخدمة من كلا الطرفين واستخدامها لراحتنا.

مفتاح PoE

مفتاح PoE هو مفتاح شبكة مع القدرة على توفير الطاقة عبر Ethernet من كل واجهة مع الاستمرار في إعادة توجيه الإطارات. ببساطة ، إنه يعمل كمنفذ لتوصيل عدة أجهزة PoE بجهاز كمبيوتر واحد.

في الرسم التخطيطي للكتل ، يمكنك معرفة كيفية توصيل العديد من أجهزة PoE بمحول PoE باستخدام كبلات Ethernet ويتواصل الكمبيوتر مع هذه الأجهزة من خلال مفتاح PoE. يتطلب محول PoE ارتباطًا واحدًا للشبكة الحالية لتوسيع وزيادة المنافذ.

معايير PoE

تتبع أجهزة PoE معايير معينة لاتصالات البيانات وتوصيل الطاقة. لذلك يتم اتباع هذه المعايير أثناء تصميم هذه الأجهزة. عادة ، هناك أربعة أنواع من المعايير المتبعة أثناء تصميم هذه الأجهزة وهي مقسمة على أساس قدرتها على معالجة الطاقة.

ملحق IEEE	نوع	قدرة الطاقة
IEEE802.3af	اكتب 1	15.4 واط
IEEE802.3at / PoE +	النوع 2	30.8 واط
IEEE802.3bt / UPoE	النوع 3	60 واط
IEEE802.3bt	اكتب 4	90 واط

يمكنك البحث في هذا الجدول واختيار مفتاح PoE أو حاقن أو موجه مناسب لأجهزة PoE الخاصة بك.

تطبيقات PoE

• نظام الإضاءة الذكية: يمكن التحكم في نظام الإضاءة من خلال خادم أو كمبيوتر بعيد يكون مفيدًا.
• المنزل الذكي: يجعل PoE تصميم المنزل الذكي أمرًا سهلاً لأنه يتم إنشاء اتصال شبكة المنزل الذكي في كل ركن من أركان مساحة المعيشة بينما يشارك كل جهاز البيانات مع بعضها البعض ويمكن تحقيق ذلك بسهولة أكبر باستخدام PoE.
• نظام الأمان: يمكن للمكاتب والمعاهد زيادة إنتاجيتها عن طريق تثبيت أجهزة PoE للأمان.
• يستخدم PoE أيضًا لأنظمة RFID والإنذار.

حدود PoE

على الرغم من أن كل شيء يبدو أخضر هنا ، إلا أن هذا ليس هو الحال. هناك العديد من عيوب PoE ويتم مناقشة اثنين منها أدناه.

• التكلفة: كالعادة ، فإن أي تركيب تقني يعتمد على المال. على الرغم من أنه من خلال تثبيت PoE ، يمكننا توفير المال ، إلا أنه يتم تطبيقه فقط إذا كان هناك أكثر من أربعة إلى خمسة أجهزة في المنطقة. هذا لأن تثبيت PoE سيكلفك الآلاف ولكنك تنجز المهمة ببضع مئات إذا كان هناك جهاز واحد أو جهازان من أجهزة PoE. لذا فإن تركيب PoE ليس مناسبًا للمنازل حيث تقتصر أجهزة PoE على جهاز واحد أو اثنين. في هذه الحالة ، سيؤدي شراء سلك موسع أو محول إلى إنجاز المهمة بدلاً من إنفاق مبلغ ضخم على إعداد PoE.
• التعقيد: سيضيف تثبيت إعداد PoE تعقيدًا إلى أي شخص لا داعي للقول. مثلما يجب عليك فهم المصطلحات الجديدة على PoE والمتاعب بشأن شراء أنظمة مطابقة عندما تريد تثبيت جهاز PoE جديد في منزلك أو مكتبك.