نگاهي به تكنولوژي POE --- Power Over Ethernet

نگاهي به تكنولوژي POE --- Power Over Ethernet



 

 

ساختار PoE  

در اين ساختار دو المان وجود دارد كه عبارتند از :

  1. منبع تغذيه ( Power source (PSE
  2. تجهيزاتي كه از اين امكان استفاده مي كنند ( Powered Device (PD

 

منبع تغذيه موظف به تامين توان مورد نياز تجهيزات مي‌باشد. به طور مثال Access Point‌ها در شبكه‌هاي ‌بي‌سيم ‌و ‌تجهيزات IP Phone از مصرف‌كنندگان توان محسوب مي‌شود.


با استفاده از استاندارد مصوب IEEE 802.3af مي‌توان با استفاده از فناوري PoE به تجهيزاتي كه تواني معادل 21.95احتياج دارند، از طريق خطوط ارتباطي ديتا برق ‌رساند.


براي ارائه توان مورد نياز تجهيزات لازم است ابتدا تمهيداتي انديشيده شود تا از بروز اشكال در سيستم جلوگيري گردد. براي جلوگيري از بروز خطا ابتدا لازم است وسيله‌اي كه نياز به توان دارد شناسايي گردد. به همين منظور مكانيزم‌هايي در استاندارد مربوطه براي نحوه تشخيص وسيله مشخص گرديده است. پس از شناسايي وسيله موردنظر و تامين توان موردنياز، سيستم بايد بتواند به محض خروج آن وسيله از شبكه، توان ارائه‌شده را قطع نمايد.


توان مورد نياز تجهيزات در تكنولوژي PoE به دو روش قابل ارائه است. در روش اول مي‌توان توان موردنياز را از طريق يكي از سوييچ‌هاي اترنت درون شبكه كه داراي قابليت ارائه توان با استفاده از تكنولوژي PoE مي‌باشد، ارائه نمود. همان‌گونه كه در شكل 1 ديده مي‌شود هيچ‌گونه وسيله اضافي ديگري موردنياز نمي‌باشد و تجهيزات PD مستقيماً به سوييچ اترنت متصل مي گردند


در روش دوم با استفاده از يك Power Hub اين توان تامين مي‌گردد. شكل 2 اين روش را نشان مي‌دهد. همان‌گونه كه ديده مي شود، براي ارائه توان مورد نياز PDها به يك واسط كه داراي قابليت ارائه توان بر روي خطوط اترنت مي‌باشد نياز داريم.

 

نكته مهم در هر دو روش، محدوديت ارائه خدمات در آن‌ها مي‌باشد. در روش اول كه براي ارائه توان از هيچ واسطي استفاده نشده است و تجهيزات مستقيماً به سوييچ متصل شده‌اند مي‌توان از كليه واسط‌هاي
10/100/1000 Base - T براي تامين توان استفاده نمود. اما در روش دوم به علت استفاده از Power Hub براي ارائه توان فقط مي توان از واسط‌هاي 10/100/1000 Base - T كرد

نحوه ارائه توان از طريق خطوط اترنت همان‌گونه كه در شكل 3 نشان داده شده بسيار ساده است. حتماً مي‌دانيد كه سيگنال‌هاي اترنت از طريق زوج سيم منتقل مي‌گردند ( يك سيم براي رفت و سيم ديگر براي برگشت اطلاعات.)

همچنين مي‌دانيد كه كابل‌هاي UTP داراي چهار زوج سيم مي‌باشند. در نتيجه يكي از روش‌هاي ممكن براي ارائه توان، استفاده از دو زوج سيم اضافي، يكي براي ارسال توان مثبت و ديگري براي دريافت توان منفي مي‌باشد. (شكل 3 - الف) روش ديگر ارسال توان از طريق همان زوج سيم‌هايي است كه براي انتقال ديتا مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

 

 

تبادل بين PSE و PD  

براي استفاده از تكنولوژي PoE ابتدا لازم است تجهيزات بتوانند با يكديگر ارتباط برقرار نمايند. به محض تشخيص يك PD،  از طرف PSE يك ولتاژ تست ارسال مي‌گردد تا مشخص شود PD  از استاندارد مربوطه پشتيباني مي‌كند يا خير.
 
در صورت پشتيباني از استاندارد  IEEE802.3af، ولتاژ مورد نياز PD از طريق PSE  به يك مقاومت 25 اهمي تغذيه مي‌گردد. براي تاييد پشتيباني از استاندارد مذكور، PD  يك ولتاژ محدود به جريان كه بسيار كم نيز مي‌باشد از طريق كابلUTP به سمت PSE  ارسال مي‌نمايد.  

با توجه به اين نكته كه هر يك از تجهيزات ولتاژ خاصي دارند، لازم است كلاس‌هاي متفاوتي براي تكنولوژي PoE در نظر گرفته شود.

 



نكات مهم در پياده سازي

بسياري از توليدكنندگان به يك نكته مهم در رابطه با توليد تجهيزاتي كه از تكنولوژي PoE استفاده مي‌كنند، بي‌توجه مي‌باشند. واسط‌هاي الكترومغناطيسي بين كابل‌ها و تجهيزاتي كه در اين شبكه‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند از مهمترين نكاتي است كه مورد توجه قرار نگرفته است

در زمان استفاده از كابل‌ها براي انتقال در حد گيگابيت اترنت، نويز موجود در كابل در عملكرد تشخيص PDها، كلاسه‌بندي آن‌ها و همچنين قطع ولتاژ در صورت لزوم، اختلال ايجاد مي‌كند. از آنجايي كه تجهيزات اين شبكه‌ها معمولاً تجهيزات ارتباطي مي‌باشند، اعوجاج‌هاي خروجي ايجاد شده توسط واسط‌هاي الكترومغناطيسي نيز مشكل‌ساز هستند. در نتيجه براي بر طرف نمودن اين مشكل مي‌توان از كوپلرهاي نوري براي محافظت در برابر ميدان مغناطيسي ايجاد شده استفاده نمود



نكته مهم ديگري كه در پياده‌سازي اين تكنولوژي بايد مد نظر قرار گيرد، ذخيره سازي توان است. تصور كنيد تجهيزات شبكه كه نياز به توان دارند در هيچ يك از رده هاي كلاسه بندي شده در استاندارد IEEE802.3af نگنجند. براي ارائه توان مورد نياز اين تجهيزات، بايد بتوان از ولتاژهاي ذخيره شده استفاده نمود. براي اين منظور همان‌گونه كه در شكل 4 نشان داده شده است، مي‌توان از منابع تزريق ولتاژ استفاده نمود. روش ديگري كه براي جبران كمبود توان مي‌توان مورد استفاده قرار داد، بهره مندي از تعدادي سوييچ اترنت با قابليت PoE در شبكه مي‌باشد.



استاندارد مديريتي

استاندارد IEEE 802.3af  فقط نيازهاي سخت‌افزاري اين فناوري را پوشش مي‌دهد. اما مانند ساير فناوري‌ها بايد براي مديريت تجهيزات PoE نيز استانداردي تدوين گردد. اين استاندارد توسط مؤسسه IETF دوين گرديد. اين مؤسسه به موازات فعاليت‌هاي مؤسسه IEEE در خصوص تدوين استاندارد PoE، اقدام به ايجاد يك MIB براي اين تكنولوژي نمود. اين MIB يك ماژول مبتني بر SNMP است كه بر پايه RFC  شماره 2665 تدوين شده و مسووليت مديريت كليه تجهيزاتي  كه در شبكه مبتني بر تكنولوژي PoE كار مي‌كنند، را برعهده دارد.

 

 

منبع:مجله شبکه