Power over Ethernet یا PoE چیست؟
04 ارديبهشت 1399
تکنولوژی PoE به ایده انتقال جریان الکتریکی موردنیاز دستگاهها توسط کابلهای دیتا بهجای کابلهای برق اطلاق میشود. این تکنولوژی برای استفاده در اترنت سیمی مطرح شده است. بهاینترتیب میزان سیمکشی لازم برای نصب تجهیزات شبکه کاهش مییابد. ضمنا بهکارگیری PoE نصب دستگاهها را، بخصوص در محلهای دور از دسترس، سادهتر و سریعتر میکند.
امروزه تکنولوژی Power over Ethernet به یکی از بخشهای کلیدی در معماری LAN بیسیم، ساختمانهای هوشمند و شبکههای سازمانی مبدل شده است.
Power over Ethernet به یکی از گزینههایی تبدیل شده است که بسیاری از سازمانها از آن برای انتقال الکتریسیته روی کابلهای دیتای موجود به اکسس پوینتهای بیسیم، فایروالها، تلفنهای IP و سایر تجهیزات زیرساخت شبکه استفاده میکنند.
مطالب پربازدید
اسپکتروم آنالایزر چیست؟
بهرهگیری از PoE پسازآن که در سال ۲۰۰۳ توسط IEEE استاندارد شد، رشد زیادی داشته است و استفاده از آن در سالهای آینده با به وجود آمدن کاربردهای جدید این تکنولوژی، افزایش خواهد یافت. گروه دلورو (Dell’Oro) ادعا میکند که تعداد محمولههای حاوی پورتهای PoE طی 5 سال آینده بیش از 624 میلیون خواهد بود.
بنا به گفته سمه بوژلبن (Sameh Boujelbene) مدیر ارشد تحقیقات در بخش تحقیقات بازار سوئیچ اترنت گروه دلورو محرکهای زیادی برای رشد و توسعه تکنولوژی مرسوم PoE وجود دارد. بهعنوانمثال، اگر به اکسس پوینتهای WLAN (wireless LAN) نگاهی بیندازیم، متوجه میشویم که تعداد باندها (طیفهای فرکانسی بیسیم) افزایش یافته و سرعت نیز بالاتر رفته است و این خود باعث میشود نیاز به توان الکتریکی بیشتری به وجود بیاید. قابلیتهای تلهپرزنس (نسل جدید سیستمهای ویدئوکنفرانس) هم به نسل جدید تلفنهای IP افزوده شده است. در دوربینهای مداربسته نیز قابلیت زوم کردن و تجزیهوتحلیل بیشتر، دیده میشود که همه این قابلیتها نیاز به توان الکتریکی بالاتر خواهد داشت.
Power over Ethernet چیست؟
PoE انتقال انرژی الکتریکی به دستگاههای شبکه از طریق همان کابل دیتا است که آنها را به LAN متصل میکند. بهاینترتیب با رفع نیاز به دوشاخه و مبدل برق، دستگاهها سادهتر میشوند و دیگر لازم نیست سیمکشی جداگانه برق AC و نصب پریز برق نزدیک هر دستگاه انجام گیرد.
در مورد جایگزینی سیستمهای تلفن قدیمی با تلفنهای IP هم نیاز به کابل برق DC جداگانه و مخصوص این تلفنها، از بین میرود. وقتی شبکهها توسعه پیدا میکنند یا پیکربندی مجدد میشوند، بهمحض اینکه کابل دیتا برای دستگاه کشیده شود، توان الکتریکی لازم هم به آن دستگاه میرسد.
استاندارد اولیه IEEE برای PoE (802.3af-2003) نحوه توزیع 15.4W توان DC را بهوسیله هر پورت سوئیچ به هر دستگاه و تا حداکثر فاصله ۱۰ متر روی کابل اترنت Category 3, 5, 5e, 6 مشخص مینمود. استاندارد، توان الکتریکی 15.4W را بهعنوان حداکثر تعیین میکند اما این توان به هنگام رسیدن به دستگاهها فقط 12.95W خواهد بود، زیرا توان الکتریکی در طول کابل تضعیف میشود. این تضعیف بر کیفیت شبکه در لینکهای اترنت 10/100/1000Mbps دستگاهها تأثیر نمیگذارد.
در طول زمان دستگاههای جدیدتر به توان الکتریکی بالاتری احتیاج داشتند، به همین دلیل در سال ۲۰۰۹، یک استاندارد جدید به نام PoE+ (IEEE 802.3at) ایجاد شد که توان حداکثر را به 30W رساند و از این مقدار 25.5W به دستگاهها میرسید.
آخرین استاندارد، 802.3bt، توان حداکثر را در سوئیچ مبدا به 90W میرساند که 71.3W آن به دستگاه میرسد. به گفته دیوید ترمبلی (David Tremblay)، رئیس کمیته فرعی Ethernet Alliance PoE و معمار سیستم در Aruba Networks از شرکت HPE، انتظار میرود 802.3bt آخرین استاندارد PoE باشد.
مزایای PoE
ایده اصلی PoE این بود که نیاز به نصب پریز برق بهویژه درجاهای دور یا غیرقابلدسترس را از بین ببرد. PoE متعهد به انجام موارد زیر هم هست:
هزینه نصب و راهاندازی را تا 1000 دلار برای هر دستگاه کاهش میدهد.
نیاز به آداپتورهای برق AC را کاهش میدهد.
نصب را ساده میکند چون به مشتریان اجازه میدهد از یک کابل Cat5 / 5e / 6 هم برای انتقال دیتا و هم توان الکتریکی استفاده کنند.
امکان پشتیبان گیری و مدیریت متمرکز توان الکتریکی را به مشتریان میدهد.
امکان استفاده مجدد از سیمهای مسی در شبکههای تلفنی قدیمی را به وجود میآورد.
میتوان دستگاههای PoE را جابجا نمود بدون اینکه در شبکه قطعی ایجاد شود.
به گفته ترمبلی، صرفهجویی در انرژی، بهطور خاص، بخش عمدهای از PoE است، اما استاندارد روی راندمان انرژی متمرکز شده است بهطوریکه از همه ۴ زوج سیم در کابل اترنت Cat 5 استفاده میکند، درحالیکه در ورژنهای قبلی استاندارد، از دو زوج سیم استفاده شده بود.
در آخرین ورژن استاندارد یک Maintain Power Signature (MPS) وجود دارد تا PoE بتواند روشنایی یا اپلیکیشن IoT را روشن نگه دارد و در صورت لزوم در حالت آمادهبهکار، کارایی قابل قبولی داشته باشد.
یک مزیت دیگر بنا به اظهار ترمبلی این است که PoE در ترکیب با نرمافزارهای تجزیهوتحلیل به تیم مدیریت ساختمان اجازه میدهد تعیین کند که کدام نواحی ساختمان خالی است و با خاموش کردن روشنایی و دستگاههای خنککننده، از راه دور، در مصرف توان الکتریکی صرفهجویی کنند.
بوژلبن میگوید که یک مزیت مهم و روبه رشد PoE، در پیادهسازی اکسس پوینتهای Wi-Fi است. این دستگاهها غالبا در محلهایی قرار میگیرند که کشیدن خط الکتریسیته سنتی به آنجا مشکل است. (مثلا پشت پنلهای سقفی)
ترمبلی میگوید که رشد شبکههای بیسیم در ساختمانها، دفاتر کار و محلهایی مثل اماکن ورزشی نیاز به PoE را تقویت میکند. PoE گسترش شبکه بیسیم را بسیار واقعیتر میکند.
PoE و IoT
استفاده از PoE برای گسترش شبکه بیسیم، ممکن است استفاده اصلی این تکنولوژی باشد اما خیلیها فکر میکنند که PoE در اینترنت اشیا (IoT) جایی برای خود باز خواهد کرد و دستگاههای IoT سیمی میتوانند توان الکتریکی را از ارتباط شبکه خود بگیرند.
ورسا تکنولوژی (Versa technology) درباره استفاده از PoE و IoT در شهر سندیهگو کالیفرنیا، در وبسایت خود مقالهای منتشر کرده است. این شهر از کابل اترنت برای توزیع توان الکتریکی به هزاران لامپ LED روشنایی شهری بههمپیوسته، استفاده میکند. این کابلهای اترنت با شبکه IoT شهر ادغام شده است. توان الکتریکی لامپهای هوشمند میتواند بهمنظور بهینهسازی روشنایی هر محل، خاموش و روشن شود.
این سیستمهای روشنایی نیاز به توان الکتریکی پایینی دارند و این مسئله استفاده از آنها را ارزانتر مینماید. روشنایی شهری PoE با شبکه IoT شهر مجتمع میشود و کنترل و مانیتور آنها را از راه دور ممکن میسازد. لامپهای هوشمند مجهز به حسگرهای حرکتی هستند تا با بهینهسازی روشنایی بر اساس نیازهای هر محل، در مصرف انرژی صرفهجویی کنند. ورسا اظهار میکند که این سیستم سالانه 250،000 دلار یا بیشتر برای شهر پسانداز میکند.
دوربینهای امنیتی IP که غالباً در مکانهایی دور از دسترس قرار میگیرند، یکی دیگر از اهداف اصلی کاربرد PoE هستند.
چالش بزرگ: قابلیت تعامل و همکاری
تنها چالش بزرگ PoE اطمینان از قابلیت تعامل و همکاری آن است. معتبرترین دستگاه های تجهیزات ساختمان در گاه آنلاین دکترتامین
ترمبلی میگوید: برنامه صدور گواهینامه Power over Ethernet (PoE) در کمیته Ethernet Alliance میتواند به نصب سریعتر PoE و پرهیز از مشکلات ناشی از قابلیت تعامل و همکاری آن کمک کند. ندگان اترنت ازجمله دستگاههای آنالوگ، سیسکو، HPE، هواوی، میکروسمی و تگزاس اینسترومنت بخشی از این برنامه صدور گواهینامه هستند.
گروه دلورو میگوید: با تولید کلاسهای جدیدی از دستگاهها، بازیگران صنعت باید همکاریهای تازهای را با شرکتهای ارائهدهنده تجهیزات دارای گواهینامه ایجاد کنند. بوژلبن میگوید: تنوع کاربردها، مشکلات قابلیت تعامل و همکاری را به همراه دارد و نیاز به آزمایش و صدور گواهینامه را نشان میدهد.
رنج محصولات دارای گواهینامه از component-level evaluation boards گرفته تا power-sourcing enterprise switches و midspan PoE power sources را شامل میشود. جزئیات محصولات دارای گواهینامه، از طریق program’s public registry در دسترس است.
منبع" شبکه مگ
گرما و اصلاح الگوی مصرف برق
فخری سادات مسچی
با گرم شدن هوا در کشور به طور معمول میزان مصرف برق در کشور بالا میرود، به طور یکه هر ساله در تابستان شرکت توانیر با صدور اطلاعیههایی از مردم درخواست صرفه جویی در مصرف برق میکند تا از بروز خاموشی، علی الخصوص در استانهای گرمسیر کشور جلوگیری شود.
بررسیها در این خصوص نشانگر آن است که به ازای هر یک درجه افزایش دمای هوا، بین ۵۰۰ تا ۷۰۰ مگاوات به میزان مصرف برق افزوده میشود اما از این واقعیت هم نباید چشم پوشی کرد که بخشی از مصرف بی رویه وبیش از حد برق در کشور ناشی از فقدان فرهنگ و الگوی مصرف در کشور است . این موضوع باعث شده که در زمینههای مختلف، میزان مصرف بعضی کالاها در کشور بالاتر از حد جهانی باشد : بالا بودن دور ریز نان، مصرف بیش از حد بنزین، مصرف عجیب و غیر قابل کنترل آب، مصرف بالای دارو نسبت به میانگین جهانی و این در حالی است که طی حداقل دو دهه گذشته در این باره هشدارها بسیاری داده شده است اما اگر چه تغییراتی در میزان مصرف این اقلام در کشور صورت گرفته اما باز هم شاهد این وضعیت هستیم .
بیشتر بدانید: تست موفقیت امیز پژوهشگران برای انتقال بی سیم انرژی برق به ادوات متحرک
در یان باره چند نکته است که باید مورد توجه قرار گیرد:
1- فرهنگ سازی برای هر کاری باید دائمی و بر اساس استراتژی مشخص و دراز مدت باشد . مثلا این روزها بسیار شاهدیم که به مردم این امر گوشزد میشود که در ساعات پیک مصرف برق از وسایل برقی پرمصرف استفاده نکنند یا قرار دادن وسایل الکترونیکی در حالت standby در دراز مدت درست نیست و برق زیادی را هدر میدهد ؛ این نکات باید همراه با گسترش، و اشاعه مصرف لوازم مختلف برقی به مردم آموزش داده میشد و ملکه ذهنها بود، نه اینکه در این روزهای بحران یکباره سعی شود این موضوع به خورد اذهان عمومی داده شود!
تهیه تجهیزات برقی ساختمان در سایت dr tamin انجام دهید.
2- فرهنگ سازی مصرف باید همه جانبه و بر اساس نگاه اجتماعی باشد . اگر قرار است به مردم اصلاح فرهنگ مصرف آموزش داده شود تنها اشاره به برق کافی نیست . باید این آموزش به مردم داده شود که اولا منافع عمومی بر منافع فردی ترجیح دارد، ثانیا کلا باید در مصرف هر نوع کالایی، نگاهمان نگاه ملی باشد. اینجا است که موضوع «اقتصاد مقاومتی » هم میتواند یادآوری شود و مورد توجه قرار گیرد.
در واقع اینها همان اهدافی است که در اقتصاد مقاومتی باید مورد توجه قرار بگیرد و برای عموم مردم کشورمان تبیین شود. بیشک یکی از برکات عملیاتی کردن اقتصاد مقاومتی، رسیدن به این نگاه اجتماعی و همه جانبه نگری در اصلاح الگوی مصرف است .
3- واقعیت این است که بخشی از مصرف بی رویه کشور مربوط به ساختمانها، امکانات و مجموعههای دولتی است. طبیعتا در ساعات اداری مصرف برق بیش از اندازه است و لازم است که اصلاح الگوی مصرف از ادارات و نهادهای دولتی و شبه دولتی آغاز شود . اصلاح الگوی مصرف و صرفه جویی در این مراکز علاوه بر اینکه به طور مستقیم، مصرف برق را کاهش میدهد، باعث تقویت روحیه همکاری مردم میشود. بدیهی است که در غیر این صورت، تاثیر گذاری توصیههای دولت به مردم کم خواهد بود.
منبع
موفقیت پژوهشگران در انتقال بی سیم انرژی برق به ادوات متحرک
دانشمندان توانستهاند سیستمی عملی و پربازده برای شارژ بیسیم تجهیزات متحرک طراحی کنند که احتمالا آیندهی صنعت خودروهای الکتریکی، رباتها و پهپادها را متحول خواهد کرد.
امروزه تکنولوژی شارژ بیسیم ازجمله فناوریهای نامآشنا در صنعت گوشیهای هوشمند بهشمار میآید؛ ولی آنچه که دانشمندان بهدنبال آن هستند، سطح بالاتری از این فناوری با قابلیت تأمین انرژی در فواصل دورتر و برای اشیا در حال حرکتی نظیر خودروها است.
تصور کنید با خودروی الکتریکی خود در حال حرکت در جاده هستید و همزمان باتری خودرویتان نیز در حال شارژشدن باشد یا رباتهایی را تصور کنید که هرگز هنگام جابجایی در محیط کارخانهها با مشکل اتمام شارژ باتریهای خود مواجه نشوند. این میتواند همان چشماندازی باشد که درصورت موفقیت تیم فعلی از پژوهشگران دانشگاه استنفورد، دیگر رؤیایی دور از دسترس محسوب نخواهد شد.
البته فناوری یادشده پیشتر در سال ۲۰۱۷ نیز معرفی شده بود؛ اما اینبار بازدهی و توان آن بالاتر رفته و البته کاربردیتر نیز شده است؛ بنابراین انتظار میرود دیر یا زود شاهد خروج این فناوری از فاز آزمایشگاهی و ورود آن به مرحلهی تجاریسازی باشیم. سانهوی فن، از مهندسان برق دخیل در پروژهی فعلی میگوید:
این بهمنزلهی گامی مهم درجهت توسعهی یک سیستم عملی و پربازده برای شارژ بیسیم خودروها و رباتها خواهد بود؛ حتی در مواقعی که این تجهیزات با سرعت بالایی در حال حرکت باشند. ما باید تنها توان سامانه را افزایش دهیم تا قادر به شارژ یک خودرو در حال حرکت شویم و من فکر نمیکنم مانع بزرگی در این مسیر وجود داشته باشد. برای شارژ رباتها نیز این فناوری همین حالا قابلاستفاده است.
فناوری انتقال بیسیم الکتریسیته براساس روش تولید میدانهای مغناطیسی متناوب کار میکند. این میدانهای نوسانکننده باعث نوسان الکترونها در یک فرکانس خاص میشوند. مشکل اینجا بود که این فرکانس برای اشیا در حال حرکت، ثبات ندارند. برای همین است که گوشیهای هوشمند امروزی برای شارژشدن نیاز به قرارگیری در یک جایگاه ثابت مخصوص (بهعنوان پد شارژ) دارند.
پژوهشگران دانشگاه استفورد در سال ۲۰۱۷ موفق شده بودند باکمک یک آمپلیفایر و حلقهی فیدبک مقاومتی، میزان فرکانس کاربری دستگاه را در حین حرکت دریافتکننده تنظیم کنند. در آن زمان، دستگاه تنها قادر به دریافت ۱۰ درصد از توان ارسالی ازسوی فرستنده بود. اما اینبار آنها موفق شدهاند بازدهی سامانه را به ۹۲ درصد برسانند. چنین جهش چشمگیری در میزان بازدهی مرهون بهکارگیری یک آمپلیفایر سوئیچینگ جدید است که بهدلیل دقت بالا و پیچیدگی بسیار، برای طراحی آن بیش از سه سال زمان صرف شد. در سایتhttps://drtamin.com/ میتوانید انواع تجهیزات الکتریکی ساختمان را اری نمایید.
ایدهی اصلی طراحی هنوز براساس فناوری ارائهشده در سال ۲۰۱۷ است. با حرکت گیرنده، فرکانس متغیر توان ارسالی از فرستنده تنظیم میشود. این سامانه در حال حاضر میتواند میزان ۱۰ وات توان را تا فاصلهای بهاندازهی ۶۵ سانتیمتر ارسال کند؛ اما پژوهشگران میگویند دلیلی نمیبینند که نتوان ابعاد فعلی سیستم را تا مقیاسهای بسیار بزرگتر افزایش داد.
خودروهای برقی برای شارژ شدن نیاز به صدها کیلووات توان دارند و خوشبختانه سیستم نوظهور درصورت استفاده در سطح جادهها از سرعت کافی برای فراهمکردن این میزان توان برخوردار است. تنها محدودیت پیشرو احتمالا سرعت باتریها در جذب این میزان انرژی در سرعتهای بالا خواهد بود.
مقالههای مرتبط:
اسپکتروم آنالیزر چیست و چگونه کار میکند؟
یکی دیگر از کاربردهای احتمالی فناوری یادشده، قابلیت شارژ باتری رباتهای مشغول در محیط کارخانهها باکمک پدهای مخصوص نصبشده روی کف زمین است. همچنین این کاربری میتواند شامل حال پهپادهایی شود که با حرکت در نزدیکی سقف محیطهای سربسته میتوانند انرژی لازم را بهصورت بیسیم از طریق شارژهای سقفی دریافت کنند. درصورت عملیاتیشدن این فناوری، احتمالا دیگر نیازی نخواهد بود که رباتها یا پهپادها برای شارژ به ایستگاههای ثابت خود بازگردند و عملا امکان فعالیت بیوقفهی اینگونه تجهیزات فراهم خواهد شد.
اما در این میان موانعی نیز بهچشم میخورند که شاید یکی از مهمترین آنها، هزینهی بالای پیادهسازی آن در حال حاضر باشد. با این حال، فناوری یادشده (دستکم در مقیاس نمونهی اولیه) همین حالا نیز دردسترس است. بهگفتهی دانشمندان، فرکانس کاری دستگاه در محدودهی کاملا بیخطر برای سلامت انسان قرار میگیرد.
ما اکنون به فناوری مهمی دست یافتهایم که میتواند امکان انتقال بیسیم انرژی برق آنهم برای تجهیزات در حال حرکت فراهم کند؛ موضوعی که شاید انقلابی واقعی در نحوهی کاربری گجتها و حتی حملونقل جهانی ایجاد کند. پژوهشگران در مقالهی اخیر خود در Nature Electronics چنین اظهار داشتهاند که:
بهمنظور بهرهگیری کامل از مزایای فناوری انتقال بیسیم توان بسیار مهم است که یک طرح پایدار و پربازده برای ارسال توان به تجهیزات در حال حرکت ارائه کنیم.
منبع: وبسایت زومیت
درباره این سایت