Power over Ethernet (PoE) là gì?

Mặc dù hàng ngày có rất nhiều người sử dụng mạng LAN nhưng lại không biết rằng dây cáp mạng cũng có thể truyền tải điện năng. Cụ thể cách thức truyền tải như thế nào và ứng dụng ra sao, chúng ta hãy cùng tìm hiểu ngay trong bài viết này nhé!

I. Power over Ethernet (PoE) là gì?

Power over Ethernet (PoE) tạm dịch là cấp nguồn qua Ethernet, là một kỹ thuật để cung cấp nguồn nguồn điện một chiều DC cho các thiết bị qua hệ thống cáp Ethernet, loại bỏ nhu cầu về ổ cắm cung cấp điện riêng biệt.

Mặc dù PoE không tăng tốc độ hay cải thiện khả năng truyền dữ liệu của Ethernet, nhưng nó cung cấp các tùy chọn mở rộng về cách thức và vị trí có thể đặt các thiết bị đầu cuối Ethernet.

Poe được sử dụng sớm nhất trong đường dây điện thoại cố định truyền thống PSTN (public switched telephone network), cung cấp nguồn điện một chiều 48V qua cùng cáp đồng được sử dụng cho liên lạc. PoE ban đầu đã tận dụng các cặp dây không sử dụng trong 4 cặp dây đồng xoắn trong cáp xoắn đôi Category 5 (Cat 5).

Bài viết này được đăng tại [free tuts .net]

Năm 1999, cả hai hiệp hội IEEE và Ethernet Alliance đều bắt đầu làm việc để tiêu chuẩn hóa PoE nhằm đảm bảo khả năng tương tác trên một loạt các thiết bị được kết nối và thiết bị cung cấp nguồn.

II. Các tiêu chuẩn của PoE

Một trong những tiêu chuẩn đầu tiên có hỗ trợ PoE là IEEE 802.3af, đã được phê chuẩn vào năm 2003 và quy định rằng: Nguồn điện phải "có thể" truyền dẫn bởi các cặp dự phòng (chân 4 và 5 hoặc chân 7 và 8) hoặc cặp dữ liệu (chân 1 và 2 hoặc chân 3 và 6).

Cisco đã phát triển và lần đầu tiên cung cấp phiên bản PoE độc quyền vào năm 2000, cho phép phân phối điện năng có thể mở rộng và quản lý được tới các thiết bị cầm tay điện thoại IP của Cisco.

Tiêu chuẩn IEEE 802.3af (Type 1) của PoE cũng bao gồm cơ chế bảo vệ các thiết bị không hỗ trợ PoE:

Một điện trở 25 kW được thêm vào giữa các cặp nguồn trên thiết bị cấp nguồn, khiến nguồn điện chỉ cung cấp năng lượng khi phát hiện có thứ gì đó gần với giá trị điện trở đó.

Giá trị của PoE nhanh chóng được nhận ra. Việc truyền tải cả nguồn điện và dữ liệu qua một sợi cáp không chỉ tối giản việc đi cáp mà còn cải thiện độ an toàn, đơn giản hóa việc lắp đặt do đó tiết kiệm thời gian và chi phí. Vì thế nhu cầu về nguồn điện để hỗ trợ nhiều loại thiết bị cuối hơn ngày càng tăng, dẫn đến việc bổ sung và cải tiến tiêu chuẩn 802.3af.

Tiêu chuẩn IEEE 802.3at được gọi là "PoE +" hoặc "Type 2", đã được phê chuẩn vào năm 2009 và tăng công suất truyền tải điện năng của cáp qua Ethernet lên 30W.

Vào năm 2011 Cisco đi tiên phong trong Cisco Universal Power Over Ethernet (UPOE) nâng công suất lên 60W, tận dụng tất cả bốn cặp xoắn và dẫn đến tiêu chuẩn IEEE 802.3bt hay 4PPoE (Type 3). Vào năm 2018, tiêu chuẩn 802.3bt đã được sửa đổi để tăng công suất tối đa lên 90W từ nguồn điện được gọi là 4PPoE Type 4.

Mỗi tiêu chuẩn mới cung cấp khả năng tương thích ngược với tất cả các tiêu chuẩn trước đó và lưu ý công suất tối thiểu trên mỗi cổng được cung cấp cho các thiết bị được cấp nguồn. Yêu cầu tối thiểu này tính đến tổn thất điện năng trên chiều dài của cáp, với chiều dài tối đa là 100m.

Với mỗi lần tăng công suất thì yêu cầu về hệ thống của dây cáp cũng tăng lên, với cáp Cat 5 yêu cầu tối thiểu sử dụng PoE Type 3 (60W) và Type 4 (90W).

Trong khi PoE đã trở thành yếu tố quan trọng ở văn phòng trên toàn thế giới, chuẩn 90W PoE mở ra cánh cửa cho một thế giới với nhiều tùy chọn mới, cung cấp năng lượng cho các thiết bị khác nhau từ đèn LED, máy bán hàng tự động, cảm biến chuyển động, hệ thống báo động và camera cho đến màn hình, rèm cửa sổ tự động, hỗ trợ USB-C trên máy tính xách tay và thậm chí cả điều hòa tủ lạnh

Máy tính xách tay hỗ trợ USB-C có thể sẽ là yếu tố thay đổi cuộc chơi lớn nhất, vì khả năng loại bỏ "cục gạch nguồn” truyền thống sẽ làm hài lòng người dùng cuối và mở đường cho không gian làm việc "cáp đơn", khi mà chỉ cần một cáp cấp nguồn duy nhất cho điện thoại bàn, đèn, màn hình và máy tính xách tay.

Khả năng lớn là chuẩn 90W PoE cũng sẽ báo trước những thay đổi lớn đối với các ứng dụng công nghiệp và xây dựng thông minh. Sự kết hợp của dữ liệu và nguồn điện trong một cáp Ethernet sẽ thúc đẩy quá trình chuyển đổi vốn đã nhanh chóng sang các hệ thống điều khiển công nghiệp dựa trên Ethernet cũng như hợp nhất công nghệ hoạt động riêng biệt truyền thống (OT) (như HVAC, chiếu sáng và bảo mật / báo động) với CNTT - các thiết bị được quản lý (điện thoại IP, máy in, máy tính, v.v).

III. Những lợi ích của PoE

Sử dụng nguồn qua Ethernet mang lại một số lợi thế trong quá lắp đặt:

1. Tiết kiệm thời gian và chi phí

PoE có thể giảm thời gian và chi phí lắp đặt hệ thống cáp điện. Cáp mạng không cần thợ điện có trình độ chuyên môn để lắp đặt. Giảm bớt các ổ cắm điện không cần thiết cho mỗi thiết bị giúp tiết kiệm tiền. Nó cũng góp phần tiết kiệm điện bằng cách cho phép người dùng kiểm soát ánh sáng đèn điện, rèm cửa sổ tự động, lò sưởi và các thiết bị làm mát.

2. Linh hoạt

Không bị ràng buộc với ổ cắm điện, các thiết bị như màn hình, camera an ninh và điểm truy cập không dây có thể được đặt ở những vị trí lý tưởng và dễ dàng định vị lại nếu di chuyển.

3. An toàn

Nguồn điện PoE được thiết kế để bảo vệ thiết bị mạng khỏi tình trạng quá tải, thiếu nguồn và lắp đặt không chính xác một cách thông minh. Nó cũng loại bỏ nguy cơ làm việc xung quanh có các nguồn điện cao áp nguy hiểm.

4. Độ ổn định và tin cậy

Nguồn PoE được các tổ chức, liên minh lớn như IEEE phê chuẩn nên sẽ tương thích trên toàn cầu chứ không phải trong một công ty hay một khu vực, một đất nước. Nó có thể được có thể được hỗ trợ bởi bộ lưu trữ điện dự phòng như ví dụ như ắc quy (Uninterruptible Power Supply - UPS), cho phép hoạt động liên tục ngay cả khi mất điện. PoE cũng cho phép các thiết bị dễ dàng bị vô hiệu hóa hoặc thiết lập lại từ bộ điều khiển tập trung.

Bài viết giới thiệu về khái niệm Power over Ethernet (PoE) tới đây là kết thúc. Nếu bạn đọc còn bất kỳ thắc mắc gì về việc cấp nguồn qua Ethernet thì hãy để lại comment nha, mình sẽ giải đáp trong thời gian sớm nhất có thể.

Tham khảo: Cisco