خواندنی ها+برق، قدرت، کنترل، الکترونیک، مخابرات، کامپیوتر، مهندسی پزشکی، ابزار دقیق، الکتروتکنیک، هوش مصنوعی، آی تیIT(فناوری اطلاعات)، مکاترونیک، رباتیک، فتونیک، اویونیکAvionic، فیزیک


دایره المعارف برق(اطلاعات عمومی برق)iman.sariri@yahoo.com

انتقال توان از طریق اترنت (Power Over Ethernet): POE،
انتقال توان از طریق اترنت (Power Over Ethernet): POE، به قابلیت دادن توان یا برق موردنیاز به تجهیزات شبكه از طریق كابل*های موجود شبكه بدون نیاز به منبع انرژی الكتریكی خارجی (هر دستگاه) اشاره دارد. با وجود POE دستگاه*هایی مانند تلفن*های IP، نقاط دسترسی بی*سیم (AP)، دوربین*های امنیتی و سایر دستگاه*های موجود در شبكه، انرژی خود را از كابل*های موجود در شبكه LAN، به راحتی دریافت می*كنند.

حل مشكل تلفن*های IP

اولین تقاضا برای ایجاد POE، هنگام توسعه پروتكل انتقال صدا روی اینترنت (VOIP) به وجود آمد. در ابتدا سیسكو و سایر تولیدكنندگان تلفن*های IP، محصولا*ت خود را همراه با اینترفیس*های اختصاصی خود عرضه*می*كردند. اما هنگامی كه مؤسسه مهندسان برق و الكترونیك (IEEE) استاندارد 802.3af را در ژوئن 2003 به تصویب رساند، تولیدكنندگان بزرگ تلفن*های IP به طرفداری از این استاندارد اقدام كردند.

POE مشكل بزرگ تلفن*های IP را حل كرد و استفاده از آن*ها را مانند تلفن*های معمولی، آسان و مفید نمود. از آن*جایی كه فناوری POE امكان انتقال نیرو برای تلفن*های IP را روی كابل*های زوج به هم*تابیده (cat3, 5e,6) امكانپذیر نموده است، آزادی عملی برای قراردادن این تلفن*ها در هر مكان، بدون*نیاز به منبع نیروی خارجی و وجود پریز برق، به وجود آورده است.





اكنون دیگر تلفن*های IP به صورت گسترده استفاده می*شوند. اكنون IEEE در حال توسعه استاندارد 8028.3af برای هماهنگ كردن تعداد بی*شماری دستگاه دیگر و ایجاد قابلیت استفاده از نیروی الكتریكی روی كابل است. فناوری POE به*دلیل عدم نیاز دستگاه*ها به نیروی خارجی مانند دوربین*های امنیتی IP كه در راهروها و پاركینگ*ها نصب شده*اند، كارت*خوان*های مغناطیسی، Access Pointهای بی*سیم در سقف*ها، سیستم*های هشدار و سیستم*های تشخیص امواج رادیویی آزادی نصب آن*ها را در هر مكانی آسان نموده*است. POE امكان استفاده از باتری پشتیبان را برای دستگاه*هایی كه نقش مهمی در امنیت و كنترل دسترسی در ساختمان دارند، فراهم می*كند. زیرا با POE، تمام این دستگاه*ها UPS متصل می*شوند و هنگام قطع برق همچنان به كار خود ادامه می*دهند.


استاندارد 802.3af

تحت استاندارد كنونی 802.3af ،POE جریان متعادلی را به دو جفت از چهار جفت كابل انتقالِ داده وارد می*كند. یعنی سوییچ POE جریان را به جفت*هایی كه داده*ها را انتقال می*دهند، وارد می*نماید. (پین*های 2-1 و 6-3)بالا*ترین كلا*س توانی كه تحت استاندارد كنونی در دسترس است (Powerclass3 و 15.4Powerclass0وات را فراهم می*كند، كه از كمینه ولتاژ (44 ولت) ضرب*در كمینه جریان (350 میلی*آمپر) به دست می*آید. به دلیل آن*كه طول هر قطعه كابل به حدود صد متر می*رسد، توان تا حدود 95/12وات كاهش می*یابد. تاكنون البته این مقدار توان مشكل خاصی را به وجود نیاورده است. اغلب تلفن*های VoIP كه به عنوان اولین مصرف*كننده POE شناخته می*شوند، فقط نیروی هشت وات یا كمتر را در حالت انتظار به خود اختصاص می*دهند. اما به هرحال دستگاه*های جدید نیاز به انرژی بیشتری دارند و این مسئله از اساسی*ترین موضوعات بحث در مورد فناوری POE است.

فناوری بعدی

به*تازگی IEEE گروهی را برای مطالعه روی فناوری POE plus تشكیل داده است. این مطالعه در مورد قدم*های بعدی درتوسعه استاندارد 802.3af صورت می*گیرد. این گروه چهارده مورد را تعیین كرده*اند كه چند مورد آن عبارتند از:

- بهبود استاندارد 802.3af در قالب كنونی آن و فراهم كردن سازگاری با دستگاه*های قدیمی و جدیدتر.


- بی*نیاز از معرفی امكانات امنیتی جدید برای سیستم*های قدیمی براساس ISO/IEC60950 این بدان معنی است كه POE plus موجب اختلا*ل در كاركرد دستگاه*های موجود نمی*شود و با آن*ها كار می*كند.


- ممكن است POE plus مدل*های عملكرد خاصی را برای سازگاری باتجهیزات موجود و همچنین ابزارهای جدید داشته باشد. هنگامی كه استاندارد اصلی در حال توسعه بود، شامل كلا*س توان چهار می*شد كه مخصوصاً برای ورود یك استاندارد بهبود یافته*تر و جدیدتر ذخیره شده بود.


- POE Plus امكان فراهم كردن "بیشینه توان الكتریكی ممكن" روی كابل*های LAN موجود را دارد.




بیشینه توان الكتریكی ممكن چیست؟

تاكنون گروه مطالعه POE plus در مورد مفهوم <بیشینه توان الكتریكی ممكن> به هیچ نتیجه دقیقی نرسیده*اند. به وضوح محدودیت* دمای سطح برای كابل*های (cat5, 5e,6) وجود دارد. ولی نكته قابل توجه در این بحث آن است كه محدودیت دمایی كه برای پشتیبانی از POE plus باید وجود داشته باشد، چیست؟ این دما باید شصت یا هفتاد درجه سانتیگراد باشد یا حتی فراتر از آن، كه تاكنون هیچ تصمیمی در این مورد گرفته نشده است.

موضوع دیگر بحث بیشینه دمای واقعی برای محیطی است كه POE Plus در آن فعالیت می*كند. به دلیل آن*كه دما در سطح كابل پراكنده می*شود، اگر دما با بیشینه دمای روی كابل یكسان شوند، ممكن است جریان به صفر برسد. به همین دلا*یل برای این استاندارد نیاز به اتاق*هایی با سقف*های بلند است.


سوال بعدی این است كه: بدترین شرایط افزایش دما برای كابل*های میانی چیست؟ چه نوع استانداردی برای توانایی عبور جریان كابل*ها در زیر ساختار شبكه*های فعلی به كار بسته می*شود؟


این نوع سوال*ها سخت هستند. هنگامی كه رابط*های سیستم (كانكتورهای هشت پین و 445 RJ ) برای قابلیت عبور جریان و دما مورد مطالعه قرار می*گیرند، مفاهیم جدیدی در مورد بیشینه جریان قابل عبور از كابل می*رسیم. البته هنوز گروه مطالعه POE Plus به هیچ نتیجه دقیقی در مورد سطح دما در محفظه عبور كابل نرسیده*اند.


پشتیبانی از دستگاه*های قدیمی و جدید

به دلیل این*كه گروه مطالعه POE Plus، گیگابیت اترنت و فراتر از آن را مدنظر دارند، نیاز به استاندارد جدیدی برای سازگاری پیش*رو است. ولی گروه، نیاز به سازگاری دستگاه*های قدیمی با تجهیزات جدید و امكان توان دادن به تجهیزات موجود را هم می*خواهد.

سازگاری با تجهیزات قدیمی نیازمند آن است كه بالا*ترین ولتاژ روی 56 یا 57 ولت محدود شود تا به تجهیزات آسیبی نرسد. از آن جایی كه تجهیزات برای پشتیبانی از 1000/100/10 مگابیت*برثانیه طراحی شده*اند، باید از هر چهار زوج موجود برای انتقال داده*ها استفاده نمایند یا خیر. در اینجا مسئله*ای پیش می*آید كه آیا باید از هر چهار زوج برای عبور جریان استفاده نمود. اغلب افراد گروه مطالعه از این نظر حمایت می*كنند. با این حال اگر مسئله این باشد، تمام سیم*های یك لینك اترنت به تولید گرما می*پردازند. در اینجا باز هم به موضوع محدودیت دما می*رسیم. مسئله این است كه این قبیل محدودیت*ها تا چه حد قابل تشخیص هستند.


گیگابیت اترنت نیاز به تعادل دقیقی برای ارسال / دریافت سیگنال اترنت دارد. این بدان معناست كه مشكل جدیدی پیش می*آید و آن برقراری تعادل جریان در هر زوج است كه باید دقیق*تر از استانداردهای پیشین باشد.


از گیگابایت به ده گیگابایت

هدف دیگر گروه مطالعه آن است كه استاندارد POE plus 802.3af هیچ*گونه مانع و تناقضی با اترنت10Gig نداشته باشد. پیامد این مطالعه منجر به بحث "بیشینه توان ممكن" می*گردد. هدف گروه مطالعه*كننده آن است كه حدود توان را در حدود سی*وات برای هر پورت تنظیم كنند. اعضا حتی روی بالا* بردن توان تا صد وات نیز به بحث پرداخته*اند. غیرقابل اجرابودن بحث آخر برای همه اعضا ثابت شده*است. تصمیم كلی در محدوده سی تا پنجاه وات برای هر پورت گرفته شده*است كه منجر به تولید دستگاه*های جدید در زمینه POE plus می*گردد. برای مثال حتی یك لپ*تاپ متوسط نیز می*تواند در این محدوده توان، عملكرد خوبی داشته باشد.

معمای اصلی در بحث <حداكثر دمای ممكن> این است كه كابل*ها چه*مقدار جریان و دمایی را می*توانند تحمل كنند و چه استانداردی برای اندازه*گیری و مدل*بندی این پارامتر باید ایجاد شود؟ بدیهی است كه انتقال توان از طریق اترنت در نسل بعدی شبكه*ها امكانپذیر خواهدشد. هدف در ارائه استاندارد IEEE POE Plus 802.3af، اطمینان از ساختار ایمن و قابل اعتماد شبكه*سازی در ساختمان*هایی است كه از این قابلیت استفاده خواهند كرد.


دستگاه*های 10.100.1000BaseT برای كار با كابل*های زوج به*هم تابیده طراحی*شده*اند كه از كابل، سخت*افزار متصل*كننده و یك توپولوژی پیشنهادی شبیه ANSI/TIA/EIA/568B.1 تشكیل شده است.


تامین*كننده توان واسطه (PSE) اجازه تامین نیرو از خارج به داخل شبكه اترنت را می*دهد. بنابراین داده و توان را به صورت همزمان روی كابل زوج به هم تابیده برای كارایی هر پورت فراهم می*كند.




ترجمه: آرش مدنی علمداری


یک مسیر و دو جریان- آشنایی با فناوری  Power Over Ethernet

ساختار POE
در این ساختار دو المان وجود دارد که عبارتند از منبع تغذیه Power Source (PSE) و تجهیزاتی که از این امکان استفاده می کنند یعنی Powered Device (PD) منبع تغذیه موظف به تامین توان مورد نیاز تجهیزات می باشد. به طور مثال Access Point ها در شبکه های بی سیم و تجهیزات Ip phone از مصرف کنندگان توان محسوب می شود .
با استفاده از استاندارد مصوب IEEE 802.3af می توان با استفاده از فناوری POE به تجهیزاتی که توانی معادل ۲۱٫۹۵w احتیاج دارند, از طریق خطوط ارتباطی دیتا برق رساند .
برای ارائه توان مورد نیاز تجهیزات لازم است ابتدا تمهیداتی
اندیشیده شود تا از بروز اشکال در سیستم جلوگیری گردد. برای جلوگیری از
بروز خطا ابتدا لازم است وسیله ای که نیاز به توان دارد شناسایی گردد. به
همین منظور مکانیزم هایی در استاندارد مربوطه برای نحوه تشخیص وسیله مشخص
گردیده است. پس از شناسایی وسیله مورد نظر و تامین توان مورد نیاز, سیستم
باید بتواند به محض خروج آن وسیله از شبکه, توان ارائه شده را قطع نماید .

توان مورد نیاز تجهیزات در تکنولوژی POE به
دو روش قابل ارائه است. در روش اول می توان توان مورد نیاز را از طریق یکی
از سوئیچ های اترنت درون شبکه که دارای قابلیت ارائه توان با استفاده از
تکنولوژی POE می باشد , ارائه نمود. همان گونه که در شکل یک دیده می شود هیچ گونه وسیله اضافی دیگری مورد نیاز نمی باشد و تجهیزات PD مستقیما به سوییچ اترنت متصل می گردند .
در روش دوم با استفاده از یک Power Hub این توان تامین می گردد. شکل ۲ این روش را نشان می دهد. همان گونه که دیده می شود, برای ارائه توان موردنیاز PD ها به یک واسط که دارای قابلیت ارائه توان بر روی خطوط اترنت می باشد نیاز داریم .
نکته مهم در هر دو روش, محدودیت ارائه خدمات در آن ها می باشد. در
روش اول که برای ارائه توان از هیچ واسطی استفاده نشده است و تجهیزات
مستقیما به سوییچ متصل شده اند می توان از کلیه واسط های ۱۰/۱۰۰/۱۰۰۰ Bese-T برای تامین توان استفاده نمود. اما در روش دوم به علت استفاده از Power Hub برای ارائه توان فقط می توان از واسط های ۱۰/۱۰۰/۱۰۰۰ Bese-T کرد .
نحوه ارائه توان از طریق خطوط اترنت همان گونه که در شکل ۳ نشان
داده شده بسیار ساده است. حتما می دانید که سیگنال های اترنت از طریق زوج
سیم منتقل می گردند . یک سیم زوج سیم اضافی, یکی برای ارسال توان مثبت و
دیگری برای دریافت توان منفی می باشد. روش دیگر ارسال توان از طریق همان
زوج سیم هایی است که برای انتقال دیتا مورد استفاده قرار می گیرند .

تبادل بین PSE و PD

برای استفاده از تکنولوژی POE ابتدا لازم است تجهیزات بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار نمایند. به محض تشخیص یک PD, از طرف PSE یک ولتاژ تست ارسال می گردد تا مشخص شود PD از استاندارد مربوطه پشتیبانی می کند یا خیر. در صورت پشتیبانی از استاندارد IEEE802.3af, ولتاژ مورد نیاز PD از طریق PSE به یک مقاومت ۲۵ اهمی تغذیه می گردد. برای تایید پشتیبانی از استاندارد مذکور , PD یک ولتاژ محدود به جریان که بسیار کم نیز می باشد از طریق کابل UTP به سمت PSE ارسال می نماید .

با توجه به این نکته که هر یک از تجهیزات ولتاژ خاصی دارند, لازم است کلاس های متفاوتی برای تکنولوژی POE در نظر گرفته شود. در این رابطه استاندارد IEEE802.3af جدول زیر را ارائه نموده است :

نکات مهم در پیاده سازی

بسیاری از تولید کنندگان به یک نکته مهم در رابطه با تولید تجهیزاتی که از تکنولوژی POE استفاده
می کنند, بی توجه می باشند. واسط های الکترومغناطیسی بین کابل ها و
تجهیزاتی که در این شبکه ها مورد استفاده قرار می گیرند از مهمترین نکاتی
است که مورد توجه قرار نگرفته است. در زمان استفاده از کابل ها برای انتقال
در حد گیگا بایت اترنت, نویز موجود در کابل در عملکرد تشخیص PD ها,
کلاسه بندی آن ها و همچنین قطع ولتاژ در صورت لزوم, اختلال ایجاد می کند.
از آنجایی که تجهیزات این شبکه ها معمولا تجهیزات ارتباطی می باشند, اعوجاج
های خروجی ایجاد شده توسط واسط های الکترومغناطیسی نیز مشکل ساز هستند. در
نتیجه برای برطرف نمودن این مشکل می توان از کوپلرهای نوری برای محافظت در
برابر میدان مغناطیسی ایجاد شده استفاده نمود .

نکته مهم دیگری که در پیاده سازی این تکنولوژی باید مد نظر قرار گیرد , ذخیره سازی توان است. تصور کنید تجهیزات شبکه که نیاز به توان دارند در هیچ یک از رده های کلاسه بندی شده در استاندارد IEEE802.3af نگنجند.
برای ارائه توان مورد نیاز این تجهیزات, باید بتوان از ولتاژهای ذخیره شده
استفاده نمود. برای این منظور همان گونه که در شکل ۴ نشان داده شده است , می
توان از منابع تزریق ولتاژ استفاده نمود. روش دیگری که برای جبران کمبود
توان می توان مورد استفاده قرار داد, بهره مندی از تعدادی سوییچ اترنت با
قابلیت POE در شبکه می باشد .

استاندارد مدیریتی

استاندارد IEEE 802.3af فقط نیازهای سخت افزاری این فناوری را پوشش می دهد. اما مانند سایر فناوری ها باید برای مدیریت تجهیزات POE نیز استانداردی تدوین گردد. این استاندارد توسط مؤسسه IETF تدوین گردید. این مؤسسه به موازات فعالیت های مؤسسه IEEE در خصوص تدوین استاندارد POE, اقدام به ایجاد یک MIB برای این تکنولوژی نمود. این MIB یک ماژول مبتنی بر SNMP است که بر پایه RFC شماره ۲۶۶۵ تدوین شده و مسئولیت مدیریت کلیه تجهیزاتی که در شبکه مبتنی بر تکنولوژی POE کار می کنند, را بر عهده دارد .



دانلود کتاب اترنت صنعتی مهندس ماهر

کتاب شبکه اترنت صنعتی مهندس محمد رضا ماهر که به همت شرکت صابکو گردآوری شده است .

 اترنت صنعتی مهندس  ماهر

فرمت فایل PDF   می باشد .

دانلود با لینک مستقیم از پی ال سی وان

پسورد فایل فشرده : www.plc1.ir

حجم فایل فشرده : 5.76 مگا بایت



صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

+++++

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :