آینده فناوری POE

انتقال توان از طریق اترنت Power Over Ethernet): POE)، به قابلیت دادن توان یا برق موردنیاز به تجهیزات شبکه از طریق کابل‌های موجود شبکه بدون نیاز به منبع انرژی الکتریکی خارجی (هر دستگاه) اشاره دارد. با وجود POE دستگاه‌هایی مانند تلفن‌های IP، نقاط دسترسی بی‌سیم (AP)، دوربین‌های امنیتی و سایر دستگاه‌های موجود در شبکه، انرژی خود را از کابل‌های موجود در شبکه LAN، به راحتی دریافت می‌کنند.

● حل مشکل تلفن‌های IP

اولین تقاضا برای ایجاد POE، هنگام توسعه پروتکل انتقال صدا روی اینترنت (VOIP) به وجود آمد. در ابتدا سیسکو و سایر تولیدکنندگان تلفن‌های IP، محصولا‌ت خود را همراه با اینترفیس‌های اختصاصی خود عرضه‌می‌کردند. اما هنگامی که مؤسسه مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) استاندارد ۸۰۲.۳af را در ژوئن ۲۰۰۳ به تصویب رساند، تولیدکنندگان بزرگ تلفن‌های IP به طرفداری از این استاندارد اقدام کردند.

POE مشکل بزرگ تلفن‌های IP را حل کرد و استفاده از آن‌ها را مانند تلفن‌های معمولی، آسان و مفید نمود. از آن‌جایی که فناوری POE امکان انتقال نیرو برای تلفن‌های IP را روی کابل‌های زوج به هم‌تابیده (cat۳, ۵e,۶) امکانپذیر نموده است، آزادی عملی برای قراردادن این تلفن‌ها در هر مکان، بدون‌نیاز به منبع نیروی خارجی و وجود پریز برق، به وجود آورده است.

اکنون دیگر تلفن‌های IP به صورت گسترده استفاده می‌شوند. اکنون IEEE در حال توسعه استاندارد ۸۰۲۸.۳af برای هماهنگ کردن تعداد بی‌شماری دستگاه دیگر و ایجاد قابلیت استفاده از نیروی الکتریکی روی کابل است. فناوری POE به‌دلیل عدم نیاز دستگاه‌ها به نیروی خارجی مانند دوربین‌های امنیتی IP که در راهروها و پارکینگ‌ها نصب شده‌اند، کارت‌خوان‌های مغناطیسی، Access Pointهای بی‌سیم در سقف‌ها، سیستم‌های هشدار و سیستم‌های تشخیص امواج رادیویی آزادی نصب آن‌ها را در هر مکانی آسان نموده‌است. POE امکان استفاده از باتری پشتیبان را برای دستگاه‌هایی که نقش مهمی در امنیت و کنترل دسترسی در ساختمان دارند، فراهم می‌کند. زیرا با POE، تمام این دستگاه‌ها UPS متصل می‌شوند و هنگام قطع برق همچنان به کار خود ادامه می‌دهند.

● استاندارد ۸۰۲.۳af

تحت استاندارد کنونی ۸۰۲.۳af ،POE جریان متعادلی را به دو جفت از چهار جفت کابل انتقالِ داده وارد می‌کند. یعنی سوییچ POE جریان را به جفت‌هایی که داده‌ها را انتقال می‌دهند، وارد می‌نماید. (پین‌های ۲-۱ و ۶-۳)بالا‌ترین کلا‌س توانی که تحت استاندارد کنونی در دسترس است (Powerclass۳ و ۱۵.۴Powerclass۰وات را فراهم می‌کند، که از کمینه ولتاژ (۴۴ ولت) ضرب‌در کمینه جریان (۳۵۰ میلی‌آمپر) به دست می‌آید. به دلیل آن‌که طول هر قطعه کابل به حدود صد متر می‌رسد، توان تا حدود ۹۵/۱۲وات کاهش می‌یابد. تاکنون البته این مقدار توان مشکل خاصی را به وجود نیاورده است. اغلب تلفن‌های VoIP که به عنوان اولین مصرف‌کننده POE شناخته می‌شوند، فقط نیروی هشت وات یا کمتر را در حالت انتظار به خود اختصاص می‌دهند. اما به هرحال دستگاه‌های جدید نیاز به انرژی بیشتری دارند و این مسئله از اساسی‌ترین موضوعات بحث در مورد فناوری POE است.

● فناوری بعدی

به‌تازگی IEEE گروهی را برای مطالعه روی فناوری POE plus تشکیل داده است. این مطالعه در مورد قدم‌های بعدی درتوسعه استاندارد ۸۰۲.۳af صورت می‌گیرد. این گروه چهارده مورد را تعیین کرده‌اند که چند مورد آن عبارتند از:

▪ بهبود استاندارد ۸۰۲.۳af در قالب کنونی آن و فراهم کردن سازگاری با دستگاه‌های قدیمی و جدیدتر.

▪ بی‌نیاز از معرفی امکانات امنیتی جدید برای سیستم‌های قدیمی براساس ISO/IEC۶۰۹۵۰ این بدان معنی است که POE plus موجب اختلا‌ل در کارکرد دستگاه‌های موجود نمی‌شود و با آن‌ها کار می‌کند.

▪ ممکن است POE plus مدل‌های عملکرد خاصی را برای سازگاری باتجهیزات موجود و همچنین ابزارهای جدید داشته باشد. هنگامی که استاندارد اصلی در حال توسعه بود، شامل کلا‌س توان چهار می‌شد که مخصوصاً برای ورود یک استاندارد بهبود یافته‌تر و جدیدتر ذخیره شده بود.

▪ POE Plus امکان فراهم کردن "بیشینه توان الکتریکی ممکن" روی کابل‌های LAN موجود را دارد.

● بیشینه توان الکتریکی ممکن چیست؟

تاکنون گروه مطالعه POE plus در مورد مفهوم <بیشینه توان الکتریکی ممکن> به هیچ نتیجه دقیقی نرسیده‌اند. به وضوح محدودیت‌ دمای سطح برای کابل‌های (cat۵, ۵e,۶) وجود دارد. ولی نکته قابل توجه در این بحث آن است که محدودیت دمایی که برای پشتیبانی از POE plus باید وجود داشته باشد، چیست؟ این دما باید شصت یا هفتاد درجه سانتیگراد باشد یا حتی فراتر از آن، که تاکنون هیچ تصمیمی در این مورد گرفته نشده است.

موضوع دیگر بحث بیشینه دمای واقعی برای محیطی است که POE Plus در آن فعالیت می‌کند. به دلیل آن‌که دما در سطح کابل پراکنده می‌شود، اگر دما با بیشینه دمای روی کابل یکسان شوند، ممکن است جریان به صفر برسد. به همین دلا‌یل برای این استاندارد نیاز به اتاق‌هایی با سقف‌های بلند است.

سوال بعدی این است که: بدترین شرایط افزایش دما برای کابل‌های میانی چیست؟ چه نوع استانداردی برای توانایی عبور جریان کابل‌ها در زیر ساختار شبکه‌های فعلی به کار بسته می‌شود؟

این نوع سوال‌ها سخت هستند. هنگامی که رابط‌های سیستم (کانکتورهای هشت پین و ۴۴۵ RJ ) برای قابلیت عبور جریان و دما مورد مطالعه قرار می‌گیرند، مفاهیم جدیدی در مورد بیشینه جریان قابل عبور از کابل می‌رسیم. البته هنوز گروه مطالعه POE Plus به هیچ نتیجه دقیقی در مورد سطح دما در محفظه عبور کابل نرسیده‌اند.

● پشتیبانی از دستگاه‌های قدیمی و جدید

به دلیل این‌که گروه مطالعه POE Plus، گیگابیت اترنت و فراتر از آن را مدنظر دارند، نیاز به استاندارد جدیدی برای سازگاری پیش‌رو است. ولی گروه، نیاز به سازگاری دستگاه‌های قدیمی با تجهیزات جدید و امکان توان دادن به تجهیزات موجود را هم می‌خواهد.

سازگاری با تجهیزات قدیمی نیازمند آن است که بالا‌ترین ولتاژ روی ۵۶ یا ۵۷ ولت محدود شود تا به تجهیزات آسیبی نرسد. از آن جایی که تجهیزات برای پشتیبانی از ۱۰۰۰/۱۰۰/۱۰ مگابیت‌برثانیه طراحی شده‌اند، باید از هر چهار زوج موجود برای انتقال داده‌ها استفاده نمایند یا خیر. در اینجا مسئله‌ای پیش می‌آید که آیا باید از هر چهار زوج برای عبور جریان استفاده نمود. اغلب افراد گروه مطالعه از این نظر حمایت می‌کنند. با این حال اگر مسئله این باشد، تمام سیم‌های یک لینک اترنت به تولید گرما می‌پردازند. در اینجا باز هم به موضوع محدودیت دما می‌رسیم. مسئله این است که این قبیل محدودیت‌ها تا چه حد قابل تشخیص هستند.

گیگابیت اترنت نیاز به تعادل دقیقی برای ارسال / دریافت سیگنال اترنت دارد. این بدان معناست که مشکل جدیدی پیش می‌آید و آن برقراری تعادل جریان در هر زوج است که باید دقیق‌تر از استانداردهای پیشین باشد.

● از گیگابایت به ده گیگابایت

هدف دیگر گروه مطالعه آن است که استاندارد POE plus ۸۰۲.۳af هیچ‌گونه مانع و تناقضی با اترنت۱۰Gig نداشته باشد. پیامد این مطالعه منجر به بحث "بیشینه توان ممکن" می‌گردد. هدف گروه مطالعه‌کننده آن است که حدود توان را در حدود سی‌وات برای هر پورت تنظیم کنند. اعضا حتی روی بالا‌ بردن توان تا صد وات نیز به بحث پرداخته‌اند. غیرقابل اجرابودن بحث آخر برای همه اعضا ثابت شده‌است. تصمیم کلی در محدوده سی تا پنجاه وات برای هر پورت گرفته شده‌است که منجر به تولید دستگاه‌های جدید در زمینه POE plus می‌گردد. برای مثال حتی یک لپ‌تاپ متوسط نیز می‌تواند در این محدوده توان، عملکرد خوبی داشته باشد.

معمای اصلی در بحث <حداکثر دمای ممکن> این است که کابل‌ها چه‌مقدار جریان و دمایی را می‌توانند تحمل کنند و چه استانداردی برای اندازه‌گیری و مدل‌بندی این پارامتر باید ایجاد شود؟ بدیهی است که انتقال توان از طریق اترنت در نسل بعدی شبکه‌ها امکانپذیر خواهدشد. هدف در ارائه استاندارد IEEE POE Plus ۸۰۲.۳af، اطمینان از ساختار ایمن و قابل اعتماد شبکه‌سازی در ساختمان‌هایی است که از این قابلیت استفاده خواهند کرد.

دستگاه‌های ۱۰.۱۰۰.۱۰۰۰BaseT برای کار با کابل‌های زوج به‌هم تابیده طراحی‌شده‌اند که از کابل، سخت‌افزار متصل‌کننده و یک توپولوژی پیشنهادی شبیه ANSI/TIA/EIA/۵۶۸B.۱ تشکیل شده است.

تامین‌کننده توان واسطه (PSE) اجازه تامین نیرو از خارج به داخل شبکه اترنت را می‌دهد. بنابراین داده و توان را به صورت همزمان روی کابل زوج به هم تابیده برای کارایی هر پورت فراهم می‌کند.