PoE Switch cấp nguồn cho các thiết bị như thế nào?

Được thúc đẩy bởi nhu cầu kết nối và giám sát các thiết bị IoT thông minh, PoE Switch (nguồn qua Ethernet) đã phát triển như một phương tiện ngày càng hiệu quả để cung cấp điện và dữ liệu qua mạng. Nó cho phép các thiết bị như điện thoại IP, Camera giám sát IP, điểm truy cập mạng LAN không dây và đèn PoE nhận điện cũng như dữ liệu qua cùng một cáp Ethernet, giúp loại bỏ nhu cầu dữ liệu hoặc cáp nguồn riêng biệt. Tuy nhiên, PoE Switch cung cấp điện cho các thiết bị như thế nào, nguồn có làm hỏng các thiết bị được kết nối không? Bài viết này sẽ giải thích chi tiết về bộ cấp nguồn PoE Switch.    

Định nghĩa về tiêu chuẩn cấp nguồn của PoE Switch

Bộ chuyển mạch PoE tạo điều kiện thuận lợi cho việc cài đặt và quản lý trong các tình huống như ứng dụng gia đình, xây dựng mạng WLAN, bảo vệ an ninh…

Các chỉ tiêu kỹ thuật:

Lưu ý rằng, PoE và PoE+ là hai tiêu chuẩn chung mà hầu hết các thiết bị PoE trên thị trường có thể hỗ trợ, trong khi tiêu chuẩn PoE++ IEEE 802.3bt là tiêu chuẩn mới nhất được phát hành cho toà nhà thông minh và IoT. Vì công nghệ PoE++ chưa đủ phát triển nên hiện tại mới chỉ có một số sản phẩm của nhà cung cấp hỗ trợ như Switch Cisco hoặc Huawei.

Quy trình làm việc cấp nguồn của PoE Switch

Sau khi kết nối PD với bộ chuyển mạch PoE Ethernet, nó hoạt động theo các quy trình sau:

Phát hiện các PD kết nối: Đây là bước đầu tiên để PoE Switch kiểm tra xem thiết bị có phải là PD thực sự hay không. PoE Switch sẽ gửi một xung điện áp phát hiện đến PD và đo dòng điện. Nếu nó phát hiện một điện trở hợp lệ với một giá trị được chỉ định, thì PD kết nối được xác nhận là PD thực. Điều đáng nói là chỉ có bộ Active PoE Network mới thực hiện được việc kiểm tra này, trong khi bộ Passive PoE Network và injector thì không. 

Phân loại khả năng cấp nguồn PoE: Đây là bước thứ 2 để đo lường mức năng lượng mà PD cần. Switch phân loại thiết bị thành loại 0,1,2,3,4,5,6,7,8 và cấp nguồn thích hợp khi phát hiện có điện trở:
Bắt đầu cấp nguồn: Sau khi xác định cấp nguồn qua Ethernet, bộ chuyển mạch PoE sẽ bắt đầu cung cấp điện áp thấp cho PD trong vòng chưa đầy 15 micro/ giây. Sau đó sẽ được nâng lên thành 48V DC đầy đủ. Nguồn điện bình thường: Sau khi đạt đến 48V, PoE Switch cung cấp nguồn DV 48V ổn định và đáng tin cậy cho PD.
Ngắt kết nối nguồn điện: PoE Switch cắt nguồn và vào lại quy trình phát hiện PD khi xảy ra các tình huống sau:

– PD bị loại bỏ

– Công suất tiêu thụ của PD  bị quá tải hoặc ngắt mạch

– Tổng công suất tiêu thụ của các PD nằm ngoài định mức công suất cấp nguồn của PoE.

Điều này có thể bảo vệ PoE trong các tình huống đã đề cập hoặc ngăn ngừa thiệt hại cho Non- PoE vô tình được kết nối vào các cổng PoE, sau khi PD được loại bỏ.

Chế độ cấp nguồn của PoE Switch 

Chế độ cấp nguồn giữa PoE và PD có thể được chia thành 3 loại khác nhau. Chuyển mạch nguồn qua Ethernet là một loại PSE điển hình, sẽ được lấy làm ví dụ để giải thích chế độ cung cấp PoE cho các PD.

Thay thế A (chế độ PoE A)

PoE Switch cấp nguồn cho các PD theo cặp dữ liệu 1-2 và 3-6. Cặp 1-2 đóng vai trò là cực dương, trong khi cặp 3-6 đóng vai trò là cực âm.

Thay thế B (chế độ PoE B)

PoE Switch cung cấp điện cho các PD thông qua các cặp 4-5 và cặp 7-8. Trong 10BASE-T và 100BASE-T, hai cặp không được sử dụng để truyền dữ liệu. Vì vậy, chúng được gọi là các cặp dự phòng trong cấp nguồn PoE 10/ 100M. Cặp 4-5 đóng vai trò là cực dương, trong khi cặp 7-8 đóng vai trò là cực âm.

Sự khác biệt chính giữa chế độ A và chế độ B nằm ở việc sử dụng mã PIN. Sơ đồ sau sẽ minh họa sự khác biệt một cách trực quan:

PSE chuyển tiếp nguồn qua các cặp dữ liệu (chế độ A) được gọi là “endspan”, trong khi PSE chuyển tiếp nguồn qua các cặp dự phòng (chế độ B) được gọi là “midspan”. Thông thường, PSE có thể hỗ trợ chế độ A, chế độ B, hoặc cả hai, trong khi các PD tương thích thường chỉ hỗ trợ chế độ B. Ở đây giới thiệu các tình huống làm việc giữa thiết bị chuyển mạch và Camera IP dựa trên 2 chế độ khác nhau.

Cấp điện trên 4 cặp dây

Trong chế độ này, nguồn được phân phối trên 4 cặp. Cặp 1-2, cặp 4-5 là các cực dương và cặp 3-6, 7-8 là các cực âm. Lưu ý rằng, chế độ cấp nguồn PoE do PSE quyết định. Và cả Switch PoE và injector PoE đều có thể hoạt động như PSE để cấp nguồn và truyền dữ liệu đến các PD. Bộ chuyển mạch PoE Ethernet, như một Endspan (IEEE 802.3af), thường sử dụng chế độ PoE A. Injector PoE (còn gọi là thiết bị midspan) là một thiết bị trung gian giữa một bộ chuyển mạch Non – PoE và PD. Nó chỉ hỗ trợ chế độ PoE B.

 Khoảng cách PoE để cấp nguồn

PoE có thể truyền 100 mét từ PoE Switch đến các PD. Năng lượng không phải là yếu tố giới hạn. Trên thực tế, các tiêu chuẩn Ethernet giới hạn tổng chiều dài của cáp đến 100 mét do sự suy giảm tín hiệu tín hiệu. Nói chung, 100 mét là khoảng cách xa nhất để cấp nguồn mà bộ chuyển mạch PoE có thể đạt được. Tuy nhiên, bộ mở rộng PoE có thể mở rộng phạm vi tiếp cận của dữ liệu Ethernet và nguồn PoE lên đến 4000 feet (1219m).

Tìm hiểu thêm các giải pháp Switch Poe của LightJSC tại đây. Liên hệ tư vấn và hỗ trợ giangnt@lightjsc.com– 0965.072.484