أجهزة ومعايير الطاقة عبر الإيثرنت Power over Ethernet

في الأصل، تم تعريف مفهوم “PoE” بموجب “IEEE 802.3af” في عام 1999م، ولكن بعد تقديمه الأولي تم تحسين المعيار وإصداره مع العديد من التحسينات مثل “IEEE 802.3at”، وكان أحد قيود المعدات ذات الصلة بـ “Ethernet” تتطلب طاقة ولم يكن متاحاً دائماً بسهولة، ونتيجةً لذلك بدأت بعض الشركات المصنعة في تقديم حلول يمكن من خلالها توفير الطاقة عبر كابلات “Ethernet”؛ لمنع مجموعة متنوعة من الحلول غير المتوافقة “PoE”.

ما هي الطاقة عبر الإيثرنت Power over Ethernet؟

الطاقة عبر الإيثرنت “PoE”، وتسمى أحياناً الطاقة عبر الشبكة المحلية “PoL”، وهي تقنية تسمح بتزويد الطاقة إلى الأجهزة الطرفية عبر كابلات الإيثرنت التي تربط البيانات، حيث يمكن أن يؤدي هذا النهج لتوفير الطاقة عبر كابل “Ethernet” إلى تبسيط عمليات التثبيت بشكل كبير للأجهزة الصغيرة التي تتطلب استخدام مصدر طاقة إضافي، وعلى وجه الخصوص عندما يكونون في مواقع يصعب الوصول إليها، حيث لا يمكن الوصول إلى الطاقة بسهولة أو في المناطق التي قد يكون فيها المزيد من الأسلاك مصدر إزعاج.

أسباب استخدام الطاقة عبر الإيثرنت:

1. توفير الوقت والتكلفة:

يمكن أن يؤدي استخدام الطاقة عبر الإيثرنت إلى إتاحة بعض التكاليف بشكل كبير من حيث التركيب والصيانة، حيث إذا تم استخدام مصدر طاقة منفصل، فسيلزم استخدام الأسلاك الخاصة بذلك إلى الجهاز البعيد، ممّا يعني أنّ هناك وقتاً إضافياً مطلوباً وتكلفة التوريد الإضافي، وعلى الرغم من أنّ تكلفة محولات وأجهزة توجيه “Ethernet” المزودة بـ “PoE” أعلى قليلاً، إلّا أنّ هذا سيكون أقل بكثير من تكلفة تركيب خطين منفصلين واستخدام مصدر إضافي.

2. المرونة وسهولة التركيب:

يوفر استخدام الطاقة عبر الإيثرنت زيادة كبيرة في المرونة؛ لأنّه ليس من الضروري التفكير في كيفية تشغيل الطاقة للجهاز، كما إنّها ببساطة مسألة توصيل نظام “PoE” معاً باستخدام كابلات البيانات.

3. الأمان:

يُعتبر توصيل الطاقة باستخدام “PoE” ذكياً؛ لأنّه محمي من الحمل الزائد أو تماس كهربائي، كما أنّ التثبيت مضمون، حيث لا يلزم توصيل سوى كابلات البيانات.

4. الموثوقية:

نظراً لعدم وجود مصادر طاقة صغيرة مطلوبة للأجهزة ويتم توفير الطاقة مركزياً، تم تحسين الموثوقية بشكل كبير.

5. قابلية التوسع:

استخدام الطاقة التي يتم توفيرها من نقطة مركزية، يعني أنّه يمكن توسيع نطاق النظام بسهولة بالغة.

ما هي الأجهزة التي تستخدم الطاقة عبر الإيثرنت؟

هناك العديد من الأجهزة المختلفة التي تستخدم “Power over Ethernet”؛ لأنّها توفر حلاً فعالاً وسهلاً من حيث التكلفة لتشغيل الأجهزة الصغيرة البعيدة، حيث تتضمن الأمثلة النموذجية للأجهزة التي تستخدم الطاقة عبر إيثرنت ما يلي:

1. هواتف VoIP:

يتزايد استخدام هواتف “VoIP” خاصةً للمكاتب، حيث عند استخدام هواتف منفصلة على عكس قدرة الهاتف المدمجة في أجهزة الكمبيوتر، فإنّ الطاقة مطلوبة للهواتف، كما من الأسهل بكثير توفير الطاقة لهذه الهواتف باستخدام مصدر مركزي في محول إيثرنت مقارنةً بمجموعة من مصادر الطاقة الصغيرة حول مكتب يمكن كسره بسهولة.

2. كاميرات IP:

مع تزايد استخدام الكاميرات للأمان والتطبيقات الأخرى وكثير من هذه الكاميرات تستخدم “Ethernet” لإرسال إشارات الفيديو مرة أخرى، فإنّ استخدام “Power over Ethernet” يبسط التثبيت بشكل كبير لأنّه من الضروري فقط توجيه كابل واحد إلى الجهاز.

3. نقاط الوصول اللاسلكية:

في بعض التطبيقات، سيتم تركيب نقاط الوصول اللاسلكية ربما في المكاتب الكبيرة أو حتى المقاهي ومراكز التسوق، وسيتم توصيلها عن طريق الإيثرنت بالموجه الرئيسي، حيث يتم توفير الطاقة بسهولة باستخدام “PoE”.

4. قارئات RFID:

يستخدم العديد من أجهزة قراءة “RFID” اتصال الإيثرنت؛ لربطها بقاعدة بيانات مركزية أو نظام كمبيوتر حيث إنّ استخدام “Power over Ethernet” مع الطاقة التي يوفرها محول الإيثرنت يعني أنّ التثبيت مبسط إلى حد كبير.

5. الأجهزة الأخرى:

هناك العديد من الأجهزة الأخرى التي تستخدم “PoE” بما في ذلك ساعات الحائط أي بروتوكول وقت الشبكة وأجهزة فك تشفير “IPTV” وأنظمة التحكم في الوصول، وحتى بعض أنظمة الراديو التي تعمل بالميكروويف التي تشير إلى نقطة، على الرغم من أنّها تستخدم غالباً مخططات “PoE” الخاصة.

• “VoIP” هي اختصار لـ “Voice Over Internet Protocol”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

• “RFID” هي اختصار لـ “Radio-frequency identification”.

• “IPTV” هي اختصار لـ “Internet Protocol Television“.

ما هي الأجهزة التي توفر الطاقة لـ “PoE”؟

الأجهزة الرئيسية المستخدمة لتوفير الطاقة في نظام “PoE” هي محولات الإيثرنت، فعلى سبيل المثال سيتم توصيل كل من هواتف “VoIP” في بيئة مكتبية بمحول “Ethernet”، لذا فإنّ هذه الأجهزة هي التي توفر الطاقة عادةً.

هناك طريقة أخرى وهي استخدام ما يسمى حاقن الطاقة عبر إيثرنت “Power over Ethernet injector” وعلى الرغم من أنّ محولات الإيثرنت متوفرة مع إمكانية “PoE”، فقد تم بالفعل تثبيت الملايين من المحولات العادية “non-PoE”، حيث يتلاءم حاقن “PoE” بدقة مع الخط بين محولات الإيثرنت والجهاز المراد تشغيله ويوفر الطاقة التي يمكن تمريرها عبر الكابل.

معايير الطاقة عبر الإيثرنت PoE:

1. معيار IEEE 802.3af:

كان معيار “802.3af” هو الأول الذي تم إصداره، وهذا يوفر مستويات طاقة تصل إلى حوالي “15 واط” ليتم استيعابها، حيث تستخدم معظم الأجهزة ما يصل إلى هذا المقدار، وبشكل أكثر دقة يمكن لأجهزة “PoE” توفير “15.4 واط” كحد أقصى، ولكن على طول الكابل سيقل الحد الأدنى من الطاقة المضمونة لكل منفذ هو “12.95 واط”، حيث تُعرف الأجهزة التي تتوافق مع “802.3af” أيضاً باسم أجهزة من النوع 1.

2. معيار +IEEE 802.3at PoE:

كان “IEEE 802.3at” تحديثاً للمواصفات الأصلية، ويشار إليه أحياناً باسم “PoE plus أو PoE +”، كما يمكنه توفير ما يصل إلى “30 واط” كحد أقصى لكل منفذ، على الرغم من أنّه يمكن تقليل هذا على طول الكابل إلى الحد الأدنى من مستوى الطاقة المضمون وهو “25.4 واط”، حيث يُشار أحياناً إلى الأجهزة المتوافقة مع هذا المعيار على أنّها أجهزة من النوع “2”.

3. معيار IEEE 802.3bt:

تم إصدار “IEEE 802.3bt 4PPoE” في عام 2018م، ويوفر قدرة طاقة متزايدة، كما يقدم المعيار نوعين إضافيين من الطاقة، هما النوع “3” وهذه الأجهزة تصل إلى “55 واط”، والنوع “4” وهذه الأجهزة تصل إلى “90-100 واط”، أمّا بالنسبة لهذه الأجهزة، حيث يحتاج كل زوج من الأزواج المجدولة إلى التعامل مع تيار يصل إلى “600 مللي أمبير للنوع 3” و”960 مللي أمبير للنوع 4″.

بالإضافة إلى الإمكانات الحالية الأعلى، تمت إضافة الدعم للطاقة عبر الإيثرنت ضمن الأنظمة القائمة على شبكة إيثرنت النحاسية “2.5 جيجابت” و”5 جيجابت” و”10 جيجابت”، حيث كانت هناك بعض المفاهيم الخاطئة حول التصنيفات في بعض الأوساط، كما يجب أن يستهلك الجهاز المستخدم “13 أو 25.5 واط” وباستخدام محول “PoE Ethernet” يمكنه توفير طاقة أكثر ممّا هو مطلوب، حيث سيؤدي إلى أن يكون الجهاز فوق طاقتها وتدميرها، وسيقوم الجهاز بسحب التيار بقدر ما يحتاج.