أصبحت تقنية توصيل الطاقة عبر الإيثرنت (PoE) تقنية قياسية لتشغيل كاميرات IP ونقاط الوصول اللاسلكية وهواتف VoIP والأجهزة الشبكية الأخرى باستخدام كابل إيثرنت واحد. في حين أن مفاتيح PoE والأجهزة التي تعمل بالطاقة غالبًا ما تحظى بالاهتمام الأكبر، فإن أحد المكونات الهامة داخل كل منفذ إيثرنت يدعم PoE هو تحدد معايير IEEE PoE ميزانيات الطاقة للحفاظ على الأداء●
محول شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاص بـ PoE مسؤول عن إرسال بيانات إيثرنت عالية السرعة مع السماح في نفس الوقت بمرور طاقة التيار المستمر (DC) بأمان عبر نفس الكابل. يوفر عزلًا كهربائيًا وسلامة الإشارة ومسارًا محكومًا لحقن طاقة PoE، مما يضمن تشغيل شبكة موثوق به ومتوافق مع المعايير.
في هذه المقالة، ستتعلم ما هو محول شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاص بـ PoE، وكيف يعمل داخل أنظمة إيثرنت PoE، ولماذا يختلف عن محول شبكة المنطقة المحلية (LAN) القياسي. سنشرح أيضًا حالات الاستخدام الشائعة لـ PoE، واعتبارات التصميم، والأسئلة المتداولة لمساعدة المهندسين ومتكاملي الأنظمة على فهم تصميم أجهزة PoE بشكل أفضل.
الصنابير المركزية⑤ ①
لماذا يلزم وجود محول شبكة المنطقة المحلية (LAN) في إيثرنت؟
يمنع الاتصال الكهربائي المباشر بين الأجهزة، مما يحمي الدوائر الحساسة.
يحافظ على معاوقة تفاضلية ثابتة تبلغ 100 أوم لكابلات إيثرنت ذات الأزواج الملتوية.
يقلل من الضوضاء ذات الوضع المشترك ويحسن سلامة الإشارة على مسافات طويلة من الكابلات.
②
أين يتم استخدام محول شبكة المنطقة المحلية (LAN)؟
بطاقات واجهة الشبكة (NICs)
محول شبكة المنطقة المحلية (LAN) مقابل Ethernet PHYعلى الرغم من ارتباطهما الوثيق، إلا أن محول شبكة المنطقة المحلية (LAN) و Ethernet PHY يخدمان أدوارًا مختلفة:يتعامل Ethernet PHY مع ترميز وفك تشفير الإشارات الرقمية.يوفر محول شبكة المنطقة المحلية (LAN)
④ ما هو مفتاح شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاص بـ PoE؟
يحقن مفتاح شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاص بـ PoE طاقة التيار المستمر (DC) على أزواج كابلات إيثرنت مع السماح لإشارات البيانات بالمرور بشكل طبيعي:
الصنابير المركزيةلا تزال عملية إرسال البيانات غير متأثرة بسبب العزل المغناطيسييتفاوض المفتاح على متطلبات الطاقة مع الجهاز الذي يعمل بالطاقة (PD)يسمح هذا التصميم للطاقة والبيانات بالتعايش بأمان على نفس كابل إيثرنت.⑥
التطبيقات النموذجية لمفاتيح شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاصة بـ PoE
نقاط الوصول اللاسلكية
دور محول شبكة المنطقة المحلية (LAN) داخل مفتاح شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاص بـ PoE
توفير مسار آمن لحقن طاقة التيار المستمر (DC) الخاص بـ PoE
★
توصيل الطاقة عبر الإيثرنت
الفرق بين محولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاصة بـ PoE وغير الخاصة بـ PoEيكمن الاختلاف الأساسي بين محولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاصة بـ PoE وغير الخاصة بـ PoE في قدرتها على دعم نقل طاقة التيار المستمر (DC) بالإضافة إلى إشارات البيانات.تشمل الفروق الرئيسية:
1. قدرة التعامل مع الطاقة
الصنابير المركزيةتحدد معايير IEEE PoE ميزانيات الطاقة للحفاظ على الأداء يتطلب تدفق التيار الأعلى في تطبيقات PoE تحسين تبديد الحرارة واختيار المواد.قد يؤدي استخدام محول شبكة المنطقة المحلية (LAN) غير الخاص بـ PoE في نظام PoE إلى ارتفاع درجة الحرارة أو تشويه الإشارة أو فشل توصيل الطاقة.تصميم الصنبور المركزي لحقن الطاقة
تعد
سمة مميزة لمحولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاصة بـ PoE، مما يسمح بحقن طاقة التيار المستمر (DC) دون التدخل في إرسال بيانات إيثرنت.
في نظام PoE:
تمر إشارات بيانات إيثرنت عبر لفائف المحول كإشارات تيار متردد (AC) تفاضلية
يتم تطبيق طاقة التيار المستمر (DC) من خلال
الصنابير المركزية
للمحول
يضمن الاقتران المغناطيسي العزل الكهربائي بين الأجهزة
يسمح هذا التصميم للطاقة والبيانات بالتعايش على نفس الكابل مع الحفاظ على جودة الإشارة وتلبية متطلبات السلامة.
يعمل الصنبور المركزي كنقطة دخول محكومة لحقن طاقة PoE.
يجب أن تعمل محولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاصة بـ PoE بشكل موثوق في ظل ضغط كهربائي أعلى مقارنة بمحولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) القياسية.تشمل متطلبات التصميم الرئيسية:تصنيف تيار أعلى
لدعم أحمال PoE و PoE+
شائعة في بيئات المؤسسات والبيئات الصناعية
تصبح هذه المتطلبات ذات أهمية متزايدة في تطبيقات PoE عالية الطاقة مثل IEEE 802.3bt، حيث يمكن أن تتجاوز مستويات الطاقة 60 واط لكل منفذ.
★
كيف يعمل محول شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاص بـ PoE؟
نظرًا لأن إشارات البيانات مقترنة بالتيار المتردد (AC)، فإنها تمر عبر قلب المحول دون أن تتأثر بوجود طاقة التيار المستمر (DC).
يضمن المحول سلامة الإشارة مع الحفاظ على العزل الجلفاني بين الأجهزة.
الصنابير المركزيةتحدد معايير IEEE PoE ميزانيات الطاقة للحفاظ على الأداءتعمل عملية حقن الطاقة على النحو التالي:
يتدفق
تصل الطاقة إلى الجهاز الذي يعمل بالطاقة (PD) دون تعطيل إشارات البيانات
تسمح هذه الطريقة للطاقة والبيانات بالتعايش على نفس الكابل مع الحفاظ على العزل الكهربائي.
على جانب الجهاز الذي يعمل بالطاقة، يلعب محول شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاص بـ PoE دورًا تكميليًا:يتم إقران إشارات البيانات بـ Ethernet PHY من خلال المحوليتم استخراج طاقة التيار المستمر (DC) بواسطة وحدة تحكم PoE PD
تقوم الدوائر الداخلية بتحويل طاقة التيار المستمر (DC) إلى فولتات قابلة للاستخدام
يفي بمتطلبات العزل الخاصة بـ IEEE والتنظيمية
يتم اختيار التصنيفات والمواد المغناطيسية بعناية لضمان الموثوقية على المدى الطويل في بيئات PoE.
●
يستخدم PoE LAN على نطاق واسع لتشغيل أجهزة الشبكات منخفضة إلى متوسطة الطاقة، بما في ذلك:
أنظمة التحكم في الوصولأجهزة استشعار إنترنت الأشياء (IoT) وأجهزة البناء الذكية
تعمل هذه الأجهزة كـ
وتتلقى الطاقة من مفاتيح PoE أو حاقنات PoE.
يتم نشر PoE LAN بشكل شائع في البيئات التي تتطلب فيها وضع الجهاز المرن والإدارة المركزية للطاقة:
الشبكات الصناعية – توفير الطاقة في المواقع ذات البنية التحتية الكهربائية المحدودةفي هذه السيناريوهات، يقلل PoE LAN من تعقيد الكابلات ويقلل من تكاليف التثبيت.
مفتاح PoE LAN أو حاقن PoE
● اعتبارات طول الكابل وميزانية الطاقة
عادةً ما يكون الحد الأقصى لطول كابل إيثرنت
تحقق من توافق معيار PoE (
)
نعم،
. تتلقى هذه المفاتيح الطاقة الكهربائية من مصدر PoE في المنبع، مثل مفتاح PoE أو حاقن PoE، من خلال كابل إيثرنت قياسي مع الاستمرار في إعادة توجيه بيانات الشبكة.
بينما توفر الحاقنات الطاقة، تم تصميم المفاتيح التي تعمل بالطاقة بواسطة PoE
طاقة PoE كـ PDs.أدوار PD مقابل PSE في شبكات PoEيعد فهم أدوار PD و PSE أمرًا ضروريًا عند تصميم أنظمة PoE:
1. معدات مصدر الطاقة (PSE)
2. الأجهزة التي تعمل بالطاقة (PD)
الأجهزة مثل كاميرات IP أو نقاط الوصول أو المفاتيح التي تعمل بالطاقة بواسطة PoE والتي تتلقى الطاقة من الكابل.
يعمل مفتاح إيثرنت الذي يعمل بالطاقة بواسطة PoE كـ
PD
، وليس PSE، ما لم يتم تصميمه خصيصًا لتوفير خرج PoE لأجهزة أخرى.
حالات استخدام المفاتيح التي تعمل بالطاقة بواسطة إيثرنت PoEتُستخدم المفاتيح التي تعمل بالطاقة بواسطة PoE بشكل شائع في السيناريوهات التي تكون فيها الطاقة المحلية محدودة أو غير متوفرة:توسيع اتصال الشبكة في المواقع البعيدة
دعم إعدادات الشبكة المؤقتة أو المتنقلة
تبسيط عمليات التثبيت في المباني الذكية وعمليات نشر إنترنت الأشياء
في حالات الاستخدام هذه، تقلل المفاتيح التي تعمل بالطاقة بواسطة PoE من تعقيد التثبيت وتحسن مرونة النشر.
يمكن تشغيل مفتاح إيثرنت بواسطة PoE فقط عندما يتم تصميمه كجهاز يعمل بالطاقة (PD) ومتصل بمصدر طاقة يدعم PoE.
★ PoE LAN Transformer مقابل Standard LAN Transformer
تخدم محولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاصة بـ PoE ومحولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) القياسية أدوارًا مماثلة في إرسال بيانات إيثرنت، ولكنها مصممة لمتطلبات كهربائية وطاقة مختلفة. الفرق الرئيسي هو أن محولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاصة بـ PoE مصممة لدعم كل من البيانات وطاقة التيار المستمر (DC)، بينما يتم تحسين محولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) القياسية لإشارات البيانات فقط.
الميزة
غير مضمون
التعامل مع طاقة التيار المستمر (DC)
غير مصمم لتيار التيار المستمر (DC)تصميم الصنبور المركزيمطلوب لحقن الطاقة
| تصنيف التيار | مرتفع (يدعم أحمال PoE) | منخفض |
|---|---|---|
| مقاومة تشبع النواة | مرتفع | محدود |
| جهد العزل (Hi-Pot) | أعلى (متوافق مع سلامة PoE) | عزل إيثرنت القياسي |
| الأداء الحراري | محسن لتبديد الطاقة | محسن للإشارة فقط |
| التطبيقات النموذجية | مفاتيح PoE، أجهزة PD، PoE MagJack | منافذ إيثرنت غير PoE |
| المخاطر في أنظمة PoE | آمن ومتوافق | خطر ارتفاع درجة الحرارة أو الفشل |
| لماذا لا تصلح محولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) القياسية لـ PoE | لم يتم تصميم محولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) القياسية لحمل تيار التيار المستمر (DC) المستمر. عند استخدامها في أنظمة PoE، قد تواجه: | تشبع النواة المغناطيسية |
| تراكم الحرارة المفرط | تشويه الإشارة أو فقدان البيانات | مشكلات الموثوقية على المدى الطويل |
| لهذا السبب، تتطلب تطبيقات PoE دائمًا | محولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) المصنفة لـ PoE أو مغناطيسيات PoE مدمجة | . |
| متى تختار محول شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاص بـ PoE | يجب تحديد محول شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاص بـ PoE عندما: | يدعم منفذ إيثرنت إدخال أو إخراج PoE |
مطلوب تصنيفات تيار وجهد أعلى
المواصفات الرئيسية التي يجب التحقق منها لمحولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاصة بـ PoEعند تحديد محول شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاص بـ PoE، يجب على المهندسين والمشترين تقييم كل من الأداء الكهربائي والامتثال لـ PoE. تحدد المواصفات الرئيسية ما إذا كان المحول يمكنه توصيل الطاقة بأمان والحفاظ على سلامة الإشارة والعمل بشكل موثوق بمرور الوقت.●
تحقق دائمًا من
IEEE 802.3bt (PoE عالي الطاقة)
تتطلب المعايير عالية الطاقة محولات ذات قدرة معززة على التعامل مع التيار والأداء الحراري.
يجب أن تدعم محولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاصة بـ PoE تيار التيار المستمر (DC) المستمر دون تشبع النواة المغناطيسية.
إجمالي قدرة الطاقة لكل منفذالاستقرار في ظل حمل PoE الكاملقد يؤدي تصنيف التيار غير الكافي إلى ارتفاع درجة الحرارة والفشل على المدى الطويل.
يضمن الامتثال لمعايير السلامة الخاصة بإيثرنت و PoE
1500 Vrms إلى 2250 Vrms
تعتبر تصنيفات العزل الأعلى مهمة بشكل خاص في التطبيقات الصناعية والخارجية.
تحقق من:
الامتثال لمعدلات بيانات إيثرنت (10/100/1000BASE-T أو أعلى)
تشمل العوامل الحرارية الهامة:
استقرار الأداء في ظل الحمل المستمر
تم تصميم محولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاصة بـ PoE الموثوقة للعمل في بيئات ذات درجة حرارة مرتفعة دون تدهور.
محولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) المنفصلة
PoE MagJack
)
تأكد من أن المحول يفي بالمعايير المعمول بها:
معايير البيئة والموثوقية
عزل الإشارة وحقن الطاقة
، يؤثر كل جانب من جوانب محول شبكة المنطقة المحلية (LAN) الخاص بـ PoE على موثوقية النظام وأدائه. من خلال تحديد المكونات التي تفي بمعايير الصناعة والمواصفات الهندسية، يمكنك ضمان الاستقرار على المدى الطويل للأجهزة مثل كاميرات IP ونقاط الوصول والمفاتيح التي تعمل بالطاقة بواسطة PoE.
LINK-PP
تقدم مجموعة واسعة من مكونات إيثرنت المغناطيسية المصممة للتطبيقات الواقعية. تتمتع LINK-PP بخبرة تزيد عن عقدين من الزمن في مجال المغناطيسيات الشبكية ومكونات الاتصالات، حيث توفر حلولًا من 10/100/1000 ميجابت في الثانية إلى دعم 10 جيجابت في الثانية PoE مع مراقبة الجودة الصارمة وقدرات التوريد العالمية.
تقوم LINK-PP بتصميم وتصنيع محولات شبكة المنطقة المحلية (LAN) ومكونات الشبكات المغناطيسية منذ عام 1997، مع استخدام المنتجات في أسواق الاتصالات والإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية وإنترنت الأشياء في جميع أنحاء العالم. دعم PoE شامل: تتضمن خطوط المحولات الخاصة بهم نماذج متوافقة مع PoE / PoE+ / PoE++ متوافقة مع معايير IEEE، وتدعم مستويات طاقة وتصميمات أنظمة متنوعة. موثوقية عالية: تخضع جميع المنتجات لاختبارات صارمة — بما في ذلك قياسات Hi-Pot وفقدان الإدخال وفقدان الإرجاع — وهي متوافقة مع RoHS و UL، مما يضمن السلامة والأداء في ظل الحمل.
التوفر العالمي: مع قاعدة عملاء دولية وكتالوج واسع النطاق — بما في ذلك ، مغناطيسيات RJ45
