PoE là gì và nó hoạt động như thế nào?

PoE là công nghệ cấp nguồn qua Ethernet được sử dụng phổ biến cho camera IP nhưng giờ đây trở nên phổ biến hơn với sự ra đời của Công nghiệp 4.0 và IoT. PoE cho phép cả nguồn và ethernet đi qua trên một cáp, loại bỏ sự cần thiết của hai cáp trên một thiết bị. Khả năng sử dụng một cáp duy nhất để truyền cả nguồn và dữ liệu bắt nguồn từ kỹ thuật năng lượng ảo cung cấp tính linh hoạt cao hơn cho tốc độ truyền dữ liệu từ: 10BASE-T; 100BASE-T; 1000BASE-T (ethernet gigabit); 2,5 GBASE-T; 5GBASE-T; và 10GBASE-T. Để tạo ra một mạng lưới PoE, năng lượng được truyền qua hệ thống cáp từ thiết bị tìm nguồn điện (PSE) đến thiết bị được cấp nguồn (PD). Có ba chế độ; Mode A, Mode B và 4-Pair.

• Mode A tương tự như kỹ thuật cho cấp ảo phantom feeding trong đó cả nguồn và dữ liệu được truyền trên cùng một dây trong khi
• Mode B sử dụng các dây thay thế để mang sức mạnh.
• 4-Pair cũng là một tiêu chuẩn mới sử dụng tất cả 4 cặp dây để mang nguồn và dữ liệu.

3 Tiêu chuẩn PoE và định nghĩa của nó từ (IEEE-S)

802.3af 2003 (2 cặp PoE)

Tối đa 15,4 watt / thiết bị và với ngân sách năng lượng sẵn có 12,95W để hỗ trợ các thiết bị đơn giản như điện thoại VoIP, cảm biến đơn giản và camera IP cố định.

Thông lượng dữ liệu giới hạn ở 100Mbps ở hai chế độ khác nhau

Chế độ A - cung cấp năng lượng cho các cặp dữ liệu 100BASE-TX hoặc 10BASE-T (xem Hình 1)

Chế độ B - cung cấp năng lượng cho các cặp dự phòng (xem Hình 1)

802.3at 2009 (PoE +)

Tối đa 30,8 watt / thiết bị và với ngân sách năng lượng 25,5W để hỗ trợ cảm biến RFID, camera giám sát phức tạp, cảm biến sinh trắc học, máy tính bảng và màn hình LCD.

Dữ liệu từ đầu đến cuối giới hạn ở 1000 Mbps hoặc 1Gbps ở hai chế độ khác nhau

Chế độ A - cung cấp năng lượng cho các cặp dữ liệu 100BASE-TX hoặc 10BASE-T (xem Hình 1)

Chế độ B - cung cấp năng lượng cho các cặp dự phòng (xem Hình 1)

Trong vài năm gần đây, Hiệp hội Tiêu chuẩn Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE-SA) đang dần giới thiệu và thử nghiệm một chế độ mới gọi là truyền 4 Pair hoặc 4PPoE cung cấp năng lượng bằng cách sử dụng cả bốn cặp cáp xoắn. Bằng cách tăng lượng điện năng được truyền, nó mở ra cơ hội cho các ứng dụng mới khi nhiều thiết bị và cảm biến hơn được kết nối trong thế giới IoT đang phát triển và các thiết bị thông minh.

802.3bt 20198 (UPoE/4 pair PoE) với Cấp độ năng lượng Loại 3 và Loại 4

Loại 3: tối đa 60 watt / thiết bị và với ngân sách công suất 50W để hỗ trợ máy tính xách tay, kiốt thông tin và hệ thống quản lý văn phòng

Loại 4: 90-100 watt / thiết bị và với ngân sách công suất 80W để hỗ trợ máy tính xách tay, máy tính, TV và hội nghị video.

Thông lượng dữ liệu là 10Gbps, tăng tốc độ gấp 10 lần

Chế độ 4 cặp - cung cấp năng lượng cho cả bốn pair dây

Tương thích ngược với các tiêu chuẩn PoE 802.3af và 802.3at

4 lợi ích chính của PoE

Tính linh hoạt và khả năng mở rộng - Các thiết bị PoE chỉ cần một cáp thay vì hai. Điều này cho phép các thiết bị PoE được đặt các khu vực không có nguồn điện và có thể dễ dàng định vị lại. Nhiều thiết bị có thể dễ dàng được thêm và điều chỉnh.

Tiết kiệm thời gian và chi phí - nó làm giảm nhu cầu lắp đặt hệ thống cáp điện và ổ cắm điện. PoE có thể được sử dụng trên cơ sở hạ tầng viễn thông đồng hiện có, giúp việc cài đặt thậm chí dễ dàng hơn cho việc mở rộng mạng IoT.

An toàn- Ít sử dụng hệ thống cáp điện và các thiết bị PoE thường có điện áp thấp hơn. Phân phối PoE cũng thông minh và được thiết kế để bảo vệ thiết bị mạng khỏi quá tải, thiếu năng lượng hoặc cài đặt không chính xác.

Độ tin cậy- Sức mạnh POE đến từ một nguồn tương thích trung tâm, thay vì các bộ điều hợp phân tán. Nó có thể được sao lưu bằng nguồn điện liên tục hoặc được điều khiển để dễ dàng vô hiệu hóa hoặc đặt lại thiết bị.

Ứng dụng PoE các ngành công nghiệp

Các thiết bị PoE có thể được sử dụng trong nhiều môi trường và ngành công nghiệp. Các thiết bị PoE phổ biến nhất là camera IP, chỉ yêu cầu mạng cục bộ chứ không yêu cầu thiết bị ghi cục bộ và điện thoại VoIP. PoE cũng có thể được sử dụng làm hệ thống địa chỉ công cộng hoặc hệ thống liên lạc nội bộ và các điểm kiểm soát truy cập không dây sinh trắc học và RFID. Với PoE công suất cao hơn, các thiết bị lớn hơn cũng có thể được kết nối như kiốt POS, máy tính xách tay, máy tính, bảng hiệu kỹ thuật số và màn hình cảm ứng. Chúng có thể được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau trong nhiều ngành công nghiệp.

Sản xuất thông minh sử dụng PoE

PoE cũng có thể được áp dụng trong môi trường công nghiệp. Cảm biến và camera IP có thể giúp giám sát hoạt động trong dây chuyền lắp ráp, tải bến cảng, phòng kiểm kê và các khu vực khác mà không cần nguồn điện. RFID cũng có thể theo dõi các lô hàng và đội xe, tối ưu hóa các tuyến đường và cắt giảm chi phí liên quan đến sự thiếu hiệu quả trong hậu cần. Sử dụng PoE công suất cao hơn như Class 3 hoặc Class 4 cho phép giám sát và cảm biến mạnh hơn cho sản xuất và hậu cần sẽ biến đổi tự động hóa. Các máy chủ và công tắc chắc chắn cho phép PoE cũng có thể được sử dụng trong môi trường gồ ghề cho nhiều ứng dụng PoE hơn trong Công nghiệp 4.0.

An ninh và giám sát thông minh trong các hệ thống xe buýt

Bằng cách trang bị các trạm và xe buýt hoặc tàu điện ngầm với vô số cảm biến và camera, nó sẽ cho phép giao thông công cộng phản ứng với dữ liệu trong thời gian thực. Các cảm biến có thể phát hiện nếu cần bảo trì và nếu xe buýt không hoạt động đúng, cho phép các giải pháp tốt hơn. Các cảm biến cũng có thể giao tiếp với các cảm biến giao thông khác và cảnh báo tất cả các loại phương tiện giao thông với các cập nhật theo thời gian thực. Đèn giao thông và bãi đỗ xe cũng ngày càng được trang bị cảm biến để giảm bớt tắc nghẽn trong thời gian cao điểm. An toàn cho hành khách cũng sẽ tăng lên khi các cảm biến và camera PoE cung cấp giám sát video trực tiếp thông qua các đầu ghi video mạng (NVR). Các video cũng được lưu trữ trong một máy chủ được bảo mật cũng cho phép gắn thẻ siêu dữ liệu nhúng và các công cụ tìm kiếm linh hoạt cho video, giúp việc truy xuất video trong tương lai dễ dàng hơn. Kiểm soát truy cập trình điều khiển cũng có thể được cài đặt với PoE, xác minh trình điều khiển thông qua nhận dạng khuôn mặt không dây hoặc máy ảnh. Sử dụng RFID và cảm biến sẽ cho phép hành khách truy cập không dây vào xe, khiến việc xây dựng hành khách ít hiệu quả hơn và hiệu quả hơn.

PoE trong tương lai của các thành phố thông minh và IoT

Khi dữ liệu trở nên có giá trị hơn từ các cảm biến được kết nối của nó, một ứng dụng trong thế giới thực sẽ thấy lợi ích ngay lập tức là các thành phố thông minh và toàn bộ cơ sở hạ tầng phát triển. Nó sẽ không chỉ cách mạng hóa giao thông công cộng mà mọi khía cạnh của thành phố từ cách mọi người mua sắm đến cách mọi người ăn. RFID và các cảm biến khác sẽ sớm được trang bị trên toàn thành phố để liên lạc với nhau và cuối cùng giao tiếp với các cá nhân thông qua điện thoại thông minh và công nghệ thiết bị đeo thông minh khác để cập nhật khẩn cấp. Các ví dụ về trường hợp sử dụng này là một lĩnh vực tuyệt vời nơi công nghệ PoE cung cấp một nền tảng để kết nối các mạng riêng biệt và cho phép tạo ra một hệ sinh thái công nghệ tích hợp mà cuối cùng sẽ đạt đến các thế hệ thành phố thông minh tiếp theo.

Hệ thống giám sát di động VTC 7251-GCIoT của NEXCOM lý tưởng cho các hoạt động giao thông công cộng và dịch vụ. Dựa trên bộ xử lý Intel® Core ™ thế hệ thứ 8 i7-8700T, VTC 7251-GCIoT cung cấp giải pháp tích hợp kết hợp sức mạnh tính toán cao, 4 cổng PoE độc lập, giao tiếp không dây (3x WWAN + 6 x SIM) và theo dõi GNSS với Dead tùy chọn Reckaming (DR) hỗ trợ ghi lại các hoạt động trên xe, địa điểm, video chất lượng cao, mô hình lái xe và chẩn đoán cho xe buýt và xe tuần tra để đạt được các biện pháp quản lý tốt hơn và điều khiển phương tiện an toàn hơn.