Hiểu về các tiêu chuẩn PoE và cách tính công suất PoE

Trong thời đại thông tin phát triển mạch mẽ, các thiết bị Wifi AP cung cấp điểm truy cập không dây, hệ thống Camera IP an ninh giám sát, VoIP được sử dụng nhiều nơi tại doanh nghiệp và khu dân cư. Việc cấp nguồn và kết nối dây mạng truyền dữ liệu theo truyền thống sẽ cần tới 2 dây để các thiết bị đó hoạt động hoàn chỉnh.

Tuy nhiên, giải pháp PoE cung cấp năng lượng và truyền dữ liệu trên cùng 1 dây cáp Ethernet duy nhất cho các thiết bị được đặt ở những nơi khó tiếp cận và giảm bớt tình trạng lộn xộn cáp nối đã làm thay đổi, giúp việc lắp đặt và vận hành hệ thống mạng trở nên đơn giản và an toàn hơn.

Nguồn PoE cũng giúp người dùng đơn giản hóa việc thiết kế và thi công lắp đặt hệ thống mạng, tiết kiệm chi phí vậ tư thiết bị. Cấp nguồn PoE qua mạng Ethernet cũng là giải pháp lý tưởng để triển khai cho các hệ thống thiết bị Wifi, Camera IP, VoIP, IoT hiện tại và tương lai. 

1. Tổng quan về POE và các tiêu chuẩn cấp nguồn PoE

1.1. PoE là gì ?

• Power over Ethernet – PoE là sự cấp nguồn qua cáp Ethernet theo bất kỳ tiêu chuẩn IEEE 802.3af/at/bt nào cùng với dữ liệu trên cáp Ethernet xoắn đôi UTP. Điều này cho phép một cáp duy nhất cung cấp cả kết nối dữ liệu và nguồn điện cho các thiết bị như điểm truy cập không dây ( WAP ) , Camera IP , điện thoại VOIP …
• Switch PoE, PoE Injector là thiết bị Ethernet có khả năng vừa truyền tải dữ liệu, vừa có khả năng cấp nguồn PoE (Power over Ethernet) tới các thiết bị nhận nguồn PoE khác qua đường dây mạng CAT5/CAT6.
• Switch PoE là thiết bị không thể thiếu để lắp đặt các hệ thống có mật độ thiết bị nhận nguồn PoE nhiều, chẳng hạn như camera IP, thiết bị Wifi AP, điện thoại VoIP, …
• PoE Injector là thiết bị phù hợp với các điểm lắp đặt đơn lẻ, nơi chỉ có 1 thiết bị nhận nguồn PoE.
• PoE Splitter là thiết bị tách nguồn PoE 48VDC sang nguồn DC thông thường, thường có các mức output 5VDC, 12VDC, 24VDC cho các thiết bị không hỗ trợ PoE trong hệ thống mạng.

1.2. Các tiêu chuẩn cấp nguồn PoE phổ biến và loại cáp phù hợp

• PoE Loại 1 ( PoE 802.3af ) : Cung cấp cho các thiết bị được cấp nguồn PD ( Powered Devices ) công suất 15W mỗi cổng Ethernet và 12.95W cho thiết bị PD ở khoảng cách 100m cat5/cat6….
• PoE Loại 2 ( PoE 802.3at ) : Cung cấp cho các thiết bị được cấp nguồn PD ( Powered Devices ) công suất 30W mỗi cổng Ethernet và 25.5W cho thiết bị PD ở khoảng cách 100m cat5/cat6….
• PoE+ Loại 3 ( PoE 802.3bt ) – Ultra PoE : Cung cấp cho các thiết bị được cấp nguồn PD ( Powered Devices ) công suất 60W mỗi cổng Ethernet và 51W cho thiết bị PD ở khoảng cách 100m cat5/cat6….
• PoE++ Loại 4 ( PoE 802.3bt ) : Cung cấp cho các thiết bị được cấp nguồn PD ( Powered Devices ) công suất 90W mỗi cổng Ethernet và 71W cho thiết bị PD ở khoảng cách 100m cat5/cat6….

1.3 Tính toán công suất nguồn PoE

• Cùng với việc chọn chuẩn đầu ra PoE cho thiết bị được cấp là việc chọn lựa các thiết bị PSE như Switch PoE hay PoE Extenders với tổng công suất sao cho phù hợp với hệ thống thiết bị PoE cần..
  • Ví dụ : Nhu cầu kết nối 5 x Camera 802.3af, 1 x Camera PTZ  802.3at , 1 x IP Phone 802.3af, 1APs 802.3af. Tổng cộng 7 thiết bị nhận nguồn với tổng công suất cần là 137.8W
    (tổng công suất Switch = công suất mỗi port x số port = 7 x 15.4W + 1 x 30W = 137.8W)
• Như vậy cần chọn Switch PoE có tổng công suất ~ 140W và có 8 Port PoE hỗ trợ IEEE 802.3af/at để đảm bảo tín hiệu sử dụng cho các thiết bị PoE hoạt động tốt ổn định.

1.4. Active PoE ( PoE chủ động ) & Passive PoE ( PoE thụ động )

Có 2 loại thiết bị PoE được dùng phổ biến trên thị trường, gồm Passive PoE (thụ động) giá rẻ và Active PoE (Chủ động) có giá cao hơn.

1.4.1 Passive PoE – PoE thụ động (bị động) :

PSE4805-G (thụ động) và PoE Injector PSE4805G-AT (chủ động IEEE 802.3af/at/bt)

• PoE thụ động đề cập đến những thiết bị cấp nguồn (PSE) hay những thiết bị đầu cuối được cấp nguồn PD không theo tiêu chuẩn cấp PoE phổ biến. Hơn nữa, giữa chúng cũng không có khả năng tự động nhận biết nguồn PoE của các thiết bị Camera IP, Wifi AP tương thích về điện áp, công suất. 
• Do đó bạn cần cẩn trọng trong việc lựa chọn Adapter nguồn PoE Injector thụ động để dùng với thiết bị trong mạng. Bạn cần biết chính xác thiết bị nhận nguồn phải hỗ trợ PoE, đồng thời biết công suất + điện áp PoE của thiết bị nhận nguồn (Wifi/Camera), sau đó chọn Adapter PoE phù hợp.
• Việc chọn sai Adapter PoE có thể dẫn đến thiết bị chập chờn, hoạt động không ổn định do thiếu công suất. Rủi ro hơn là có thể hư hỏng, cháy nổ thiết bị do quá tải công suất, sai điện áp,…
• Adapter nguồn PoE thường dùng: PSE4805G (48VDC) (30W) giá rẻ.

1.4.2 Active PoE – PoE chủ động

PLANET POE-163 (30W), POE-172 (60W) chuẩn IEEE 802.3af/at/bt

• PoE chủ động đề cập đến các thiết bị cấp nguồn ( PSE ) cũng như được cấp nguồn ( PD ) hiện nay đang phát triển theo xu hướng Active PoE với các tiêu chuẩn phổ biến 802.3af/at/bt.
• Những thiết bị này có khả năng tự nhận biết yêu cầu nguồn điện như 48V~52VDC chuẩn 802.3af/at/bt để khởi động nguồn (PD) cho những thiết bị nhận nguồn, hay nói cách khác là những thiết bị PSE PoE có khả năng nhận biết thiết bị đầu cuối đang ở chuẩn nào để cấp công suất nguồn cho phù hợp.
• Nguồn Active PoE ổn định và an toàn hơn do nó tự động nhận biết để cấp nguồn, công suất phù hợp cho thiết bị nhận nguồn PoE (Camera IP, Wifi AP, Điện thoại VoIP,…) theo một tiêu chuẩn được quy ước chung IEEE 802.3af/at/bt.
• Adapter nguồn PoE thường dùng: PSE4805G-AT (802.3af/at) (30W) giá rẻ, POE-163 (30W), POE-172 (60W) IEEE 802.3af/at/bt.

2. Các loại thiết bị mạng cấp nguồn PoE ( PSE )

• Là những thiết bị có khả năng cung cấp vừa truyền tải dữ liệu, vừa có khả năng cấp nguồn PoE đến các thiết bị nhận nguồn PoE qua cáp Ethernet như Switch PoE , PoE injectors , PoE Extenders , PoE Splitters… tuân thủ theo các tiêu chuẩn PoE IEEE 802.3af / at / bt.

2.1 Switch PoE (Thiết bị chuyển mạch Ethernet cấp nguồn PoE)

 

• Cùng với sự phát triển mạnh mẽ về các thiết bị Camera IP, Wifi, Điện thoại VoIP, IoT, … các thiết bị như Switch PoE ngày càng được ưa chuộng, sử dụng trong các hệ thống mạng Power over Ethernet trong thời gian gần đây.
• Bên cạnh việc tính toán, lựa chọn số cổng và loại giao diện RJ45 hay quang SC/SFP và công suất PoE cho từng cổng như 15W, 30W, 60W, 90W để phù hợp với từng phụ tải của thiết bị nhận nguồn PoE, thì người dùng cần lưu ý tới tổng công suất mà Switch có thể cấp được để đảm bảo đủ tải tất cả số lượng thiết bị nhận nguồn PoE để cho cả hệ thống thiết bị có thể hoạt động ổn định, tin cậy.
• Ngoài ra, người dùng cũng cần lưu ý tới vấn đề Switch cấp nguồn này sẽ được lắp đặt trong nhà hay ngoài trời, tại các khu công nghiệp.
• PoE là giải pháp lý tưởng giúp người dùng đơn giản hóa việc thiết kế, lắp đặt và tiết kiệm được chi phí linh phụ kiện dây điện, ổ cắm điện, cho một không gian đẹp, gọn ghẽ hơn. Các Switch PoE cũng là giải pháp hoàn hảo để lắp đặt thiết bị tại các vị trí không có ổ cắm điện hoặc không thể triển khai được dây nguồn.
• Ngoài ra các loại Switch PoE các hãng như Planet & Hasivo có hỗ trợ thêm chức năng mở rộng Extender giúp tăng khoảng cách cấp nguồn PoE lên đến 250M với tốc độ 10Mbps giúp phục vụ đáp ứng nhu cầu cần thiết cho các thiết bị.

2.2. Nguồn PoE Injector

PLANET POE-163 (30W) – POE-172 (60W) – POE-175-95 (90W)

• PoE có thể hiểu như 1 bộ Adapter nguồn PoE, phù hợp với giải pháp vừa cấp nguồn + truyền dữ liệu đồng thời cho 1 thiết bị nhận nguồn.
• Thiết bị cấp nguồn PoE Injector là giải pháp kinh tế giá rẻ khi lắp đặt Wifi AP, Camera IP tại các điểm đơn lẻ do nó chỉ có 1 cổng.
• Tương tự như Switch PoE, PoE Injector cũng có loại PoE chủ động (IEEE 802.3af/at/bt) và PoE thụ động.

2.3. Bộ tách tín hiệu và nguồn PoE Splitter

• Thiết bị tách nguồn PoE Splitter có chức năng nhận nguồn PoE từ Switch PoE/PoE Injector sau đó tách riêng 1 đường dữ liệu (RJ45) và điện áp (thường là 12VDC, hoặc có loại tích hợp công tắc chuyển 12VDC/24VDC và 12VDC/5VDC)
• PoE Splitter là giải pháp dùng với các thiết bị không hỗ trợ PoE, như Camera IP, Wifi AP, … thế hệ cũ có các đường nhận tín hiệu và nguồn điện DC độc lập nhau.
• Tương tự như Switch PoE, PoE Injector,… PoE Splitter hỗ trợ nhận nguồn PoE tương ứng chuẩn IEEE 802.3af/at/bt.

 

2.4 Bộ mở rộng PoE Extender

Thiết bị PoE Extender Hasivo PSE102GAF và Planet POE-E201

• Giới hạn của PoE và tín hiệu trên cáp đồng UTP là 100m, do duy hao trên đường dây và là vấn đề hạn chế rất lớn khi triển khai PoE Ethernet.
• Một số thiết bị Switch PoE có tính năng Extend có thể cấp nguồn và tín hiệu lên tới 250m, nhưng bị giới hạn tốc độ truyền dữ liệu chỉ còn tối đa 10Mbps.
• PoE Extender hỗ trợ loại 1 Port/2 Port/ 4 Port Output, chuẩn IEEE 802.3af/at/bt.
• Thiết bị mở rộng PoE Extender là giải pháp có thể tiếp tục kéo dài khả năng truyền nguồn PoE và dữ liệu thêm 100m nữa mà không cần tới nguồn điện bên ngoài.
• Do thiết bị PoE Extender dùng chính nguồn PoE đầu vào làm nguồn nuôi, do vậy cần tính toán tổn hao công suất với phụ tải PoE.

• Thiết bị PoE Extender thường dùng: PSE102GAF (2 ports IEEE 802.3af/at), POE-E201 (2 ports IEEE 802.3af/at), S600-4G-1G-EX-30W (4 ports IEEE 802.3af/at), S600-4G-1G-EX-90W (4 ports IEEE 802.3af/at).

2.5 Thiết bị mạng công nghiệp PoE

• Industrial Switch PoE, Industrial PoE Injector, Industrial PoE Splitter là thiết bị Ethernet có khả năng hoạt động tại các khu vực có thời tiết, môi trường khắc nghiệt ngoài trời và nhà máy sản xuất.
• Thiết bị mạng công nghiệp PoE có khả năng vừa truyền tải dữ liệu, vừa có khả năng cấp nguồn PoE (Power over Ethernet) tới các thiết bị nhận nguồn PoE khác qua đường dây mạng CAT5/CAT6.
• Với sự phát triển mạnh mẽ các thiết bị IIoT (Internet vạn vật công nghiệp) và các điểm lắp đặt Camera IP PoE, thiết bị Wifi AP PoE tại các khu vực giao thông, điểm truy cập Internet công cộng, các thiết bị công nghiệp tại nhà máy sản xuất, .v.v. mạng PoE Ethernet giúp người dùng đơn giản hóa việc thiết kế, triển khai và tiết kiệm chi phí đầu tư.
• Thiết bị mạng PoE công nghiệp nổi tiếng thường dùng: PLANET

3. Thiết bị được cấp nguồn PoE ( PD )

Là bất kỳ những thiết bị hỗ trợ nguồn PoE với các tiêu chuẩn khác nhau để hoạt động bình thường giúp thay thế adapter cũng như dây dợ lằng nhằng giúp tiết kiệm chi phí cũng như công sức lắp đặt như Wifi AP, Camera IP, VOIP, POS, …

•  Thiết bị nhận nguồn PoE thông thường đáp ứng và tự động nhận chuẩn IEEE 802.3af/at/bt tương ứng với thiết bị cấp nguồn.

Bạn cần tư vấn? Xin vui lòng liên hệ:

TP HCM: Hotline/Zalo:0818813311

Địa chỉ: Tầng 18, toà nhà Indochina Park Tower, 4 Nguyễn Đình Chiểu, Q1, HCMC

Hà Nội: Hotline/Zalo:0886019955

Địa chỉ: Tầng 5, tòa nhà Hanoi Group, 445 Đội Cấn, Ba Đình, Hà Nội.