Tehnologia Power over Ethernet (PoE) a jucat un rol transformator în dezvoltarea și implementarea de sisteme de supraveghere și IoT (Internet of Things). Abilitatea unică de a transmite atât energie, cât și date prin același cablu Ethernet a revoluționat modul în care electricienii, constructorii și proprietarii au abordat problema infrastructurii în reședințe și spații comerciale, clădiri de birouri, spații industriale. Confortul, eficiența și practicalitatea tehnologiei PoE au dus la creșterea instalării de cablare Ethernet (cabluri de rețea). Amploarea echipamentelor pentru Casele Inteligente și cererea în creștere pentru dispozitive interconectate (precum camerele de supraveghere și sistemele de securitate) nu fac decât să consolideze valoarea imensă a tehnologiei PoE.
Ce este Power Over Ethernet (PoE)?
Power over Ethernet (PoE) este o tehnologie de rețea folosită în rețelele locale cu cabluri (LAN) care transmite energie electrică și date spre dispozitive printr-un singur cablu de date Ethernet. Aceasta înseamnă că dispozitivele pot primi energie și date prin același cablu, eliminându-se nevoia folosirii separate de adaptoare de energie sau de cabluri electrice. PoE permite instalatorilor de sisteme integrate și de rețele pentru a amplasa dispozitive electrice acolo unde nu există circuit electric.
PoE a fost stabilit ca și standard în 2003 cu scopul de a alimenta electric și conecta în rețea dispozitive precum puncte de acces wireless (AP), telefoane cu voce IP (VoIP). Înainte de standardizarea tehnologiei PoE, companiile de telecomunicații foloseau design-urile proprii de PoE și diverse dispozitive.
Cum funcționează PoE?
Tehnologia PoE își are originile de la dispozitivele întrerupătoare și injectoare. Acestea convertesc energia AC de la o priză de perete în curent DC. Ulterior, curentul DC este trimis spre diverse dispozitive precum camere de supraveghere IP PoE, prin cablurile Ethernet.
Cablurile UTP sau FTP Ethernet sunt compuse din 8 fire grupate în patru perechi, fiecare pereche fiind încrucișată. Datorită acestui design, ele mai sunt cunoscute și ca “perechi încrucișate.” Tehnologia PoE folosește două din aceste patru perechi încrucișate pentru a transmite curent electric la dispozitivele alimentate.
PoE transmite voltaj între 44 și 55 Volți DC prin aceste perechi de fire, dar 48 volți este cel mai folosit. Acest voltaj moderat este ales pentru eficiența sa în transmisia de energie, în timp ce asigură standardele de siguranță.
Ce dispozitive folosesc PoE?
În trecut, tehnologia PoE a fost concepută pentru anumite dispozitive de la producători independenți. În principal, tehnologia PoE era utilizată pentru punctele de acces wireless și pentru sistemele de rețea de telefonie pentru afaceri. Aceasta se întâmpla înainte de standardizarea tehnologiei PoE de către Institutul Ingineriei Electrice și Electronice (IEEE) în 2003.
După standardizare, tehnologia a devenit mai accesibilă pentru mai mulți producători și mai multe companii, ceea ce a dus la includerea ei în diverse dispozitive electronice. Cu toate acestea, pentru mai bine de 10 ani, tehnologia PoE putea transmite doar 15.4 wați. Această restricție limita tipurile de dispozitive electronice ce putea utiliza PoE—ea era prezentă doar la dispozitivele cu putere redusă.
În 2018, a fost introdus un nou standard, cunoscut ca și PoE+, sau PoE de putere înaltă (High power PoE). Această tehnologie poate furniza energie de până la 30 wați. O tipologie optimizată, PoE++ transmite și mai multă putere, respectiv până la 60 sau 100 wați, în funcție de modul utilizat.
Iată care sunt cele mai cunoscute dispozitive ce utilizează tehnologiile PoE, PoE+ și PoE++:
Dispozitive PoE cu voltaj mic
- Camere de supraveghere cu lentile fixe și zoom motorizat
- Camere de supraveghere mici și mijlocii PTZ cu zoom de la 4X la 12X
- Telefoane de voce IP
- Puncte de acces wireless
- Dispozitive de control al accesului
- Interfoane
- Ecrane LCD, monitoare mici de calculator
- Aparatură casnică Inteligentă precum sisteme de alarmă, termostate, boxe
Dispozitive PoE+ și PoE++ cu voltaj înalt
- Camere de supraveghere PTZ de mari dimensiuni cu zoom 16X, 25X sau mai mult
- Puncte de acces wireless cu amplificare
- Echipamente de video-conferințe
- Ecrane LED de mari dimensiuni
- Sisteme de video-telefon
- Terminale de distanță de calculator sau calculatoare thin client (echipament simplu care ajută la rularea aplicațiilor și accesul la date de pe server fără un calculator în adevăratul sens al cuvântului)
- Echipament audio sau vizual
- Sisteme PoS (Point of Sale—Punct de vânzare)
Care este distanța maximă pentru PoE?
La începuturile sale, un dezavantaj important al tehnologiei PoE era distanța limitată, care atingea 100m. Cu toate acestea, datorită inovațiilor continue de la tehnologia PoE, distanța de transmisie pentru PoE a crescut pentru mai multe tipuri de cabluri. Spre exemplu, NVT Phybridge CLEER24 este un switch de nivel industrial cu 24 de porturi PoE care poate transmite energie și date pe o distanță de 1828m printr-un singur cablu coaxial. Această valoare este de 18 ori mai mare decât cea a unui întrerupător standard PoE.
Tehnologia PoE transmite 10/100/1000 Mbps de date și 15W, 30W, 60W și până la 90W energie pentru dispozitive prin cabluri Ethernet Cat5e, Cat6, Cat6a. Cat7 și Cat8 Ethernet pe o distanță maximă de 100m.
Care sunt beneficiile tehnologiei PoE?
Beneficiile tehnologiei PoE sunt multiple, tehnologia PoE transformând continuu modul în care dispozitivele electronice sunt concepute, alimentate și conectate la rețelele din casa noastră sau din clădirile comerciale, industriale, oficiale, etc. Progresul tehnologiei de Casă Inteligentă se datorează, în mare parte, tehnologiei PoE.
Iată care sunt cele mai importante beneficii ale tehnologiei PoE:
Costuri convenabile
Un avantaj crucial al tehnologiei PoE este adus de costurile convenabile. Instalarea infrastructurii de PoE este mai puțin costisitoare decât la cea a unei instalații electrice tradiționale. În plus, infrastructura PoE necesită mai puțină mentenanță decât o instalație clasică. Mai mult, folosirea tehnologiei PoE pentru a alimenta dispozitive pe distanțe scurte este mai eficientă decât instalarea unor adaptatoare PoE individuale, pentru fiecare dispozitiv. Această eficiență duce în timp la economii importante pentru factura la curent în locuințe și afaceri de mici dimensiuni.
Instalare facilă
Un alt aspect pozitiv al folosirii de PoE este conveniența trecerii unui singur cablu de rețea, care este mult mai simplă decât cea a folosirii de cabluri coaxiale sau electrice, de regulă mult mai groase. Cablurile de rețea PoE sunt, în general, mai subțiri și mai flexibile, ceea ce ușurează instalarea. În plus, instalarea nu necesită abilități speciale sau certificări. Cu toate acestea, în clădirile comerciale sau casele noi, s-ar putea să fie necesare permise sau licențe profesioniste pentru instalarea tehnologiei PoE.
Fiabilitate
În ultimii ani, e existat un curent de orientare a consumatorilor spre folosirea de dispozitive wireless și Wi-Fi. Acest trend i-a determinat pe unii utilizatori să prioritizeze confortul tehnologiei wireless în detrimentul fiabilității echipamentelor cu cabluri. Cu toate că tehnologia Wi-Fi își îndeplinește cu succes rolul pentru dispozitive precum laptop-uri, telefoane Smart, tablete, televizoare Smart, ea nu este suficient de fiabilă pentru aplicațiile critice, precum camerele de supraveghere, telefoanele de afaceri, sistemele Pos. Pentru a acoperi cerințele critice de acest gen, se recomandă instalarea de rețele cu cabluri Ethernet pentru a beneficia de tehnologie PoE.
Flexibilitate la design și planificare
Având capacitatea de a transmite energie și date printr-un singur cablu, tehnologia PoE asigură un nivel de personalizare greu de egalat de alte tehnologii. Dispozitivele care utilizează tehnologii PoE nu necesită adaptatoare individuale de energie și nu au nevoie să fie lângă prize. Ele pot fi amplasate oriunde poate fi tras un cablu Ethernet. Flexibilitatea design-ului contribuie la reducerea costurilor de instalare, dar și elimină nevoia de a angaja electricieni pentru a traversa cabluri de alimentare de cupru, scumpe și de a instala prize.
Optimizare pentru design-ul LAN
Organizațiile au libertate de stabili și menține fizic separată rețeaua PoE sau să transforme fundamental rețeaua prin utilizarea unui singur cablu, într-o modalitate sigură și controlată. Aceasta se aplică atât la soluțiile Cloud și cele locale și poate îmbunătăți securitatea rețelei și a performanței. Calitatea serviciului este optimizată, iar managementul de rețea este simplificat. Echipele IT vor putea supraveghea rețeaua de business, în timp ce echipele de supraveghere vor putea manageria separat rețelele de supraveghere.
Aplicațiile de business și terminalele de date (calculatoarele angajaților, punctele de acces Wi-Fi) necesită lățimi de bandă tot mai mari, echipamentul de rețea evoluând la fiecare 3-5ani. Segmentând fizic rețeaua PoE, se vor putea efectua modificări la rețeaua de bază a afacerii fără să fie afectate sau întrerupte comunicarea, supravegherea sau alte sisteme.
Dispozitive inteligente
Dispozitivele PoE sunt, de obicei, dispozitive inteligente. Spre exemplu, când vorbim despre camerele de supraveghere, prin comparație cu modelele de tip analog, camerele IP PoE sunt modele Smart, care au CPU (Central Processing Unit—Unitate de procesare centrală) și asigură detectare inteligentă de evenimente. Detecția inteligentă de evenimente poate include detecție Smart de mișcare cu filtrare pentru persoane și vehicule.
Reducerea deșeurilor electronice
Prin reutilizarea infrastructurii curente și eliminarea sau reducerea cerințelor pentru spațiile de depozitare a echipamentelor de rețea, organizațiile pot reduce substanțial impactul transformărilor digitale. Sunt folosite mai puține cabluri și se generează mai puține deșeuri electronice. Există switch-uri PoE care sunt realizate cu tehnologie Powerwise care asigură consum redus de energie, alimentare redundantă și surse de alimentare ce se pot schimba când sunt fierbinți.
Ce dezavantaje prezintă tehnologia PoE?
Dezavantajele tehnologiei PoE nu sunt majore, dar contează în prezentarea unei imagini corecte și complete pentru tehnologia PoE. Asemeni oricărei alte tehnologii, nici tehnologia PoE nu este perfectă. Chiar dacă PoE a schimbat fundamental modul în care sunt concepute rețelele și alimentarea pentru dispozitivele electronice, anumite aspecte trebuie prezentate atunci când se vorbește despre PoE.
Iată care sunt aceste limitări:
Compatibilitate — Activ vs. Pasiv
Un aspect care ridică probleme este cel legat de compatibilitate, mai exact compatibilitatea dintre sistemele active și pasive. Cu toate că PoE este un standard IEEE, pot apare probleme de compatibilitate atunci când se instalează dispozitive PoE. Spre exemplu, dispozitivele PoE active pot negocia (stabili care este nivelul optim de alimentare) cu switchul PoE sau cu injectorul PoE (PoE injector), iar sursa de alimentare va fi informată ce voltaj și amperaj sunt necesare la dispozitive. Pe de altă parte, switch-urile și injectoarele PoE pasive nu pot efectua această negociere și trimit energie pură, necontrolată spre dispozitive. Energia care nu este ajustată poate afecta dispozitivele care necesită voltaje sau amperaje mai mici. Acest aspect este important mai ales pentru camerele de supraveghere IP PoE.
Limitările de distanță
Într-o lume ideală, tehnologia PoE ar putea transmite energie și date la dispozitive pe orice distanță. Cu toate acestea, orice cablu Ethernet, fie că este PoE sau nu, are o limită de 100m. După această valoare, începe să se producă pierderea de date. În plus, PoE nu este imun la căderile de tensiune—un alt aspect important de considerat.
Pe de altă parte, există prelungitoare pasive PoE care nu necesită nici o sursă externă de alimentare și pot extinde transmisia de date la alți 100m, iar dacă se mai folosește un alt prelungitor, până la 300m. Unii producători au conceput tehnologii noi (PoE extins, ePoE) care nu necesită prelungitoare.
Întreruperi
Una dintre cele mai semnificative probleme atunci când se utilizează PoE este aceea că cele mai multe dispozitive se conectează la un switch PoE care are mai multe porturi. Aceasta înseamnă că toate dispozitivele într-un sistem sunt, de obicei, conectate la același switch sau că mai multe switch-uri sunt într-un singur spațiu sau cameră de server. Dacă un switch (switch PoE) cade, atunci toate dispozitivele care erau conectate la el se vor închide. Cu toate că un switch este ușor de schimbat, trebuie să existe întotdeauna unul de rezervă. În plus, trebuie să fie o persoană care să-l instaleze cât mai repede. Dacă nu planificați minuțios instalarea, un switch defect sau o cădere de tensiune pot fi dezastruoase pentru un sistem care utilizează PoE.
