آینده فناوری POE

انتقال توان از طریق اترنت (Power Over Ethernet: POE)، به قابلیت دادن توان یا برق موردنیاز به تجهیزات شبكه از طریق كابل‌های موجود شبكه بدون نیاز به منبع انرژی الكتریكی خارجی (هر دستگاه) اشاره دارد. با وجود POE دستگاه‌هایی مانند تلفن‌های IP، نقاط دسترسی بی‌سیم (AP)، دوربین‌های امنیتی و سایر دستگاه‌های موجود در شبكه، انرژی خود را از كابل‌های موجود در شبكه LAN، به راحتی دریافت می‌كنند.
● حل مشكل تلفن‌های IP
اولین تقاضا برای ایجاد POE، هنگام توسعه پروتكل انتقال صدا روی اینترنت (VOIP) به وجود آمد. در ابتدا سیسكو و سایر تولیدكنندگان تلفن‌های IP، محصولا‌ت خود را همراه با اینترفیس‌های اختصاصی خود عرضه‌می‌كردند. اما هنگامی كه مؤسسه مهندسان برق و الكترونیك (IEEE) استاندارد ۸۰۲.۳af را در ژوئن ۲۰۰۳ به تصویب رساند، تولیدكنندگان بزرگ تلفن‌های IP به طرفداری از این استاندارد اقدام كردند.
POE مشكل بزرگ تلفن‌های IP را حل كرد و استفاده از آن‌ها را مانند تلفن‌های معمولی، آسان و مفید نمود. از آن‌جایی كه فناوری POE امكان انتقال نیرو برای تلفن‌های IP را روی كابل‌های زوج به هم‌تابیده (cat۳, ۵e,۶) امكانپذیر نموده است، آزادی عملی برای قراردادن این تلفن‌ها در هر مكان، بدون‌نیاز به منبع نیروی خارجی و وجود پریز برق، به وجود آورده است.
اكنون دیگر تلفن‌های IP به صورت گسترده استفاده می‌شوند. اكنون IEEE در حال توسعه استاندارد ۸۰۲۸.۳af برای هماهنگ كردن تعداد بی‌شماری دستگاه دیگر و ایجاد قابلیت استفاده از نیروی الكتریكی روی كابل است. فناوری POE به‌دلیل عدم نیاز دستگاه‌ها به نیروی خارجی مانند دوربین‌های امنیتی IP كه در راهروها و پاركینگ‌ها نصب شده‌اند، كارت‌خوان‌های مغناطیسی، Access Pointهای بی‌سیم در سقف‌ها، سیستم‌های هشدار و سیستم‌های تشخیص امواج رادیویی آزادی نصب آن‌ها را در هر مكانی آسان نموده‌است. POE امكان استفاده از باتری پشتیبان را برای دستگاه‌هایی كه نقش مهمی در امنیت و كنترل دسترسی در ساختمان دارند، فراهم می‌كند. زیرا با POE، تمام این دستگاه‌ها UPS متصل می‌شوند و هنگام قطع برق همچنان به كار خود ادامه می‌دهند.
● استاندارد ۸۰۲.۳af
تحت استاندارد كنونی ۸۰۲.۳af ،POE جریان متعادلی را به دو جفت از چهار جفت كابل انتقالِ داده وارد می‌كند. یعنی سوییچ POE جریان را به جفت‌هایی كه داده‌ها را انتقال می‌دهند، وارد می‌نماید. (پین‌های ۲-۱ و ۶-۳)بالا‌ترین كلا‌س توانی كه تحت استاندارد كنونی در دسترس است (Powerclass۳ و ۱۵.۴Powerclass۰وات را فراهم می‌كند، كه از كمینه ولتاژ (۴۴ ولت) ضرب‌در كمینه جریان (۳۵۰ میلی‌آمپر) به دست می‌آید. به دلیل آن‌كه طول هر قطعه كابل به حدود صد متر می‌رسد، توان تا حدود ۹۵/۱۲وات كاهش می‌یابد. تاكنون البته این مقدار توان مشكل خاصی را به وجود نیاورده است. اغلب تلفن‌های VoIP كه به عنوان اولین مصرف‌كننده POE شناخته می‌شوند، فقط نیروی هشت وات یا كمتر را در حالت انتظار به خود اختصاص می‌دهند. اما به هرحال دستگاه‌های جدید نیاز به انرژی بیشتری دارند و این مسئله از اساسی‌ترین موضوعات بحث در مورد فناوری POE است.
● فناوری بعدی
به‌تازگی IEEE گروهی را برای مطالعه روی فناوری POE plus تشكیل داده است. این مطالعه در مورد قدم‌های بعدی درتوسعه استاندارد ۸۰۲.۳af صورت می‌گیرد. این گروه چهارده مورد را تعیین كرده‌اند كه چند مورد آن عبارتند از:
▪ بهبود استاندارد ۸۰۲.۳af در قالب كنونی آن و فراهم كردن سازگاری با دستگاه‌های قدیمی و جدیدتر.
▪ بی‌نیاز از معرفی امكانات امنیتی جدید برای سیستم‌های قدیمی براساس ISO/IEC۶۰۹۵۰ این بدان معنی است كه POE plus موجب اختلا‌ل در كاركرد دستگاه‌های موجود نمی‌شود و با آن‌ها كار می‌كند.
▪ ممكن است POE plus مدل‌های عملكرد خاصی را برای سازگاری باتجهیزات موجود و همچنین ابزارهای جدید داشته باشد. هنگامی كه استاندارد اصلی در حال توسعه بود، شامل كلا‌س توان چهار می‌شد كه مخصوصاً برای ورود یك استاندارد بهبود یافته‌تر و جدیدتر ذخیره شده بود.
▪ POE Plus امكان فراهم كردن "بیشینه توان الكتریكی ممكن" روی كابل‌های LAN موجود را دارد.
● بیشینه توان الكتریكی ممكن چیست؟
تاكنون گروه مطالعه POE plus در مورد مفهوم <بیشینه توان الكتریكی ممكن> به هیچ نتیجه دقیقی نرسیده‌اند. به وضوح محدودیت‌ دمای سطح برای كابل‌های (cat۵, ۵e,۶) وجود دارد. ولی نكته قابل توجه در این بحث آن است كه محدودیت دمایی كه برای پشتیبانی از POE plus باید وجود داشته باشد، چیست؟ این دما باید شصت یا هفتاد درجه سانتیگراد باشد یا حتی فراتر از آن، كه تاكنون هیچ تصمیمی در این مورد گرفته نشده است.
موضوع دیگر بحث بیشینه دمای واقعی برای محیطی است كه POE Plus در آن فعالیت می‌كند. به دلیل آن‌كه دما در سطح كابل پراكنده می‌شود، اگر دما با بیشینه دمای روی كابل یكسان شوند، ممكن است جریان به صفر برسد. به همین دلا‌یل برای این استاندارد نیاز به اتاق‌هایی با سقف‌های بلند است.
سوال بعدی این است كه: بدترین شرایط افزایش دما برای كابل‌های میانی چیست؟ چه نوع استانداردی برای توانایی عبور جریان كابل‌ها در زیر ساختار شبكه‌های فعلی به كار بسته می‌شود؟
این نوع سوال‌ها سخت هستند. هنگامی كه رابط‌های سیستم (كانكتورهای هشت پین و ۴۴۵ RJ ) برای قابلیت عبور جریان و دما مورد مطالعه قرار می‌گیرند، مفاهیم جدیدی در مورد بیشینه جریان قابل عبور از كابل می‌رسیم. البته هنوز گروه مطالعه POE Plus به هیچ نتیجه دقیقی در مورد سطح دما در محفظه عبور كابل نرسیده‌اند.
● پشتیبانی از دستگاه‌های قدیمی و جدید
به دلیل این‌كه گروه مطالعه POE Plus، گیگابیت اترنت و فراتر از آن را مدنظر دارند، نیاز به استاندارد جدیدی برای سازگاری پیش‌رو است. ولی گروه، نیاز به سازگاری دستگاه‌های قدیمی با تجهیزات جدید و امكان توان دادن به تجهیزات موجود را هم می‌خواهد.
سازگاری با تجهیزات قدیمی نیازمند آن است كه بالا‌ترین ولتاژ روی ۵۶ یا ۵۷ ولت محدود شود تا به تجهیزات آسیبی نرسد. از آن جایی كه تجهیزات برای پشتیبانی از ۱۰۰۰/۱۰۰/۱۰ مگابیت‌برثانیه طراحی شده‌اند، باید از هر چهار زوج موجود برای انتقال داده‌ها استفاده نمایند یا خیر. در اینجا مسئله‌ای پیش می‌آید كه آیا باید از هر چهار زوج برای عبور جریان استفاده نمود. اغلب افراد گروه مطالعه از این نظر حمایت می‌كنند. با این حال اگر مسئله این باشد، تمام سیم‌های یك لینك اترنت به تولید گرما می‌پردازند. در اینجا باز هم به موضوع محدودیت دما می‌رسیم. مسئله این است كه این قبیل محدودیت‌ها تا چه حد قابل تشخیص هستند.
گیگابیت اترنت نیاز به تعادل دقیقی برای ارسال / دریافت سیگنال اترنت دارد. این بدان معناست كه مشكل جدیدی پیش می‌آید و آن برقراری تعادل جریان در هر زوج است كه باید دقیق‌تر از استانداردهای پیشین باشد.
● از گیگابایت به ده گیگابایت
هدف دیگر گروه مطالعه آن است كه استاندارد POE plus ۸۰۲.۳af هیچ‌گونه مانع و تناقضی با اترنت۱۰Gig نداشته باشد. پیامد این مطالعه منجر به بحث "بیشینه توان ممكن" می‌گردد. هدف گروه مطالعه‌كننده آن است كه حدود توان را در حدود سی‌وات برای هر پورت تنظیم كنند. اعضا حتی روی بالا‌ بردن توان تا صد وات نیز به بحث پرداخته‌اند. غیرقابل اجرابودن بحث آخر برای همه اعضا ثابت شده‌است. تصمیم كلی در محدوده سی تا پنجاه وات برای هر پورت گرفته شده‌است كه منجر به تولید دستگاه‌های جدید در زمینه POE plus می‌گردد. برای مثال حتی یك لپ‌تاپ متوسط نیز می‌تواند در این محدوده توان، عملكرد خوبی داشته باشد.
معمای اصلی در بحث <حداكثر دمای ممكن> این است كه كابل‌ها چه‌مقدار جریان و دمایی را می‌توانند تحمل كنند و چه استانداردی برای اندازه‌گیری و مدل‌بندی این پارامتر باید ایجاد شود؟ بدیهی است كه انتقال توان از طریق اترنت در نسل بعدی شبكه‌ها امكانپذیر خواهدشد. هدف در ارائه استاندارد IEEE POE Plus ۸۰۲.۳af، اطمینان از ساختار ایمن و قابل اعتماد شبكه‌سازی در ساختمان‌هایی است كه از این قابلیت استفاده خواهند كرد.
دستگاه‌های ۱۰.۱۰۰.۱۰۰۰BaseT برای كار با كابل‌های زوج به‌هم تابیده طراحی‌شده‌اند كه از كابل، سخت‌افزار متصل‌كننده و یك توپولوژی پیشنهادی شبیه ANSI/TIA/EIA/۵۶۸B.۱ تشكیل شده است.
تامین‌كننده توان واسطه (PSE) اجازه تامین نیرو از خارج به داخل شبكه اترنت را می‌دهد. بنابراین داده و توان را به صورت همزمان روی كابل زوج به هم تابیده برای كارایی هر پورت فراهم می‌كند.

ترجمه: آرش مدنی علمداری

منبع : ماهنامه شبکه