POE được ứng dụng rất nhiều trong các điện thoại IP, điện thoại hội nghị, các hệ thống hội nghị, camera, máy tính và màn hình… Bài viết này sẽ trình bày POE là gì, cách thức hoạt động, ứng dụng của POE, những lợi ích và hạn chế của POE. Cùng bắt đầu thôi!
PoE là gì?
Power over Ethernet (PoE) là một công nghệ cho phép sử dụng mạng cục bộ Ethernet có dây (LAN) để truyền dòng điện cần thiết cho các thiết bị thông qua cáp dữ liệu Ethernet, thay vì sử dụng dây nguồn điện thông thường.
PoE được sử dụng cả trong các ứng dụng nhà thông minh và tại các doanh nghiệp, sử dụng cáp Ethernet giá rẻ có thể truyền tải cả điện năng và dữ liệu, thay vì dây điện chỉ cung cấp năng lượng và yêu cầu dây riêng để truyền dữ liệu. Vì PoE truyền cả điện năng và dữ liệu qua cáp Ethernet, lượng dây cần lắp đặt được giảm bớt, và hệ thống dây điện hiện tại có thể được giữ nguyên.
Chuẩn PoE được phát triển vào năm 2003 để hỗ trợ các thiết bị như điểm truy cập không dây (AP). Trước đó, các nhà cung cấp cá nhân đã sử dụng nhiều hình thức PoE độc quyền khác nhau để cung cấp khả năng PoE. Một số thiết bị PoE độc quyền này vẫn còn được sử dụng cho đến ngày nay. Các kỹ thuật viên lắp đặt PoE phải xác định vị trí các thiết bị cũ và độc quyền này, vì chúng có thể gây rắc rối hoặc không tương thích với các thiết bị PoE tiêu chuẩn được phát triển sau này.
Các thiết bị PoE tiêu chuẩn hiện nay giúp việc lắp đặt AP trở nên dễ dàng và linh hoạt hơn, đặc biệt ở các khu vực như trần nhà, nơi việc đi dây nguồn điện rất khó khăn.
PoE hoạt động như thế nào?
Để PoE hoạt động, dòng điện phải được đưa vào cáp dữ liệu Ethernet ở đầu nguồn điện và đi ra ở đầu thiết bị. Với Ethernet, dòng điện và tín hiệu dữ liệu được giữ riêng biệt để không làm ảnh hưởng đến nhau.
Dòng điện đi vào cáp Ethernet thông qua một thành phần gọi là injector. Nếu thiết bị ở đầu kia của cáp tương thích với PoE, nó sẽ hoạt động mà không cần điều chỉnh gì. Nếu không, cần sử dụng một thành phần gọi là picker hoặc tap để tách dòng điện ra khỏi cáp. Dòng điện này sau đó được chuyển đến cổng cấp nguồn.
Những thiết bị nào sử dụng PoE?
Các thiết bị được sản xuất theo chuẩn PoE năm 2003 ban đầu chỉ cung cấp đủ năng lượng cho hầu hết các điểm truy cập không dây (AP), nhưng không thể cung cấp đủ năng lượng cho các loại thiết bị gắn cố định khác, như camera giám sát.
Theo thời gian, Viện Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE) cùng một số nhà cung cấp đã cố gắng giải quyết vấn đề này, nhưng vấn đề về khả năng tương thích vẫn còn tồn tại.
PoE hỗ trợ các thiết bị tiêu thụ 30 watt (W) hoặc ít hơn, bao gồm:
- Điện thoại giao thức Internet (IP), thoại qua IP (VoIP), và điện thoại video.
- Các thiết bị hoặc nút truy cập không dây (WiMAX, Wi-Fi).
- Camera robot xoay, nghiêng và thu phóng (pan, tilt, zoom).
- Máy tính từ xa, màn hình máy tính, laptop, các thiết bị máy tính nhỏ gọn (thin client), và màn hình máy tính lớn.
- Màn hình LCD và TV cỡ lớn.
- Hệ thống kiểm soát truy cập cửa và bảng hiển thị video.
- Hệ thống âm thanh mạng.
Vào năm 2018, IEEE phát hành chuẩn IEEE 802.3bt, còn gọi là PoE công suất cao hoặc PoE+. Chuẩn này cho phép sử dụng bốn cặp dây với cáp Cat5 hoặc Cat6, hỗ trợ các thiết bị riêng lẻ cần công suất lên đến 90-100 W. Các thiết bị được hỗ trợ theo chuẩn này bao gồm:
- Hệ thống chiếu sáng đèn LED.
- Đầu đọc thẻ an ninh.
- Điểm truy cập không dây hiệu suất cao.
- Hệ thống liên lạc nội bộ.
- Hội nghị video.
- Camera giám sát.
Mỗi tiêu chuẩn mới đều đảm bảo khả năng tương thích ngược với tất cả các tiêu chuẩn trước đó và ghi rõ mức công suất tối thiểu trên mỗi cổng cần cung cấp cho các thiết bị được cấp nguồn. Yêu cầu tối thiểu này đã tính đến tổn thất công suất trên chiều dài của cáp, với chiều dài tối đa được đặt ở mức 100m.
Với mỗi lần tăng công suất, yêu cầu về loại cáp cũng tăng theo, trong đó cáp Cat 5 là yêu cầu tối thiểu đối với PoE Loại 3 (60W) và Loại 4 (90W).
Lợi ích của PoE
Các lợi ích của PoE có thể kể đến như:
- Dễ lắp đặt: Không cần lo lắng về việc kết nối với ổ cắm điện.
- Tiết kiệm chi phí: Cáp Ethernet có thể truyền tải cả tín hiệu dữ liệu và nguồn điện.
- An toàn: PoE tự động ngừng cấp điện khi có gián đoạn dịch vụ.
- Tốc độ dữ liệu: PoE hiện cung cấp tốc độ truyền dữ liệu lên đến 1 gigabit/giây (Gbps) qua cáp Cat5 và Cat6. Chuẩn IEEE 802.3bz cung cấp tốc độ từ 2.5 Gbps đến 5 Gbps trên khoảng cách 100 mét.
- Bảo mật: Các thiết bị PoE được kết nối với mạng có độ bảo mật cao sẽ được bảo vệ tương tự như các tài sản mạng khác.
Hạn chế của PoE
Ngoài những lợi ích POE mang lại, nó vẫn còn một số hạn chế như:
- Gián đoạn dịch vụ: Một kết nối PoE thường kết nối nhiều thiết bị. Nếu có sự cố ở một điểm, toàn bộ chuỗi thiết bị có thể bị ảnh hưởng.
- Giới hạn công suất: Các thiết bị theo chuẩn PoE năm 2003 bị giới hạn ở mức 30W. Các thiết bị yêu cầu công suất cao hơn cần tuân thủ các chuẩn mới như IEEE 802.3bz.
- Chi phí cao hơn: Dù PoE tiết kiệm chi phí đi dây, các công tắc PoE thường đắt hơn công tắc thông thường.
- Giới hạn khoảng cách: Nguồn điện qua PoE chỉ truyền được tối đa 100m, trừ khi sử dụng bộ mở rộng PoE hoặc các phương pháp khác.
- Rủi ro bảo mật: Nếu mạng không được bảo mật tốt, các thiết bị PoE có thể dễ dàng bị kẻ xấu xâm nhập.
Các câu hỏi thường gặp về POE
Ý nghĩa của PoE là gì?
Power over Ethernet (PoE) là một kỹ thuật truyền tải điện một chiều (DC) đến các thiết bị thông qua cáp đồng Ethernet, loại bỏ nhu cầu sử dụng nguồn điện và ổ cắm riêng. Mặc dù PoE không thêm khả năng truyền dữ liệu Ethernet, nó mở ra các lựa chọn linh hoạt hơn về cách và nơi lắp đặt các thiết bị đầu cuối Ethernet.
PoE được sử dụng để làm gì?
Power over Ethernet (PoE) được sử dụng để truyền điện năng qua cáp Ethernet xoắn đôi đến các thiết bị cần nguồn (PD – Powered Devices), như điểm truy cập không dây, camera IP, và điện thoại VoIP, bên cạnh việc truyền dữ liệu mà cáp này thường đảm nhận.
Tại sao tôi cần PoE?
PoE được sử dụng để cấp nguồn cho các thiết bị được đặt tại những vị trí không có ổ cắm điện. Nó mang lại sự tiện lợi khi chỉ cần chạy một cáp Ethernet duy nhất để vừa truyền dữ liệu vừa cấp nguồn cho thiết bị.
PoE có tốt hơn Ethernet thông thường không?
Các kết nối PoE tiêu chuẩn không cung cấp đủ công suất để hỗ trợ các thiết bị như máy tính, TV thông minh, hệ thống chơi game, và các thiết bị tiêu thụ năng lượng cao khác. Tuy nhiên, PoE rất phù hợp với các thiết bị IP nhỏ hơn, như điện thoại VoIP hoặc camera an ninh.
Tại sao PoE lại phổ biến?
Các công tắc PoE (PoE switches) có nhiều lợi ích quan trọng. Vì chúng hỗ trợ cả truyền dữ liệu và cung cấp điện năng, bạn chỉ cần một cáp Ethernet duy nhất cho mỗi thiết bị. Điều này đặc biệt hữu ích khi bạn có ít ổ cắm điện và không gian hạn chế cho việc quản lý dây cáp. Với sự hỗ trợ của các công tắc PoE, bạn có thể sắp xếp hệ thống dây cáp gọn gàng và hiệu quả hơn.
POE+ là gì?
PoE+ là PoE công suất cao hay còn gọi là chuẩn IEEE 802.3bt. Chuẩn này cho phép sử dụng bốn cặp dây với cáp Cat5 hoặc Cat6, hỗ trợ các thiết bị riêng lẻ cần công suất lên đến 90-100 W
Kết luận
PoE là một công nghệ tiện lợi, kết hợp giữa truyền tải điện năng và dữ liệu qua một cáp duy nhất. Tuy nhiên, cần xem xét các hạn chế về công suất, khoảng cách, và bảo mật để đảm bảo hiệu quả và an toàn khi sử dụng.
Xem thêm:
