運用PoE技術簡化網路架構 智慧應用 影音
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運用PoE技術簡化網路架構

  • DIGITIMES企劃

前言:乙太網路(Ethernet)可說是目前使用最廣泛的網路標準之一,尤其在OA與家庭應用的高普及性,已成為企業或個人選擇網路架構技術的首選,而乙太網路供電(Power over Ethernet;PoE)技術,可讓乙太網路不受電力供應環境樣式限制,也不會因為電力中斷即停止網路運作,可大幅提升系統架構的運作可靠度,其應用也越來越多元發展…

本文:
PoE的架構概念,與現今運行的電話系統十分近似,例如,有線電話為達到停電或不易接續電源的場合也能順利使用電話設備,即在電話線路同時傳輸終端設備所需驅動的電源,此概念轉換到目前使用廣泛的乙太網路架構中,即為PoE的概念雛型。

PoE的技術是由IEEE 802.3af工作小組,在2003年6月推動的乙太網路技術,目的在將數據與電力傳送需求,一同整合1組線路中進行傳輸,而在既有乙太網路線進行電力傳輸,即可避免為網路上每1個中介或終端設備,進行電力設置,例如,針對交換機、無線基地台、無線網路中繼強波器、IP Camera…等設備,額外設置供電變壓器、電源插座等需求。

PoE技術為安控、VoIP、IP Camera…中、低耗電的網路終端設備,提供1種更方便的資料傳輸與電源供應架構,而其布線要求僅需透過單一乙太網路線就能實現,而在新一代PoE+規範提出,其可透過PoE技術供應的電源功率大幅提升,更強化PoE應用的實用價值…

PoE技術為安控、VoIP、IP Camera…中、低耗電的網路終端設備,提供1種更方便的資料傳輸與電源供應架構,而其布線要求僅需透過單一乙太網路線就能實現,而在新一代PoE+規範提出,其可透過PoE技術供應的電源功率大幅提升,更強化PoE應用的實用價值…

PoE與PLC之比較

相對PoE技術是利用乙太網路線路傳送電力的概念,PLC(Power Line Communication;PLC)是另1種採不同概念的網路架構,是將資料傳輸需求依附在現有的電力線布線上,雖然PoE與PLC都有簡化布線的優勢,例如PoE設備可以免布電力線、而PLC的設備可免於布設網路線一般,兩者都各自減省了電力線與網路線的設置需求,但2種技術的發展後勢卻大不相同。

PoE在IEEE下建構其規範標準,但PLC的發展卻朝廠商各自發展狀態,產品間的相容度不高。PLC的發展主要由家用網路應用開始,而且在數10年前即展開相關商品化設計,目前PLC的資料傳輸速度已具備200Mbps水準,其傳輸效能也有業者嘗試朝400?700Mbps發展。

雖然電力線架設現況要比網路線更為普及,但電力線環境明顯較網路線存在更多變數,即便在偏遠地區不見得會有網路線,但一定會鋪設電力線,但PLC目前的相關應用仍因標準化現況不明確,且傳輸干擾問題考量,而電力線線材新舊也會影響資料傳輸效能,甚至當建物有裝設UPS( Unplugged Power Supply)或濾波裝置,所傳輸的資料封包極可能出現丟失問題,其網路效能往往因此受限。

PoE架構優勢與適用場合

PoE網路架構中,主要由電源供應設備(Power Sourcing Equipment;PSE)與被供電設備(Power Device Equipment;PDE)構成,而PoE屬於特殊目的存在的網路架構,即終端裝置有必要提供電源供應的應用時,才有其利用價值,且可與現有乙太網路進行整合,所以整體網路架構設計,只要採具標準規範的設備,彼此互連、共用的網路建構彈性相當高。

一般而言,若是針對IP Camera的安控網路與現有網路進行整合,先不計PoE的交換器與支援PoE的IP Camera在硬體成本較高問題,其布線與電力線配置成本,可以僅以傳統布線成本的50%即完成系統架構。而以PoE架構之安控系統,除在布線與日後維護具成本優勢外,對管理也具備其技術效益,例如,針對指定IP Camera開/關機,而IP Camera亦不受監控建物本身的電源供應狀況影響,因為其電源源自乙太網路線,自然可提供更可靠的安控品質。

D-Link DES 3528P支援PoE技術。D-Link

D-Link DES 3528P支援PoE技術。D-Link

PoE與新一代的PoE+規範

PoE為IEEE 802.3af,而PoE+為IEEE 802.3at,兩者最大的差異在於,PoE的電源供應能力,透過乙太網路線路其規範的電力傳輸極限為44?57V、350mA,電源功率為12.95W,這在部份低功率裝置應用上可能還不致於產生建構網路系統方面的困擾,因為其透過網路線提供的電源功率已能負荷其終端應用。

但對於新一代的IP Camera同時可能需要驅動鏡頭轉向機構的馬達裝置,或是維持戶外設置拍攝品質的鏡頭加熱除霧機制,這對僅有12.95W的輸出來說可能就顯得有點明顯吃緊。PoE+的IEEE 802.3at在乙太網路可傳送電壓、電流規範進行提升,其電壓為50?57V,電流規範提高近一倍,達600mA,輸出功率在PD端可取得24.48W水準,這對多數應用來說此規範已綽綽有餘。

現有設備的轉換策略

對多數企業所架構的乙太網路環境來說,可能現有網路所採行的技術並不支援PoE或PoE+技術,其實最簡便的方法是採PoE廠商開發的中跨設備(Midspan)產品,搭配現有乙太網路交換機設備,讓舊有的乙太網路交換機也能間接升級成為支援PoE功能的交換機。

目前這類PoE中跨設備,已針對網路設備、交換器的設計構型,採可安裝在機箱、配線箱/櫃的設計,可與現有交換器共同組立架構,便於日後配線與維護,其實際組裝可介於乙太網路交換器與被供電設備之間,而中跨設備亦可為被供電設備提供PoE規範的電力供應,暫時緩解導入PoE網路架構的交換機升級成本問題。

工業用PoE交換器。NTRON

工業用PoE交換器。NTRON