Yıllar önce, birisi güç ve veri iletişimini bükümlü bir çift kabloda birleştirme fikrini ortaya attı ve Ethernet Üzerinden Güç (PoE) doğdu. Aradan geçen yıllarda, aynı kablo üzerinden güç ve veri sağlayan ve tüketen çok sayıda cihaz piyasaya sürüldü ve her zaman daha fazlası devreye girdi.

Çoğu durumda, PoE kullanmak, bir AC prizine olan ihtiyacı ortadan kaldırarak, bu tekrarlı çalıştırmanın maliyetini ve işçiliğini ortadan kaldırır. Ayrıca, cihaz için ayrı güç kaynağını ortadan kaldırabilir, bu da daha az arıza noktası anlamına gelir. Ve PoE daha düşük, daha güvenli gerilim kullandığında, hattan güç alan cihazların gerektirdiği kanal ve elektrik kutuları gibi gereksinimlere ihtiyaç duyulmaz.

Bir PoE devresi üç bölümden oluşur:

• Gücü, veri sinyalleriyle aynı kablolamaya veren Güç Kaynağı Ekipmanı (PSE). Bu, genel olarak bir anahtardır veya anahtarın güç sağlayamadığı durumlarda kullanılan bir orta açıklık enjektörü de olabilir.
• Hem verileri hem de veri sinyallerini taşıyan kablolama. PoE için IEEE standartları, iki veya dört çift bükümlü kablolama sistemleri
• PSE tarafından sağlanan güç tüketen Powered Device (PD)

 

Şekil 1. Temel PoE tasarımı ve terminolojisi

PoE'nin IEEE standart uygulamalarında, güç yalnızca PD tarafından talep edildikten sonra PSE tarafından sağlanır. PD'nin bağlantısı kesilirse, PSE gücü kesecektir. Bu, PoE'yi her zaman çıkışta bulunan tipik AC gücünden çok daha güvenli hale getirir. PoE ayrıca daha düşük bir voltaj kullanır: 43 ile 57 Vdc.

İlk PoE standardı 802.3af, 2003 yılında kabul edildi ve iki çift üzerinden 15,4 watt'a kadar güç sağladı. 2005 yılında kabul edilen 802.3at ("PoE+" olarak da bilinir) 30 W'a kadar destekledi. Cisco, "Evrensel PoE"yi (UPOE) dört çiftin tümünü kullanarak geliştirdi ve maksimum gücü 60 W'a çıkardı. Eylül 2018'de kaynak gücünü 90 W'a kadar artırdı ve 802.3bt IEEE tarafından onaylandı.

 

Şekil 2: PoE sınıfları, türleri ve standartları.

Başarılı bir PoE uygulaması üç adımlı bir süreçtir:

1. Ekipman seçimi

2. Kablo sertifikası

3. Kurulum ve sorun giderme

Her adımda nelerin gerekli olduğuna bakalım.

1. Ekipman Seçimi

PoE büyük bir fırsat sağlarken, standardizasyonla ilgili önemli bir sorun vardır. “PoE” terimi kayıtlı değildir ve herhangi bir satıcı PoE yetenekleri talep edebilir. Şu anda onaylanmış üç adet 02.3af ve at) ve bir taslak (802.3bt) IE IEEE standardı bulunmaktadır.

Bu standartlar, dört konfigürasyon aracılığıyla sunulabilen sekiz farklı watt seviyesi veya sınıfı tanımlar: Tip 1 ve iki çift kullanan 2 ve dört çift kullanan Tip 3 ve 4. Ayrıca satıcılar, Cisco'nun Evrensel PoE (UPOE) yanı sıra PoE+ ve PoE++ gibi bazı terimleri benimsemiştir. Ve bu yaklaşımların tümü üç IEEE standardına uysa da, standartların dışında kalan diğer PoE uygulamalarını yaratan satıcılarla ilgili daha fazla kafa karışıklığı yaratmaktadır. Örneğin, "pasif" PoE uygulamaları, PSE ve PD arasında tartışılmaz bir güç sağlar. Diğer uygulamalar, güç seviyelerini LLDP protokolünden daha yüksek seviyelere taşır. Alandaki teknisyenler ve hatta tasarımcıların bile neyin neyle çalışacağı konusunda çabucak kafaları karışabilir.

Ethernet Alliance Certification Program

Bu karışıklığı ortadan kaldırmak ve birlikte çalışabilirliği geliştirmek için, aşağıdakileri temsil eden üreticilerin bir konsorsiyumu olan Ethernet Alliance PSE anahtarlama ekipmanının yüzde doksanının sağlayıcıları, bir PoE Sertifikasyon Programı duyurdu. Bu program, ürünlerinin diğer IEEE-802.3 tabanlı PoE çözümleriyle birlikte çalışabilirlik için sertifikalandırılması için metodoloji sağlar ve bu tür ürünlerin basit bir şekilde etiketlenmesini sağlar

Ürünlerin sertifikalandırılması, onaylanmış ekipman kullanılarak kesin olarak tanımlanmış bir süreçle tanımlanır. Bu, üreticiler veya New Hampshire Üniversitesi Birlikte Çalışabilirlik Laboratuvarı (UNH-IOL) gibi üçüncü taraflar tarafından yapılabilir. Hem PSE hem de PD ekipmanı sertifikalı olabilir. Bu titiz süreci geçen ekipman, gösterildiği gibi EA onaylı işaretlerle etiketlenebilir.

PoE ekipmanı tasarımcıları veya kurulumcuları, uyumluluğu belirlemek için PSE ve PD üzerindeki işaretleri kolayca karşılaştırabilir. PSE derecesi, PD'nin gereksinimlerine eşit veya daha yüksekse, işlevsellik sağlanır.

Şekil 3. Ethernet Alliance işaretleri için Elektrikli Cihazlar (solda) ve Güç Kaynağı Ekipmanları (sağda).

2. Kablo Sertifikalandırma

PoE, standart kategori bükümlü çift yapısal kablolama üzerinden çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Ancak, bu yüksek güçlü sinyalleri bir kabloya eklemek yüksek hızlı veri taşımak, kablolamaya bazı ek gereksinimler getirir.

İlk olarak, kablonun toplam direnci düşük olmalıdır. Çok yüksekse, güç PSE ve PD arasında dağılır ve PD yeterli gücü alamayacaktır.

İkincisi, PoE, iki veya dört çifte ortak mod voltajı uygulanarak iletilir; bu, akımın iki veya dört iletken arasında eşit olarak bölündüğü anlamına gelir. Bunun olması için, çiftteki her bir iletkenin DC direncinin dengelenmesi /eşit olması gerekir ve herhangi bir fark DC direnç dengesizliği olarak adlandırılır. Çok fazla dengesizlik veri sinyallerini bozarak bit hatalarına, yeniden aktarımlara ve hatta çalışmayan veri bağlantılarına neden olabilir.

Üçüncüsü, Tip 3 ve 4 uygulamalarında artık endişelenmeniz gereken her bir çiftteki DC direnç dengesizliği değildir. Birden fazla çift arasındaki aşırı DC direnci dengesizliği, veri iletiminde hasara yol açabilir veya PoE'nin durmasına neden olabilir.

IEEE, bu direnç ölçümlerinin önemini fark etmiş ve 802.3 standardında bir çift içinde döngü direnci ve direnç dengesizliği için gereksinimleri dahil etmiştir. Telekomünikasyon Sanayicileri Derneği de, ANSI/TIA 568.2-D'de dahil olmak üzere.

Ne yazık ki, çoğu kurulum, bu ölçümleri yalnızca isteğe bağlı olarak içeren saha testi standardı TIA 1152-A kullanılarak sertifikalandırılmıştır. Bireysel iletkenlerin IDC'lere düzgün ve tutarlı bir şekilde oturmadığı tutarsız sonlandırmalar DC direnç dengesizliğine neden olabilir. Bu nedenle, bir satıcının kablosunda bir DC direnç dengesizliği spesifikasyonu görebilirken, kurulumdan sonra DC direnci dengesizlik performansını sağlamanın gerçekten tek yolu saha testidir.

Bu direnç ölçümlerini içeren bir kablo sertifika test cihazı (Fluke Networks DSX CableAnalyzer™ Serisi gibi) kullanmak, bir çift içinde DC direnç dengesizliğini hızlı ve kolay bir şekilde test etmenize olanak tanır ve böylece dağıttığınız kablo tesisinin iki ve dört çiftli PoE uygulamalarında çalışacağından emin olabilirsiniz.

Şekil 4. Çiftler arası direnç dengesizlik sonuçlarının versiv görüntüsü

3. Kurulum ve Sorun Giderme

PSE'nin kapasitesinin ve PD'nin gereksinimlerinin bilinmesi, kurulumu ve sorun gidermeyi çok daha basit hale getirir.

Ne yazık ki, gerçek dünyada, PoE destekli cihazları destekleyen teknisyenlerin bu bilgilere erişimi olmayabilir. EA Sertifikalı bir PD'nin gereksinimlerini kolayca kontrol edebilirler, ancak çoğu durumda teknoloji PSE'den oldukça uzakta çalışır, bu yüzden switch’in özelliklerini öğrenmek için telekomünikasyon dolabına veya veri merkezine uzun bir mesafeyle karşı karşıya kalabilirler. Ardından, PD'lerine hangi kablonun gittiğini bulmak durumunda kalırlar. Çoğu durumda, PSE'ye erişimleri olmayabilir ve bunu öğrenmek için BT ekibiyle iletişime geçmeleri gerekebilir. Bir teknisyen, kabloyu takip ederek ve switch’e erişerek yarım gününü boşa harcayabilir.

Fluke Networks'ün MicroScanner PoE'si, bu sorunu çözmek ve teknoloji saatlerinde yaşanan sıkıntılardan kurtulmak için tasarlanmıştır. MicroScanner PoE'yi kabloya takmanız yeterlidir ve bir PSE'ye bağlıysa, bağlantıda mevcut güç sınıfını (0-8) gösterecektir. Teknoloji daha sonra bunu PD'nin gereksinimleriyle karşılaştırabilir ve yeterli gücün mevcut olup olmayacağını bilir.

MicroScanner PoE, diğer birçok yönden teknoloji için çok değerlidir. 10 Gbps'ye kadar olan bağlantı noktasının hızını belirleyecektir. Yavaş bir bağlantı noktası, bir erişim noktasının veya kameranın performansını sınırlayabilir. Eğer kablo hasar görmüşse, her bir kablo çiftinin uzunluğunu, olası kopmalarını veya diğer arızalarını gösterir. Kablolar da çıkarılabilir veya yanlış yönlendirilebilir – MicroScanner PoE, kabloyu izlemek için bir ton kaynağı görevini görür. Tanımlayıcılar, nereye gittiklerini belirlemek için uzak kablolara bağlanabilir.

Doğru ekipmanı seçin, kablonun kapasitesini doğrulayın ve ardından teknisyeninizin kurulumu kontrol edip sorunları giderebildiğinden emin olun, bu sayede PoE projeniz   sorunsuz bir şekilde ilerleyecektir.

Şekil 5. MicroScanner PoE, PSE tarafından sunulan gücü ve ağın hızını algılayabilir ve bir dizi kablo test özelliği içerir.