חברים רבים שאלו שוב ושוב האם ספק הכוח של PoE יציב? איזה כבל טוב לאספקת כוח PoE? מדוע המצלמה עדיין לא מוצגת כשהיא מופעלת על ידי מתג PoE? וכן הלאה, אלה קשורים למעשה לאובדן הכוח של ספק כוח POE, אשר מתעלמים ממנו בקלות בפרויקטים.
1、 מהו ספק כוח POE
PoE מתייחס לטכנולוגיה של אספקת חשמל DC עבור מסופים מבוססי IP מסוימים (כגון טלפונים IP, נקודות גישה לרשת מקומית אלחוטית APs, מצלמות רשת וכו') ללא כל שינויים ב-Ethernet Cat הקיים. 5 תשתית כבלים.
טכנולוגיית PoE יכולה להבטיח את האבטחה של כבלים מובנים קיימים תוך הבטחת פעולה תקינה של רשתות קיימות, תוך מזעור עלויות.
מערכת PoE שלמה כוללת שני חלקים: התקן הקצה של ספק הכוח והתקן הקצה המקבל.
ציוד אספקת חשמל (PSE): מתגי Ethernet, נתבים, רכזות או התקני מיתוג רשת אחרים התומכים בפונקציונליות POE.
התקן קליטת חשמל (PD): במערכת הניטור מדובר בעיקר במצלמת רשת (IPC).
2、 תקן אספקת חשמל POE
לתקן הבינלאומי העדכני ביותר IEEE802.3bt יש שתי דרישות:
הסוג הראשון: אחד מהם דורש מה-PSE להשיג הספק מוצא של 60W, עם הספק שמגיע להתקן המקלט של 51W (כפי שמוצג בטבלה למעלה, זה הנתונים הנמוכים ביותר), ואיבוד הספק של 9W.
השיטה השנייה מחייבת את ה-PSE להשיג הספק מוצא של 90W, כאשר הספק של 71W מגיע למכשיר המקבל ואיבוד הספק של 19W.
מהסטנדרטים הנ"ל ניתן לראות שככל שהספק גדל, אובדן הכוח אינו פרופורציונלי לאספקת החשמל, אלא עולה. אז איך ניתן לחשב את אובדן ה-PSE ביישומים מעשיים?
3、 אובדן אספקת חשמל POE
אז בואו נסתכל תחילה כיצד פיזיקה של חטיבת הביניים מחשבת את אובדן כוח החוט.
חוק ג'ול הוא חוק שמסביר באופן כמותי את ההמרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיה תרמית על ידי הולכת זרם.
התוכן הוא: החום שנוצר מהזרם העובר דרך המוליך הוא פרופורציונלי להספק הריבועי של הזרם, להתנגדות המוליך ולזמן החשמול. כלומר, צריכת כוח האדם שנוצרה בתהליך החישוב.
ביטוי מתמטי של חוק ג'ול: Q=I ² Rt (ישים על כל המעגלים), כאשר Q הוא אובדן ההספק P, I הוא הזרם, R הוא ההתנגדות, ו-t הוא הזמן.
בשימוש מעשי, כאשר PSE ו-PD פועלים בו זמנית, ההפסד אינו תלוי בזמן. המסקנה היא שבמערכת POE, כוח ההפסד של כבל הרשת עומד ביחס ישר להספק הריבועי של הזרם ובפרופורציונלי ישר לגודל ההתנגדות. במילים פשוטות, על מנת להפחית את צריכת החשמל של כבל הרשת, עלינו לנסות להפחית ככל האפשר את זרם החוט ואת ההתנגדות של כבל הרשת. המשמעות של הפחתת הזרם חשובה במיוחד.
אז בואו נסתכל על הפרמטרים הספציפיים של תקנים בינלאומיים:
בתקן IEEE802.3af, ההתנגדות של כבל הרשת היא 20 Ω, מתח המוצא הנדרש של PSE הוא 44V, הזרם הוא 0.35A והספק ההפסד P=0.35 * 0.35 * 20=2.45W.
באופן דומה, בתקן IEEE802.3at, ההתנגדות של כבל הרשת היא 12.5 Ω, המתח הנדרש הוא 50V, הזרם הוא 0.6A, והספק ההפסד P=0.6 * 0.6 * 12.5=4.5W.
אין בעיה להשתמש בשיטת חישוב זו עבור שני התקנים. אבל כשמדובר בתקן IEEE802.3bt, לא ניתן לחשב אותו כך. אם המתח הוא 50V וההספק כדי להגיע ל-60W צריך להיות זרם של 1.2A, אז הספק ההפסד הוא P=1.2*1.2*12.5=18W. בהפחתת ההפסד, ההספק להגיע למכשיר PD הוא 42W בלבד.
4、 סיבות לאובדן חשמל ב-POE
אז מה בדיוק הסיבה?
הדרישה בפועל של 51W מופחתת ב-9W של אנרגיה חשמלית. אז מה בדיוק גרם לטעות החישוב.
ציוד אספקת חשמל (PSE): מתגי Ethernet, נתבים, רכזות או התקני מיתוג רשת אחרים התומכים בפונקציונליות POE.
התקן קליטת חשמל (PD): במערכת הניטור מדובר בעיקר במצלמת רשת (IPC).
2、 תקן אספקת חשמל POE
לתקן הבינלאומי העדכני ביותר IEEE802.3bt יש שתי דרישות:
הסוג הראשון: אחד מהם דורש מה-PSE להשיג הספק מוצא של 60W, עם הספק שמגיע להתקן המקלט של 51W (כפי שמוצג בטבלה למעלה, זה הנתונים הנמוכים ביותר), ואיבוד הספק של 9W.
השיטה השנייה מחייבת את ה-PSE להשיג הספק מוצא של 90W, כאשר הספק של 71W מגיע למכשיר המקבל ואיבוד הספק של 19W.
מהסטנדרטים הנ"ל ניתן לראות שככל שהספק גדל, אובדן הכוח אינו פרופורציונלי לאספקת החשמל, אלא עולה. אז איך ניתן לחשב את אובדן ה-PSE ביישומים מעשיים?
3、 אובדן אספקת חשמל POE
אז בואו נסתכל תחילה כיצד פיזיקה של חטיבת הביניים מחשבת את אובדן כוח החוט.
חוק ג'ול הוא חוק שמסביר באופן כמותי את ההמרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיה תרמית על ידי הולכת זרם.
התוכן הוא: החום שנוצר מהזרם העובר דרך המוליך הוא פרופורציונלי להספק הריבועי של הזרם, להתנגדות המוליך ולזמן החשמול. כלומר, צריכת כוח האדם שנוצרה בתהליך החישוב.
ביטוי מתמטי של חוק ג'ול: Q=I ² Rt (ישים על כל המעגלים), כאשר Q הוא אובדן ההספק P, I הוא הזרם, R הוא ההתנגדות, ו-t הוא הזמן.
בשימוש מעשי, כאשר PSE ו-PD פועלים בו זמנית, ההפסד אינו תלוי בזמן. המסקנה היא שבמערכת POE, כוח ההפסד של כבל הרשת עומד ביחס ישר להספק הריבועי של הזרם ובפרופורציונלי ישר לגודל ההתנגדות. במילים פשוטות, על מנת להפחית את צריכת החשמל של כבל הרשת, עלינו לנסות להפחית ככל האפשר את זרם החוט ואת ההתנגדות של כבל הרשת. המשמעות של הפחתת הזרם חשובה במיוחד.
אז בואו נסתכל על הפרמטרים הספציפיים של תקנים בינלאומיים:
בתקן IEEE802.3af, ההתנגדות של כבל הרשת היא 20 Ω, מתח המוצא הנדרש של PSE הוא 44V, הזרם הוא 0.35A והספק ההפסד P=0.35 * 0.35 * 20=2.45W.
באופן דומה, בתקן IEEE802.3at, ההתנגדות של כבל הרשת היא 12.5 Ω, המתח הנדרש הוא 50V, הזרם הוא 0.6A, והספק ההפסד P=0.6 * 0.6 * 12.5=4.5W.
אין בעיה להשתמש בשיטת חישוב זו עבור שני התקנים. אבל כשמדובר בתקן IEEE802.3bt, לא ניתן לחשב אותו כך. אם המתח הוא 50V וההספק כדי להגיע ל-60W צריך להיות זרם של 1.2A, אז הספק ההפסד הוא P=1.2*1.2*12.5=18W. בהפחתת ההפסד, ההספק להגיע למכשיר PD הוא 42W בלבד.
4、 סיבות לאובדן חשמל ב-POE
אז מה בדיוק הסיבה?
הדרישה בפועל של 51W מופחתת ב-9W של אנרגיה חשמלית. אז מה בדיוק גרם לטעות החישוב.
ניתן לראות שככל שהכבל טוב יותר, ההתנגדות קטנה יותר, לפי הנוסחה Q=I ² Rt, כלומר אובדן החשמל בתהליך אספקת החשמל הוא הקטן ביותר, ולכן יש צורך להשתמש בכבלים טוֹב. מומלץ להשתמש בכבלים מקטגוריה 6 כאופציה בטוחה יותר.
כפי שהזכרנו לעיל, נוסחת אובדן הספק, Q=I ² Rt, על מנת למזער את ההפסד בין מסוף אספקת החשמל של PSE לציוד המקבל PD, נדרשים הזרם וההתנגדות המינימליים כדי להשיג את הביצועים הטובים ביותר לאורך כל ההספק תהליך אספקה.
עקוב אחר CF FIBERLINK כדי ללמוד עוד על ידע באבטחה!!! מוקד שירות גלובלי: 86752-2586485
זמן פרסום: 30 במאי 2023