บทความนี้เราจะมาทำความรู้จักเทคโนโลยี PoE กัน ว่ามัน คือ อะไร มีหลักการทำงานอย่างไร มีกี่ชนิด และมีประโยชน์กับการใช้งานอุปกรณ์ต่างๆ อย่างไรบ้าง
PoE คือ อะไร
PoE (Power over Ethernet) คือ เทคโนโลยีด้านเครือข่ายอย่างหนึ่งที่ถูกนำมาใช้เพื่อการจ่ายไฟ (DC) ให้กับอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่รองรับการจ่ายไฟด้วย PoE ซึ่งเทคโนโลยีนี้ จะเป็นการจ่ายไฟผ่านสายเคเบิลโดยอุปกรณ์ที่เรียกว่า Switch ผ่านช่องการเชื่อมต่อ Ethernet (LAN)
Switch PoE คืออะไร
PoE Switch คือ อุปกรณ์ Network ที่มีไว้เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายในเครือข่ายเดียวกัน (LAN) ซึ่งจุดที่ทำให้ PoE Switch พิเศษมากกว่า Network Switch คือความสามารถในการจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ในเครือข่ายได้ เพราะโดยทั่วไปผู้ใช้ส่วนมากมักเข้าใจว่าพอร์ตการเชื่อมต่อ RJ-45 นั้น ใช้สำหรับการส่งข้อมูล Ethernet เพียงอย่างเดียว แต่สำหรับ PoE Switch นั้นพอร์ต RJ-45 นอกจากจะใช้เป็นพอร์ตสำหรับรับ – ส่งข้อมูลภายในเครือข่ายเดียวกันแล้ว ยังถูกใช้เป็นเป็นพอร์ตสำหรับรับ – จ่ายไฟได้ด้วยเช่นกัน
ใช้กับอุปกรณ์อะไรได้บ้าง
ในปัจจุบันเทคโนโลยี PoE ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย ทั้งใน VoIP, กล้องวงจรปิด, กล้อง IP, Access Point, อุปกรณ์ IoT หรือแม้กระทั่งใน Desktop หรือ Server ก็เริ่มมีการรองรับการรับพลังงานด้วย PoE มากขึ้นด้วยปัจจัยหลายอย่าง
ตัวอย่างอุปกรณ์ที่รองรับ PoE
อุปกรณ์กระจายสัญญาณ (Access Point) ก็เป็นอีกอุปกรณ์ที่ได้ประโยชน์จากเทคโนโลยี PoE โดยมันทำหน้าที่รับสัญญาณอินเทอร์เน็ตจากผู้ให้บริการผ่าน Router Switch หรือรับสัญญาณจากอุปกรณ์กระจายสัญญาณ (Access Point) เพื่อขยายขอบเขตของสัญญาณเพื่อให้การเชื่อมต่อไร้สายครอบคลุมพื้นที่มากขึ้น
หลักการทำงานของ PoE
PoE (Power over Ethernet) ใช้หลักการรับ – ส่งข้อมูล และพลังงานไฟฟ้าโดยผ่านตัวกลาง คือ สายเคเบิล (RJ-45) เพียงเส้นเดียว โดยมีหลักการทำงานดังนี้
- PSE (Power Sourcing Equipment) อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์อื่น เช่น PoE Switch หรือ PoE Injector ที่ทำหน้าเป็นตัวกลาง (ในกรณีที่สวิตช์ที่มีอยู่ไม่ได้เป็น PoE Switch)
- PD (Power Device) อุปกรณ์ที่รับพลังงานจาก PSE เช่น กล้องวงจรปิด, โทรศัพท์ VoIP หรือ Laptop เป็นต้น
- Detection and Classification หรือกระบวนการตรวจสอบ โดย PSE จะตรวจสอบว่าอุปกรณ์ปลายทางรองรับ PoE หรือไม่ หลังจากตรวจสอบพบว่าอุปกรณ์ PD รองรับ PoE จะทำการระบุประเภทและระดับพลังงานที่อุปกรณ์นั้นต้องการ
- PSE จ่ายไฟให้กับ PD ผ่านสายสัญญาณ Ethernet (PSE จะจ่ายพลังงานในระดับที่ต่างกัน ขึ้นอยู่กับมาตรฐานที่ใช้)
- ในขณะที่ PSE จ่ายพลังงาน สาย RJ-45 ยังทำหน้าที่ส่งข้อมูลด้วย (ใน Gigabit Ethernet ส่งพลังงานและข้อมูลแบบ 2 ทิศทาง)
วิธีการเชื่อมต่อสาย PoE
เชื่อมต่ออุปกรณ์ต้นทางกับปลายทางเข้ากับอุปกรณ์สวิตช์ เช่น เชื่อมต่อสวิตช์กับต้นทาง (เช่น กล่องบันทึกภาพจากกล้องวงจรปิด (NVR)) เข้ากับสวิตช์ จากนั้นเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ปลายทาง (เช่น กล้องวงจรปิด) ที่รองรับการจ่ายไฟด้วย PoE จากนั้นเสียบปลั๊กที่สวิตช์ และ NVR เพื่อเริ่มการทำงาน
ตัวอย่างการเชื่อมต่อ PoE และใช้งาน PoE
PoE มีกี่ชนิด ต่างกันยังไง
มาตรฐาน PoE มีด้วยกันหลากหลายชื่อ แต่สิ่งที่เหมือนกัน คือ การให้พลังงานแบบ PoE นั้น จะยึดตามมาตรฐาน IEEE 802.3 เป็นเทคโนโลยีที่มาสนับสนุน IEEE 802.1 (ประสิทธิภาพ และความปลอดภัยของการเชื่อมต่อแบบ Ethernet)
IEEE 802.3 จัดอยู่ในกลุ่มมาตรฐานด้านพลังงานที่อยู่ในชั้น Physical และ ชั้น Data Link อ้างอิงจากพลังงานที่สามารถจ่ายได้สูงสุดต่อพอร์ต ส่วนมากจะรู้จักในชื่อ PoE และ PoE+ ใช้การเข้าสายแบบ Twisted-pair Ethernet ซึ่งอนุญาตให้สายเคเบิล 1 เส้นจ่ายได้ทั้งการเชื่อมต่อข้อมูล และเพียงพอต่อการจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์เครือข่าย
แต่นอกจาก 2 มาตรฐานนี้ ยังมี PoE++, UPoE และ UPoE+ ซึ่งแต่ละมาตรฐานเหมือน และแตกต่างกันอย่างไร มาดูกัน
การจ่ายพลังงานผ่านสาย UTP (CAT 5e ขึ้นไป)
PoE
PoE ใช้มาตรฐานแบบ IEEE 802.3af (Type 1) มาตรฐาน IEEE 802.3af นั้น สามารถให้พลังงานได้สูงสุดที่ 15.4 วัตต์ต่อพอร์ต โดยส่วนมากใช้กับอุปกรณ์ VoIP
PoE+
PoE+ ใช้มาตรฐานแบบ IEEE 802.3at (Type 2) ให้พลังงานสูงสุดที่ 30 วัตต์ต่อพอร์ต
PoE++
PoE++ เป็น Power over Ethernet รุ่นที่ 3 ใช้มาตรฐานแบบ IEEE 802.3bt ในมาตรฐานนี้สามารถแบ่งเป็นประเภทย่อยได้อีก 2 ประเภท คือ IEEE 802.3bt (Type 3) ให้พลังงานสูงสุดที่ 60 วัตต์ต่อพอร์ต และ IEEE 802.3bt (Type 4) ให้พลังงานสูงสุดที่ 90 วัตต์ ใช้กับอุปกรณ์จอภาพ, อุปกรณ์ VDO Conference
นอกจาก PoE++ แล้ว ยังมีสิ่งที่เรียกว่า UPoE อีกด้วย ซึ่ง UPoE ย่อมาจาก Universal Power over Ethernet ถูกพัฒนาโดยบริษัท Cisco มีความสามารถในระดับเดียวกับ PoE++ (Type 3) ที่มีพลังงานที่ PoE Switch สูงถึง 60 วัตต์ และในบางครั้งก็เรียก UPoE ว่า PoE++ ด้วยเช่นกัน สรุปคือ UPoE และ UPoE+ ก็ คือ PoE++
| มาตรฐาน | PoE (Type 1)
IEEE 802.3af |
PoE+ (Type 2)
IEEE 802.3at |
PoE++ (Type 3)
IEEE 802.3bt |
PoE++ (Type 4)
IEEE 802.3bt |
| พลังงานที่อุปกรณ์รับพลังงาน (PD) | 12.95 วัตต์ | 25.50 วัตต์ | 51 วัตต์ | 71.3 วัตต์ |
| พลังงานสูงสุดที่อุปกรณ์ให้พลังงาน (PSE) | 15.4 วัตต์ | 30 วัตต์ | 60 วัตต์ | 90 วัตต์ |
| Voltage Range ที่อุปกรณ์รับพลังงาน (PD) | 37-57V | 42.5-57V | 42.5-57V | 41.1-57V |
| Voltage Range ที่อุปกรณ์ให้พลังงาน (PSE) | 44-57V | 50-57V | 50-57V | 52-57V |
| Twisted Pair | 2 pair | 2 pair | 2 or 4 pair | 4 pair |
| Cable Supported | CAT 3 or better | CAT 5 or better | CAT5 or better | CAT5 or better |
ตารางเปรียบเทียบสเปคของ PoE ชนิดต่างๆ
PoE ใช้สายคู่ไหน
นอกการจากการเลือกซื้อ PoE Switch แล้ว ยังต้องเลือกซื้อสายที่เหมาะกับ PoE Switch นั้น ๆ ด้วย ดูความเข้ากันระหว่างสายที่มีอยู่ และสวิชต์สามารถใช้ด้วยกันได้หรือไม่ ซึ่งในปัจจุบัน สาย Ethernet ที่มีตามบ้าน ออฟฟิศ หรืออุตสาหกรรมต่าง ๆ ส่วนมากก็เป็นสายที่สามารถใช้กับ PoE Switch ได้อยู่แล้ว ซึ่งสายที่สามารถใช้กับ PoE Switch ได้ คือ Ethernet Cable ที่มีการเข้าสายแบบ Twisted Pair ตั้งแต่ CAT 3 ขึ้นไป
สัญญาณที่ใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ PSE และ PD คือ UTP Cable หรือสาย LAN ที่รู้จักในชื่อสาย LAN ซึ่งจะเรียกแบ่งเป็นประเภทย่อยว่า CAT แต่ละคู่สายจะมีความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลที่ต่างกัน ดังนี้
ตารางเปรียบเทียบ UTP Cable แต่ละประเภท
Ethernet Cable ที่นิยมใช้มากที่สุดในปัจจุบันจะเป็นสาย CAT 5e เป็นสายสัญญาณที่รับ – ส่งข้อมูลได้ที่ 1 กิกะบิต (Gigabit Ethernet) ทั้งยังมีความสามารถในการถ่ายโอนพลังงานได้ด้วย (ทั้งนี้ทั้งนั้นก็ต้องดูที่อุปกรณ์จ่ายพลังงาน หรือ PSE ด้วยว่ารองรับการจ่ายไฟแบบ PoE หรือไม่)
ตารางการจับคู่ของสายสัญญาณ Ethernet ตามมาตรฐาน IEEE802.3af
จากรูปที่ 1จะเห็นได้ว่ามี Pin ที่ 4-5 และ 7-8 เป็น Pin ที่จับคู่กับสายสัญญาญสีเดียวกัน อุปกรณ์ PSE จะแปลงไฟจาก AC เป็น DC ส่งผ่านสาย UTP ซึ่งในยุคแรกเริ่มสำหรับเทคโนโลยี PoE นั้นจะจ่ายผ่านสายคู่ที่ไม่มีการรับ – ส่งสัญญาณข้อมูลซึ่งก็คือ Pin คู่ที่ 4-5 และ 7-8
การจัดเรียง Twisted pair แบบ Crossover (คู่สายแรกของ Ethernet)
ประโยชน์ของการใช้ Switch PoE
การจ่ายไฟด้วยเทคโนโลยี PoE (Power over Ethernet) ข้อดีด้วยกันหลายประการ คือ เรื่องของความปลอดภัย และความสะดวกในการเชื่อมต่อในกรณีที่อุปกรณ์รับไฟอยู่นอกตัวอาคารที่ไม่ได้มีการเคลื่อนย้ายไปไหน (เช่น กล้องวงจรปิด CCTV, อุปกรณ์ IoT) ซึ่งห่างไกลจากปลั๊กไฟ การรับไฟผ่าน PoE นั้นย่อมทำได้ง่าย และสะดวกมากกว่าการต่อปลั๊กพ่วงเพื่อเปิดการใช้งานอุปกรณ์
คลิปอธิบายเกี่ยวกับ PoE โดย Cisco
Add In Business
จำหน่าย
อุปกรณ์ไอที
ราคาถูก
ภายใต้บริษัท แอด อิน บิซิเนส จำกัด ตัวแทนจำหน่าย
ได้รับการแต่งตั้งโดยตรงจากแบรนด์ชั้นนำ
ราคา พิเศษ ส่งฟรี
สนใจสั่งซื้อหรือสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติม สามารถติดต่อได้ที่หน้า Contact
หรือ
สรุป
ในการเลือกซื้อสวิตช์เพื่อใช้ในการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่รองรับ PoE ควรดูปัจจัยต่างๆ คือ ความเข้ากันได้ของการจ่ายไฟ และรับไฟของอุปกรณ์ เนื่องจากการเลือกซื้อสวิตช์ที่มีกำลังจ่ายไฟน้อยกว่าอุปกรณ์รับพลังงานอาจจะทำให้อุปกรณ์ทำงานได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ เช่น กล้องวงจรปิดที่สามารถแพลนกล้องได้รองรับการรับไฟแบบ PoE+ แต่สวิตช์เป็นแบบ PoE อาจทำให้ความสามารถของอุปกรณ์ลดลงเนื่องจากกำลังไฟไม่เพียงพอต่อความต้องการของอุปกรณ์ทำให้กล้องไม่สามารถแพลนนิ่งได้ และในการเชื่อมต่อกับสาย LAN ความยาวของสายก็มีผลต่อประสิทธิภาพการจ่ายไฟเช่นกัน ความยาวที่แนะนำไม่ควรเกิน 100 เมตรตามที่มาตรฐาน IEEE แนะนำ แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นความสามารถในการจ่ายไฟขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ทั้งคุณภาพของสาย LAN รวมไปถึงสภาพแวดล้อมของภายนอกด้วย
Facebook Inbox : https://goo.gl/9wo8oL
Hotline : 063-819-7299
โทร : 02-713-2261
Line@ : @addinonline
Email : [email protected]
ผู้เขียน
Sasithorn Sri.
จากเด็กวิทย์-คอม ที่คลุกคลีอยู่ในวงการไอที อยากบอกเล่าการเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีที่ไม่เคยหยุดนิ่ง