Apa itu PoE dalam jaringan: standar, daya, dan penggunaan praktis

Power over Ethernet, atau PoE, adalah ide brilian yang memungkinkan satu kabel jaringan untuk membawa data dan daya secara bersamaan. Dalam praktiknya, ini berarti lebih sedikit kabel yang berantakan, lebih sedikit stopkontak yang tersebar di langit-langit atau dinding, dan, yang terpenting, instalasi yang jauh lebih cepat. Dengan PoE, satu kabel Ethernet menghubungkan dan memberi daya pada kamera IP, titik akses Wi-Fi, telepon VoIP, atau sensor. tanpa harus mencari stopkontak di dekatnya.

Teknologi ini distandarisasi oleh IEEE, dengan keluarga 802.3af (PoE), 802.3at (PoE+) dan 802.3bt (PoE++ atau Hi-PoE), yang memastikan bahwa peralatan dari produsen berbeda berbicara dalam bahasa yang sama dan menegosiasikan daya secara aman. Hasilnya adalah jaringan yang lebih bersih, lebih fleksibel, dan lebih mudah diperluas., dengan batasan Ethernet “klasik”: 100 meter per bagian kabel.

Apa sebenarnya Power over Ethernet (PoE)?

PoE adalah fitur jaringan yang menambahkan daya ke infrastruktur LAN standar. Daya disuplai oleh perangkat catu daya (PSE, seperti sakelar atau injektor PoE) dan diterima oleh perangkat yang diberi daya (PD, seperti kamera IP, Wi-Fi AP, atau telepon VoIP). Kuncinya adalah makanan dinegosiasikan secara otomatis: Jika perangkat tidak kompatibel, tidak ada tegangan yang diterapkan padanya, sehingga menghindari kerusakan.

Standar ini dirancang untuk memastikan bahwa pengiriman daya tidak menurunkan lalu lintas data atau mengurangi jangkauan jaringan. PoE juga memfasilitasi penggunaan UPS terpusat di pusat data atau rak: Jika listrik padam, perangkat yang terhubung PoE tetap beroperasi karena mereka berbagi sumber terlindungi yang sama.

• Catu daya pintar: PSE mendeteksi PD, menegosiasikan kelas dayanya, dan memungkinkan penghentian atau penyalaan ulang peralatan dari jarak jauh melalui manajemen (misalnya, SNMP).
• Satu instalasi, satu kabel: data + daya melalui kabel yang sama, tanpa colokan lokal dan dengan penempatan di atap atau ruang tanpa soket.
• Biaya lebih rendah dan lebih sedikit pekerjaan: : tidak diperlukan saluran listrik tambahan atau modifikasi kelistrikan untuk setiap perangkat.
• Kompatibilitas dengan peralatan yang ada: Dimungkinkan untuk mencampur PD PoE dengan perangkat non-PoE; perangkat non-PoE hanya menerima data dan PSE tidak memberikan tegangan apa pun kepada keduanya.

Standar IEEE: PoE, PoE+, dan PoE++ (Hi‑PoE)

Keluarga IEEE 802.3 mendefinisikan daya dan kompatibilitas. Secara kasar, berikut ini yang dapat Anda harapkan per port: 802.3af (PoE) memberikan 15,4 W di PSE, memastikan 12,95 W di PD; 802.3at (PoE+) naik hingga 30W pada PSE, dengan minimum 25,5 W di akhir; dan 802.3bt (PoE ++) menambahkan dua tipe: Tipe 3 (hingga 60W pada PSE, ~51W dapat digunakan) dan Tipe 4 (hingga 100W pada PSE, ~71,3W pada PD).

Kompatibilitasnya menurun: PSE PoE+ dapat memberi daya pada PD PoE atau PoE+, dan PSE PoE++ dapat memberi daya pada PD generasi lama. Dalam praktiknya, banyak switch tidak memaksimalkan total anggaran untuk semua port-nya sekaligus, sehingga Disarankan untuk menghitung anggaran daya berdasarkan armada PD yang sebenarnya untuk menghindari sorpresa.

• Aplikasi umum dengan PoE (af): Telepon VoIP, kamera IP tetap, AP gateway Wi‑Fi.
• Dengan PoE+ (pada): Kamera PTZ, AP Wi-Fi berkinerja tinggi, panel tanda kecil, klien tipis dasar.
• Dengan PoE++ (bt): Pencahayaan LED PoE, papan tanda digital yang menuntut, klien tipis yang lebih bertenaga, terminal tempat penjualan, dan kontrol fasilitas.

Sedangkan untuk kelas daya, PD dan PSE disusun untuk menghindari pemberian pakan berlebih. Kelas-kelas historis 0 hingga 4 (af/at) Mereka mencakup rentang hingga PoE+ sebagai panduan; dengan Kelas 802.3bt 5 hingga 8 muncul untuk daya yang lebih tinggi (60 dan 100 W). Kelas 0 digunakan ketika produsen tidak menentukannya, dan PSE menyimpan daya seolah-olah Kelas 3. Beberapa switch modern memungkinkan Anda mengatur batas manual per port. untuk mengoptimalkan anggaran.

Cara Kerja PoE di Dalam: Tahapan Listrik

Sebelum memberi daya pada PD, PSE melewati beberapa langkah yang ditentukan oleh 802.3. Deteksi memeriksa tanda resistif pada PD (antara 15 dan 33 kΩ), dengan tegangan probing rendah untuk menghindari kerusakan apa pun. Jika tanda tangannya ada, PSE akan mengklasifikasikan perangkat dan memutuskan berapa banyak daya yang akan dicadangkan. untuk pelabuhan itu.

Setelah aktif, PD biasanya menggabungkan konverter DC/DC (seringkali tipe Buck) untuk menurunkan nominal 48 V menjadi tegangan operasi seperti 12 V, 5 V atau 3,3 VPada 802.3af daya keluaran PSE adalah 15,4 W, namun karena kerugian pada kabel dan konversi Daya yang dijamin dalam PD adalah 12,95 W., biasanya sedikit kurang dalam kasus terburuk.

Mode pengiriman dan pasangan kabel: A, B dan 4 pasang

Dalam 10/100 (dua pasang data), PoE dapat mengalirkan daya dengan dua cara. Modus A: menumpangkan arus DC ke pasangan data (pin 1/2 dan 3/6); pasangan 1–2 bertindak sebagai DC+, dan pasangan 3–6 bertindak sebagai DC−. Modus B: Menggunakan pasangan bebas untuk daya (pin 4/5 sebagai DC+ dan 7/8 sebagai DC−), menyisakan 1/2 dan 3/6 untuk data.

Pada Gigabit dan lebih tinggi (1000BASE‑T dan lebih tinggi), keempat pasangan digunakan untuk data dua arah, dan daya dapat mengalir melalui semua pasangan (PoE 4-pasang), yang mengurangi kerugian dan memungkinkan daya lebih tinggi (802.3bt) bersama dengan tautan hingga 10 Gbps.

Catatan praktis: yang disebut injektor PoE pasif Yang berbiaya rendah biasanya menghubungkan DC+ pada 4/5 dan DC− pada 7/8 tanpa protokol deteksi atau klasifikasi apa pun. Mereka bekerja dalam skenario yang sangat terkontrol, tetapi Mereka tidak standar dan tidak aman untuk pencampuran dengan perangkat 802.3; gunakan hanya jika Anda mengetahui mode yang tepat yang dibutuhkan perangkat Anda.

PSE dan PD: sakelar, injektor, hub, splitter, dan extender

Peralatan penyedia daya (PSE) dapat berupa beralih PoE atau Injektor midspan PoEPerangkat bertenaga (PD) meliputi kamera IP, AP Wi‑Fi, telepon VoIP, sensor, klien tipis, papan tanda digital, dan banyak lagi. Jika suatu perangkat bukan PoE, perangkat tersebut dapat diadaptasi dengan splitter. yang memisahkan data dan daya pada tegangan yang dibutuhkan peralatan.

Sakelar PoE Terkelola vs. Tidak TerkelolaPort yang tidak terkelola bersifat plug-and-play, senyap, dan hemat biaya untuk penerapan sederhana. Port yang terkelola menawarkan VLAN, QoS, pencerminan port, Telnet/CLI, dan SNMP, serta memungkinkan konfigurasi prioritas port dan batas daya. Beberapa sakelar memiliki fungsi “pengawas” (misalnya, pembuatan VLAN otomatis untuk kamera ONVIF dan penentuan prioritas lalu lintasnya) yang memperlancar proyek CCTV.

Setiap sakelar PoE membutuhkan setidaknya port uplink ke jaringan utama (switch lain atau router) untuk memperluas topologi. Ingatlah untuk memberi dimensi anggaran listrik dari sasis: Tidak semua model dapat mengalirkan daya maksimum ke semua port secara bersamaan..

PoE Injektor. Ia terletak di antara sakelar non-PoE dan PD, "menyuntikkan" daya ke dalam tautan. Ini ideal ketika hanya ada 1-2 PD yang perlu diberi daya atau penggantian sakelar tidak hemat biaya. Ubah port data menjadi port PoE dengan biaya yang wajar tanpa membangun ulang infrastrukturnya.

Pusat PoEPada dasarnya, ia merupakan blok beberapa injektor dalam satu wadah (misalnya 4 masukan data dan 4 keluaran PoE berpasangan). Ini bukan saklar: tidak meneruskan frame antar port; fungsinya adalah untuk menyuntikkan daya secara paralel ke beberapa kabel Ethernet.

Pemisah PoE. Mengambil PoE (data + daya) dan memisahkannya menjadi keluaran data dan keluaran DC yang diatur (misalnya, 12V) untuk memberi daya pada perangkat non-PoE seperti kamera lama, titik akses, router atau Raspberry PiSangat cocok untuk memodernisasi peralatan tanpa mengubah segalanya.

Ekstender PoE. Mereka memungkinkan Anda melampaui batas standar 100 m. Tergantung pada modelnya, mereka dapat rantai beberapa lompatan (misalnya hingga empat) untuk mencakup lebih dari 400 m, dan ada solusi yang mengiklankan rentang total hingga 1.200 m. Beberapa sakelar menawarkan mode jarak jauh dengan DIP sederhana, meluas hingga ~200 m, dan Ekstender PoE+ yang membawa tautan 200–300 m dengan laju aliran yang memadai untuk pengawasan.

Keuntungan utama PoE (dan apa yang harus Anda pertimbangkan)

• Hemat waktu dan uang: satu kabel per perangkat, tidak ada pekerjaan listrik, lebih sedikit saluran, dan tidak perlu memasang soket di langit-langit atau di luar ruangan.
• Manajemen dan keamananPSE mendeteksi PD, menegosiasikan daya, dan menghindari penyalaan daya pada peralatan non-PoE. Tegangannya di bawah 60 V pada Tipe 3 dan di bawah 90 V pada Tipe 4, yang mengurangi risiko dan persyaratan pipa dibandingkan dengan arus bolak-balik konvensional.
• UPS Terpusat:Dengan daya dari rak, Anda dapat menggantung sakelar PoE dari UPS dan menjaga kamera, Wi-Fi, atau VoIP tetap aktif 24/7. Sentralisasi menyederhanakan pemeliharaan dan memfasilitasi reboot jarak jauh dari PD yang bermasalah.
• Ketahanan kabel: pasangan terpilin disembunyikan di baki atau saluran, mempersulit tindakan vandalisme pada kabel listrik (sesuatu yang sangat dihargai dalam CCTV).
• KeterbatasanRentang tembaga masih dibatasi hingga 100 m menurut standar, PD berdaya tinggi (misalnya, PTZ yang menuntut) mungkin terbatas pada 802.3af dan memerlukan PoE+ atau PoE++. Selain itu, ada risiko terpusat: Jika sakelar PoE gagal, beberapa PD akan mati sekaligus. Biayanya juga lebih tinggi perangkat keras Peralatan PoE vs. non-PoE, dengan persyaratan desain dan pemeliharaan yang lebih besar.

Terakhir, secara historis terdapat solusi proprietary (UPOE, UltraPoE, 4PPoE, dll.) di atas 30 W yang tidak selalu dapat beroperasi secara interoperabel. Dengan ratifikasi IEEE 802.3bt Pada tahun 2018, ekosistem telah diselaraskan: kekuatan standar yang lebih besar dan lebih sedikit masalah kompatibilitas.

Jangkauan, kecepatan, dan kabel: apa yang benar-benar penting

PoE tidak mengubah aturan emas tembaga: Maksimum 100 meter per tautan untuk menjaga transmisi yang andal. Keterbatasan ini berasal dari Ethernet, bukan daya. Pada jarak yang lebih jauh, terjadi penurunan tegangan; tergantung konteksnya, Hal ini dikompensasi oleh daya PoE yang lebih tinggi, kabel bagian yang lebih besar (kategori yang lebih tinggi) dan/atau extender; dalam instalasi domestik mereka dapat memanfaatkan soket antena untuk membawa internet melalui Ethernet.

PoE beroperasi pada kecepatan 10/100/1000 Mbps dan, dengan 802.3bt, dapat berdampingan dengan tautan hingga 10 Gbps. Dalam dunia perkabelan, mereka saat ini mendominasi Cat5e dan Cat6/Cat6a dalam instalasi PoE, meskipun Anda juga akan melihat Cat7 dan Cat8 di lingkungan yang sangat bising atau untuk jalur pendek berkecepatan sangat tinggi.

Aplikasi yang paling diuntungkan dari PoE

• Suara melalui IP (VoIP):ponsel tanpa adaptor daya, daya dan data melalui kabel yang sama, dan kemungkinan reboot jarak jauh saat “hang”.
• Wi-Fi BisnisTitik akses di langit-langit palsu atau area yang sulit dijangkau, dengan PoE+ untuk model berkinerja tinggi. Kabel lebih sedikit, penyebaran lebih cepat, dan prioritas lalu lintas dari saklar.
• pengawasan video IP: Kamera tetap dan PTZ yang ditenagai melalui PoE, dengan sakelar yang secara otomatis membuat VLAN pengawasan dan mendeteksi kamera ONVIF untuk mengisolasi dan memprioritaskan lalu lintasnya. Lebih sedikit saluran, instalasi yang lebih bersih, dan UPS terpusat.
• pencahayaan PoE:Lampu LED, driver dan sensor yang terhubung ke sakelar PoE dan dikelola oleh perangkat lunak. Daya hingga 100 W/port dengan 802.3bt membuka pintu untuk pencahayaan yang dapat diredupkan, sensor kehadiran, dan skenario efisiensi energi.
• Papan tanda digital, klien tipis, dan kios:Tampilan dan terminal bertenaga PoE++ ringan mengurangi sumber daya lokal dan menyederhanakan pemeliharaan, terutama di toko besar, kampus atau hotel.

Pencahayaan PoE: Komponen dan Keunggulannya

Sistem yang umum termasuk Sakelar PoE (PSE), lampu LED, pengontrol, sensor gerak/cahaya dan koneksi LAN untuk manajemen terpusat. Semuanya dikontrol melalui perangkat lunak, dengan telemetri waktu nyata dan otomatisasi berdasarkan tingkat hunian atau cahaya sekitar.

Keuntungan utama: efisiensi energi dan kontrol granular (pemandangan, jadwal, warna, intensitas), penerapan oleh staf TI tanpa pekerjaan kelistrikan yang rumit, pemeliharaan terpusat, dan peningkatan kenyamanan visual. Berkat dwiarah jaringan, instalasi “belajar”: Mengumpulkan data penggunaan untuk mematikan area yang tidak ditempati atau menyesuaikan HVAC.

PoE industri dan luar ruangan

Di lingkungan yang keras (pabrik, ITS, gardu induk, kilang, pertambangan atau kelautan) digunakan peralatan PoE industri yang “diperkuat”, dengan jangkauan termal yang luas, perlindungan terhadap getaran dan gangguan, serta ketersediaan tinggi. Banyak yang mengintegrasikan manajemen jarak jauh untuk mengurangi perjalanan dan cocok dengan sistem SCADA dan IOT industri.

• aplikasi: kamera perimeter, sensor dan pengontrol, tautan ke bilik teknis dan terowongan.
• keuntungan: keandalan dalam kondisi ekstrem, mengurangi waktu henti dan pemeliharaan terpusat.

Kompatibilitas, kesesuaian, dan “perangkat yang kompatibel”

Jangan bingung Peralatan yang sesuai dengan IEEE dengan peralatan yang "kompatibel dengan PoE". PD yang kompatibel harus menerima daya Mode A dan Mode B; namun, PSE yang kompatibel dapat menerapkan hanya salah satu mode (A atau B) atau keduanya. Perangkat yang “kompatibel” tidak mengikuti standar sesuai huruf dan mungkin memerlukan mode tertentu; periksa lembar data dengan saksama untuk menghindari kombinasi yang tidak berfungsi.

Yang sama pentingnya adalah membedakan antara PoE standar dan PoE PasifYang terakhir tidak bernegosiasi: selalu mengirimkan tegangan yang sama pada pin tetap (biasanya 4/5 dan 7/8). Ini dapat memberi daya pada beberapa PD 802.3af sederhana, tetapi tidak menjamin operasi di 802.3at atau keamanan saat mencampur dengan peralatan standar.

Artikel terkait:

Cara mengkonfigurasi dan memecahkan masalah koneksi Ethernet di Windows 11

Isaac

Penulis yang bersemangat tentang dunia byte dan teknologi secara umum. Saya suka berbagi ilmu melalui tulisan, dan itulah yang akan saya lakukan di blog ini, menunjukkan kepada Anda semua hal paling menarik tentang gadget, perangkat lunak, perangkat keras, tren teknologi, dan banyak lagi. Tujuan saya adalah membantu Anda menavigasi dunia digital dengan cara yang sederhana dan menghibur.