เทคโนโลยี Power over Ethernet
เทคโนโลยี Power over Ethernet หรือ POE คือเทคโนโลยีเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าเพื่อจ่ายให้กับอุปกรณ์เครือข่ายผ่านสายUTP โดย POE ตามมาตรฐาน IEEE สามารถทำงานได้บนสายทองแดงUTPแบบ Cat5 โดยสามารถทำงานบนสาย 2 คู่(คู่ที่ใช้ในการส่งสัญญาณข้อมูล 1,2,3,6) หรือคู่ที่เหลือก็ได้ โดยกระแสไฟสามารถถูกจ่ายได้จากอุปกรณ์อย่าง POE Switch หรือจะผ่าน Midspan Power Supply ก็ได้
ทำความรู้จักมาตรฐานPOE IEEE 802.3af และ IEEE 802.3at
POE ตามมาตรฐาน IEEE แบ่งออกเป็นสองมาตรฐานหลักๆด้วยครับคือ 802.3af ปี 2003 และ 802.3at ปี 2009 โดยทั้งสองมาตรฐานมีความแตกต่างกันเรื่องกำลังของกระแสไฟ้ฟ้าที่ส่งไปบนสาย UTP เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์เครือข่ายต่างๆเช่น Access Point, VoIP Phone, CCTV IP-Camera เป็นต้น
IEEE 802.3af รองรับการส่งไฟฟ้ากระแสตรง(DC) สูงสุด 15.4 Watt, 48V, 350mA (ต่ำสุดที่ 44VDC) ไปยังอุปกรณ์เครือข่ายปลายทาง (Powered Device) โดยกระแสไฟฟ้าจะมีเฉลี่ยที่ปลายสายเพียง 12.95Watt เนื่องจากต้องมีการสูญเสียพลังงานไปตามระยะทางของสาย UTP นั่นเอง
IEEE 802.3at หรือที่รู้จักกันในนาม POE+ หรือ POE Plus ซึ่ง 802.3at จะมีรองรับการส่งไฟฟ้า DC ที่มีกำลังสูงถึง 25.5Watt หรือมากได้ถึง 50Watt เมื่อใช้สายทุกคู่ในการส่งกระแสไฟฟ้า
Tips:
สาเหตุที่ต้องมีการพัฒนามาตรฐาน 802.3at ขึ้นมานั้น ก็เนื่องจากแต่ก่อนอุปกรณ์เครือข่ายอย่าง Access Point แบบ IEEE 802.11b/g ธรรมดา หรือ VoIP Phone นั้น มีความต้องการกระแสฟ้าในระดับ 8-12 Watt ซึ่งมาตรฐาน 802.3af ก็สามารถรองรับได้ แต่เมื่ออุปกรณ์เครือข่ายอย่าง Access Point มีการพัฒนาไปใช้เทคโนโลยี MIMO ที่มีภาคส่งสัญญาณหลายStream ซึ่งต้องการไฟมากขึ้น และยังมี Access Point ประเภท Dual Radio ที่รองรับย่าน 2.4GHz และ 5GHz พร้อมๆกัน ซึ่งยิ่งต้องการไฟในระดับ 20-30Watt ขึ้นไป ซึ่งต้องการ POE แบบ 802.3at ซึ่งสามารถกระแสไฟที่มีกำลังสูงกว่าได้นั่นเอง
ประโยชน์ของเทคโนโลยี POE
- ประหยัดกว่าเดินสายไฟ และในบางสถานที่ การเดินสายไฟ AC ใหม่ไปยังสถานที่ติดตั้งอุปกรณ์ Access Point อาจจะเป็นไปไม่ได้
- ติดตั้งง่ายและรวดเร็วกว่า เพราะใช้สายเพียง UTP เพียงเส้นเดียวไม่ต้องลากสายไฟใหม่ หมดกังวลในการหาที่ติดตั้งปลั๊กไฟ และลดค่าใช้จ่ายและเวลาในการดูแลรักษาอีกด้วย
- รองรับความเร็วระดับ Gigabit
- ไฟแบบ 48V DC สามารถทำระบบ Back-up ไฟได้ง่ายกว่า โดยสามารถสร้างระบบสำรองไฟด้วย Battery และยังช่วยสร้างระบบบริหารกระแสไฟจากส่วนกลางได้อีกด้วย

อุปกรณ์ที่รองรับมาตรฐาน POE
ปัจจุบันมีอุปกรณ์จำนวนมากที่นำ POE มาประยุกต์ใช้เช่น
- Wireless Access Point ทั้งแบบ Indoor และ Outdoor
- Network Router
- Network Switch ที่ติดตั้งในระยะไกล โดยอาศัยไฟจาก PSE (Power Sourcing Equipment)
- IP-Camera
- IP-Phone
- Wall Clock with NTP
ศัพท์เทคนิคของอุปกรณ์ต่างๆของเทคโนโลยี POE
Power Sourcing Equipment (PSU)
PSU คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่จ่ายไฟไปบนสาย UTP ซึ่งอาจจะเป็น POE Switch หรือสวิตซ์ที่สามารถจ่ายไฟได้เลยนั้นเราจะเรียกว่า POE Endspan และหาก Switch ไม่รองรับการจ่ายไฟ และใช้อุปกรณ์จ่ายไฟต่างหากมาต่อเพิ่มนั้น เราเรียกอุปกรณ์นั้นว่า POE Midspan เช่นอุปกรณ์ POE Injector เป็นต้น
Powered Device (PD)
PD นั้นอุปกรณ์ที่ใช้กระแสไฟที่ได้รับผ่านสาย UTP จากอุปกรณ์ PSU นั่นเอง เช่นอุปกรณ์ Access Point หรือ IP-Phone เป็นต้น โดยอุปกรณ์ PD สามารถจะมีพอร์ตสำหรับจ่ายไฟให้อุปกรณ์อื่นด้วยก็ได้ หรือสามารถมีแหล่งไฟอื่นใช้เป็นระบบไฟสำรองในกรณ๊ที่กระแสไฟจาก POE มีปัญหาก็ได้
Tips: POE ใช้สายคู่ไหนส่งไฟกันแน่?
ปกติการส่งสัญญาณตามมาตรฐาน 10 BASE-T หรือ 100BASE-TX นั้นจะใช้คู่สาย UTP เพียง 4 เส้นหรือ 2 คู่เท่านั้นโดยจะมีคู่ที่เหลืออีก 2 คู่เป็นคุ่สายสำรอง ซึ่งก็สามารถใช้คู่สายที่เหลืออยู่ในการส่งกระแสไฟได้
แต่สำหรับ 1000BASE-T หรือ Gigabit Ethernet Network นั้นจำเป็นต้องใช้คู่สายทั้งหมดทั้ง 8 เส้นหรือ 4 คู่ ท่านสงสัยหรือไม่ว่าแล้วจะใช้สายทองแดงคู่ไหนในการส่งกระแสไฟ ในเมื่อต้องใช้สาายทองแดงทั้งหมดที่มี คำตอบก็คือ ด้วยเทคนิคที่เรียกว่า Phantom power ซึ่งทำให้สามาถส่งกระแสไฟไปพร้อมๆ กับส่งข้อมูลนั่นเอง
โหมดการทำงานของ POE
POE แบ่งโหมดการทำงานออกเป็น 2 ประเภทด้วยกันคือ
   1.Mode A ซึ่งจะส่งกระแสไฟไปบนสายทองแดงคู่เดียวกับที่ใช้ส่งสัญญาณข้อมูล โดยยังจะมีคู่สายสำรองอีก 2 คู่นั่นเอง
   2.Mode B คือการส่งกระแสไฟฟ้าไปบนคู่สายสำรอง
โดยสำหรับการส่งสัญญาณแบบ 10Base-T และ 100Base-TX นั้นอาจจะใช้ได้ทั้งสองโหมดการทำงาน แต่สำหรับ 1000Base-TX หรือ Gigabit LAN นั้นจะต้องทำงานบน Mode A เท่านั้นเพราะทั้ง Gagabit LAN ต้องการสายทั้ง 4คู่ในการส่งสัญญาณนั่นเอง
โดยอุปกรณ์ PSE (Power Sourcing Device) จะเป็นผู้ตัดสินใจว่าจะเลือกทำงานใสโหมดใด อุปกรณ์ PD จะไม่มีสิทธิ์เลือกโหมดการทำงานดังกล่าว โดย PSE อาจจะรองรับการทำงานโหมดใดโหมดหนึ่ง หรือทั้งสองโหมดเลยก็ได้

หลักการทำงานของ POE
อุปกรณ์ PSE ที่รองรับมาตรฐาน IEEE 802.11af หรือ 802.11at นั้นจะมีขั้นตอนการตรวจสอบ คุณสมบัติของสายทองแดง เช่นค่าโหลด(โอห์ม)ว่าสูงหรือต่ำเกินไปหรือไม่ และตรวจสอบว่าสายมีการช๊อตหรือไม่ โดยหากสายUTPเส้นนั้น ไม่อยู่ในสภาวะปกติ อุปกรณ์ PSU ก็จะไม่จ่ายกระแสไฟออกไป เพื่อป้องกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้นกับอุปกรณ์ปลายทาง (PD) นั่นเอง
นอกจากนั้นคุณสมบัติ Power Class จะช่วยให้อุปกรณ์ PSE สามารถตรวจสอบกำลังไฟที่ PD ต้องการ และ PSE จะปรับกำลังไฟให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมกับ PD นั่นเอง
โดย PSE จะจ่ายไฟอย่างต่อเนื่อง จนกว่า PD มีการใช้ไฟต่ำกว่า 10mA PSE จะตัดการส่งกระแสไฟไปยัง PD ทันที
ขั้นตอนการทำงานของ POE
ขั้นตอนการทำงานของ POE มีดังนี้
   - PSE (Provider) ตรวจสอบสภาวะของสาย UTP ที่เชื่อมต่อไปยัง PD (Consumer) ด้วย 802.3af class 3 หากสถานะปกติ PSE จะเริ่มจ่ายกระแสไฟ เพื่อให้ PD เริ่มทำงานได้
        - PD เริ่มทำงาน
   - PD ส่งสัญญาณบอก PSE (Hello Messaeg) ว่า "ข้าคือ PD, ต้องการกำลังไฟสูงสุด xxx Watt
   - PSE ตอบกลับ PD ว่า "ข้าคือ PSE, ข้าสามารถจ่ายกระแสไฟสูงสุดให้แกได้ xxx Watt"
       - PD อาจจะไม่ใช้กำลังไฟสูงสุดที่ PSE สามารถจ่ายให้ได้ก็ได้
กฏของการเจรจาระการจ่ายไฟหว่าง PSE และ PD
   - PD ต้องไม่ขอกำลังไฟที่สูงกว่า PSE สามารถจ่ายได้
   - PSE มีสิทธิ์ที่จะปฏิเสธการจ่ายไฟใฟ้ PD หาก PD ขอกระแสไฟที่สูงเกินกว่า PSE อนุญาต (กำลังไฟที่เหลือ)
   - PSE ต้องไม่ลดกำลังไฟที่จัดสรรให้ PD หาก PD กำลังทำงานอยู่
   - PSE อาจร้องขอการลดกำลังไฟลง ในกรณีที่ต้องเปิดการทำงานในโหมด Convervation
POE Class
POE มีการแบ่งออก class ต่างๆดังตาราง ซึ่งแต่ละ Class จะมีความสามารถในการจ่ายไฟในกำลังที่แตกต่างกันทั้ง Amp และ Watt ซึ่งในการเลือกใช้อุปกรณ์ PSE นั้นจะต้องเลือก Class ให้เหมาะสมกับขนาดของกำลังไฟที่อุปกรณ์ PD ต้องการด้วย
โดย Class4 จะสามารถทำงานได้ด้วยอุปกรณ์ที่รองรับ 802.3at เท่านั้น หากอุปกรณ์ PD ร้องขอไฟ Class 4 แต่ PSE รองรับเพียง 802.3af นั้น PSE จะพิจารณาว่า PD ดังกล่าวเข้ากันไม่ได้ และจะทำงานใน Class 0 เท่านั้น
Tips: การเลือกใช้ระหว่างอุปกรณ์ PSEระหว่าง Endspan และ Midspan
อุปกรณ์ PSE นั้นมีให้เลือกใช้สองแบบคือ Endspan และ Midspan โดยแบบ Endspan ก็คืออุปกรณ์ Switch ที่สามารถจ่ายไฟได้ หรือที่เรียกว่า POE Switch และแบบ Midspan อุปกรณ์ที่มีหน้าที่จ่ายไฟ ที่วางขั้นกลางระหว่าง Switch และ PD หรือที่เรียกว่า POE Injector นั่นเอง
เราจะเลือกอุปกรณ์แบบ Endspan สำหรับกรณีที่ติดตั้งสำหรับงานใหม่ทั้งหมด หรือกรณีต้องการ Upgrade จาก 10/100Mbps ไปเป็น 1000Mbps และต้องการจ่ายไฟให้อุปกรณ์ PD เราก็ควรเลือก POE Switch ไปเลย
แต่หากเป็นการเพิ่มอุปกรณ์ PD แต่ไม่ต้องการเปลี่ยน Switch ใหม่ ก็สามารถเลือกใช้อุปกรณ์แบบ PSE แบบ Midspan เพื่อเพิ่มความสามารถในการจ่ายไฟเท่านั้น หรือในกรณีที่มีจำนวน PD เฉพาะบางพอร์ต เราก็สามารถเลือก POE Injector มาต่อขั้นเฉพาะบางพอร์ตได้เช่นกัน
อุปกรณ์ POE แบบที่ไม่ใช่มาตรฐาน
ปัจจุบันมีอุปกรณ์เครือข่ายหลายตัว โดยเฉพาะ Access Point (PD) ที่ใช้เทคโนโลยี POE เช่นกันแต่ไม่ได้เป็นไปตามมาตรฐาน 802.3af หรือ 802.3at หรือที่เราเรียกว่า Passive POE

อุปกรณ์ Passive POE Injector จะมีAdaptorแปลงไฟแบบ AC ให้เป็น DC ที่มีค่า Volt ต่างๆเช่น 9V, 15V, 24V, 48V หรือ 55V เป็นต้น และจ่ายกระแสไฟไปบนสาย UTP โดยมักใช้สายที่ไม่ได้ส่งสัญญาณข้อมูล คือPinที่ 4,5 และ 7,8

ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่าง POE มาตรฐานและ Passive POE คือ Passive POE จะไม่มีการขั้นตอนเจรจาระหว่าง PSE และ PD ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อความเสียหายต่ออุปกรณ์ได้
 
ขอบคุณข้อมูลจาก http://hiakoe.blogspot.com