Toàn diện về PoE, bộ chuyển mạch Switch PoE cấp nguồn qua Ethernet

Bộ chuyển mạch mạng tạo thành xương sống của mạng cục bộ LAN. Khi bạn hiểu sự khác biệt giữa bộ chuyển mạch hỗ trợ PoE với bộ chuyển mạch LAN thông thường, thì việc cân nhắc nên sử dụng bộ chuyển mạch PoE so với bộ chuyển mạch PoE và công nghệ PoE (Cấp nguồn qua Ethernet) sẽ dễ dàng hơn.

PoE là gì?

Cấp nguồn qua Ethernet (PoE) là công nghệ truyền năng lượng điện và dữ liệu qua cáp Ethernet xoắn đôi đến các điểm truy cập Wi-Fi không dây, Camera IP và điện thoại VoIP. Nó cho phép một cáp vá RJ45 cung cấp cả kết nối dữ liệu và nguồn điện cho các thiết bị biên được kết nối thay vì có cáp riêng cho từng thiết bị. Đọc thêm về Cấp nguồn qua Ethernet (PoE) tại đây.

Bộ chuyển mạch mạng Ethernet Switch là gì?

Bộ chuyển mạch mạng Switch là một thiết bị phần cứng kết nối các máy tính và các thiết bị IT, IOT trong mạng LAN cục bộ. Nó giúp máy in, PC, điểm truy cập không dây và các thiết bị có khả năng kết nối mạng khác có thể kết nối với nhau.

Bộ chuyển mạch lớp 2 là loại mạng hoặc bộ chuyển mạch Ethernet được sử dụng thường xuyên nhất. Bất kỳ bộ chuyển mạch Ethernet lớp 2 nào có tuân thủ mô hình OSI sử dụng địa chỉ MAC để định tuyến lưu lượng. Để truyền thông tin liên lạc chính xác đến cổng đích được kết nối của người nhận, các bộ chuyển mạch Lớp 2 giữ một bảng địa chỉ MAC của tất cả các máy khách LAN được kết nối. Do thực tế là chúng “biết” cổng nào các thiết bị mạng được gắn vào, chúng khác với các thiết bị cơ bản hơn trước đó được gọi là HUB, các gói đến được gửi đến tất cả các cổng bởi các HUB này.

Switch PoE là gì?

Bộ chuyển mạch Switch PoE có nhiều biến thể khác nhau, có thể là bộ chuyển mạch mạng Fast Ethernet (10/100Mbps) hoặc Gigabit Ethernet có tích hợp chức năng Cấp nguồn qua Ethernet.

Bộ chuyển mạch cấp nguồn qua Ethernet vừa cho phép liên lạc giữa các máy khách trong mạng vừa cung cấp năng lượng bằng cách sử dụng cùng một cáp mạng RJ45 cho các thiết bị biên hỗ trợ PoE, chẳng hạn như điện thoại VoIP, camera giám sát mạng hoặc điểm truy cập không dây. Bộ chia mạng cấp nguồn PoE cho phép các thiết bị tương thích hoạt động ở những nơi không có ổ cắm điện hoặc kết nối mạng.

Chức năng chính này của PoE có thể giúp doanh nghiệp tiết kiệm rất nhiều tiền về chi phí lắp đặt hệ thống dây điện và mạng (xem thêm ở phần bên dưới) trong khi vẫn đảm bảo các thiết bị biên hoạt động ở những nơi cần thiết.

Công suất tối đa của Switch PoE

Bạn cần nắm rõ công suất tối đa trên mỗi cổng, cũng như tổng công suất mà Switch PoE có thể cung cấp để sử dụng với số lượng thiết bị PoE phù hợp. Lượng điện năng trung bình có sẵn cho các thiết bị PoE phụ thuộc vào các yếu tố sau:

  1. Tổng công suất của Switch PoE
  2. Công suất tối đa trên mỗi cổng
  3. Số lượng cổng PoE
  4. Nguồn điện hệ thống.

Chẳng hạn với Switch 24 Port PoE+ chuẩn IEEE 803at có tổng công suất 220W, mặc dù có một số lượng thiết bị PoE có công suất tiêu thụ 25W/chiếc kết nối với bộ chuyển mạch này có thể sử dụng tới 30 watt mỗi cổng, tuy nhiên nếu 24 thiết bị PoE như vậy cùng kết nối thì cả hệ thống sẽ không đủ công suất PoE do cạn kiệt nguồn điện hiện có.

Vì vậy, bạn chỉ có kết nối 8 thiết bị PoE+ như vậy vào Switch PoE ở trên, tổng công suất tải sẽ là 200W và phù hợp với tải của hệ thống. Nếu các thiết bị còn lại mà bạn muốn kết nối sẽ chỉ nên dùng các thiết bị Ethernet thông thường và sử dụng nguồn độc lập bên ngoài.

Các lợi ích khi sử dụng Switch PoE

So với các switch thông thường, việc sử dụng Switch PoE có rất nhiều lợi ích:

  • Chỉ cần một cáp vì PoE mang cả nguồn điện và khả năng kết nối mạng.
  • Có thể dễ dàng mở rộng mạng ngay cả khi không có nguồn điện tại điểm lắp đặt thiết bị.
  • Rất dễ bảo trì và kiểm tra, có thể giám sát tình trạng thiết bị từ xa.
  • Vận hành rẻ hơn, không yêu cầu cáp nguồn, vì vậy bạn tiết kiệm chi phí cho cáp điện và ổ cắm cũng như bất kỳ cơ sở hạ tầng thông thường nào khác cần thiết để lắp đặt.
  • Dễ dàng di chuyển mà không cần ổ cắm điện.
  • Phân phối năng lượng hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

Giảm chi phí lắp đặt

Sẽ tốn rất nhiều tiền để mang nguồn điện tiêu chuẩn đến những nơi không có. Ví dụ: giả sử bạn muốn thêm camera vào khu vực kho không có ổ cắm điện. Nếu không có PoE, bạn sẽ cần lắp đặt nguồn điện tại khu vực bạn muốn gắn thiết bị như điểm truy cập không dây Wi-Fi hoặc Camera IP.

Tuy nhiên, khi sử dụng điện áp thấp của Power over Ethernet, bất kỳ ai cũng có thể chạy cáp mạng (hoặc cáp mạng PoE) từ Camera hoặc WiFi đến bộ chuyển mạch PoE. Sử dụng PoE có nghĩa là bạn cũng tránh được nhu cầu lắp đặt ổ cắm điện, dây điện và hộp cầu dao, điều này thậm chí còn tiết kiệm được nhiều tiền hơn.

Tăng khả năng linh hoạt khi lắp đặt

Các thiết bị cấp nguồn PoE có thể dễ dàng triển khai ở những vị trí không có ổ cắm điện. Các kỹ thuật viên không còn phải đối mặt với giới hạn cần ổ cắm tiêu chuẩn để hoạt động nên những nơi trước đây khó tiếp cận nữa, mà giờ đây có thể được tiếp cận dễ dàng hơn. Việc lắp đặt camera mạng PoE hay điểm truy cập Wi-Fi trên tường hoặc mái nhà không còn là một nhiệm vụ khó khăn nữa vì bạn chỉ cần một cáp mạng để lấy nguồn và kết nối mạng.

Quản lý PoE

Một tính năng rất hữu ích của các thiết bị chuyển mạch PoE được quản lý là bạn có thể truy cập chúng qua Internet hoặc mạng cục bộ. Kỹ thuật viên có thể quản lý thiết bị và nguồn PoE hiệu quả hơn, bao gồm điều khiển khả năng cấp nguồn từ xa cho các thiết bị nhận nguồn, khởi động lại thiết bị khi có lỗi,… mà không còn cần đến tận nơi để xử lý nữa.

Tất cả những gì cần thiết cho quá trình khởi động lại được yêu cầu trên một trong hai thiết bị là khởi động một thiết bị thông qua giao diện quản lý bộ chuyển mạch.

Tự động giám và khởi động lại thiết bị

Một số Bộ chuyển mạch cấp nguồn qua Ethernet được quản lý có thể giám sát tất cả các thiết bị PoE được kết nối và tự động bắt đầu khởi động lại thiết bị không liên lạc được trong một khoảng thời gian xác định. Tính năng như vậy có thể đặc biệt hữu ích, chẳng hạn như trong trường hợp camera an ninh ngừng hoạt động vào lúc nửa đêm.

Phân phối năng lượng hiệu quả

Switch PoE tự động biết nguồn điện cần thiết cho từng thiết bị và chỉ cung cấp nguồn điện đó. Điều này dẫn đến lãng phí điện năng ít hơn, do đó rất tiết kiệm. Với sự phát triển của IoT (Internet of Things), PoE Switch sẽ chứng minh trong tương lai doanh nghiệp sẽ hỗ trợ nhiều thiết bị hơn trên mạng đồng thời tối ưu hóa việc sử dụng.

Khi nào thì dùng Switch PoE, khi nào thì dùng PoE Injector

Việc quyết định sử dụng bộ chia mạng Switch PoE hay Adapter nguồn PoE phụ thuộc vào số lượng thiết bị PoE mà bạn cần kết nối.

  • Các thiết bị PoE riêng lẻ, chẳng hạn như camera IP mạng lẻ tại địa điểm xây dựng hoặc điểm truy cập WI-Fi không dây duy nhất, nên dùng với bộ cấp nguồn PoE.
  • Khi bạn cần kết nối nhiều thiết bị PoE hơn, bộ chuyển mạch Switch PoE là lựa chọn tốt hơn, chẳng hạn như có thể cấp nguồn cho tất cả các điện thoại VoIP cũng như cách ly và ưu tiên lưu lượng thoại.

Các thiết bị PoE khác

Cấp nguồn qua Ethernet (PoE) là kỹ thuật cung cấp nguồn DC cho các thiết bị qua cáp đồng Ethernet, loại bỏ nhu cầu về nguồn điện và ổ cắm điện riêng biệt. PoE cung cấp nhiều tùy chọn mở rộng về cách thức kết nối và ứng dụng khác nhau cho các vị trí có thể đặt các thiết bị đầu cuối Ethernet.

Adapter cấp nguồn PoE (PoE Injector)

Bộ cấp nguồn PoE là thiết bị nhận nguồn từ điện lưới và dữ liệu từ Switch mạng thông thường, sau đó cung cấp ra đường ra bao gồm cả nguồn PoE và dữ liệu đồng thời. Adapter cấp nguồn PoE có thể được sử dụng để kết nối và cấp nguồn cho điểm truy cập không dây Wi-Fi, điện thoại IP, camera mạng hoặc bất kỳ thiết bị IEEE 802.3af/at-Powered (PD) nào với bộ chuyển mạch mạng.

Việc sử dụng thiết bị PoE Injector sẽ giảm được nhu cầu chạy đường dây điện AC cho điểm truy cập không dây, camera mạng hoặc điện thoại IP vìnó sử dụng cáp LAN hiện có để cung cấp cả nguồn DC cũng như dữ liệu.

Thiết bị tách nguồn PoE (PoE Splitter)

Bộ chia tách PoE là thiết bị tách nguồn điện và dữ liệu từ nguồn PoE, và sau đo cho ra đường cấp nguồn DC riêng biệt và dữ liệu Ethernet riêng biệt. Thiết bị tách nguồn PoE được thiết kế sử dụng chủ yếu cho các thiết bị không phải PoE cần được cấp nguồn để hoạt động, và có cổng Ethernet riêng biệt.

Thiết bị mở rộng nguồn PoE (PoE Extender)

Bộ mở rộng (PoE) cấp nguồn qua Ethernet là một loại bộ chuyển mạch PoE đặc biệt lấy nguồn từ bộ chuyển mạch PoE hoặc Adapter nguồn PoE trước đó, và sau đó truyền nguồn cho các thiết bị PoE khác. Nói tóm lại, thiết bị chuyển tiếp PoE hoạt động đồng thời như một PD (thiết bị được cấp nguồn) và PSE (thiết bị cấp nguồn).

Cách thức hoạt động của bộ chuyển tiếp nguồn PoE là nó được cấp nguồn PoE nhận 30 watt từ bộ cấp nguồn PoE Injector công suất cao hoặc từ Cwitch PoE. Nó sẽ cần khoảng 5 watt để tự cấp nguồn cho mạch bên trong để có thể hoạt động như một bộ chuyển mạch mạng. Sau đó, nó chuyển 25 watt còn lại để cấp nguồn cho các thiết bị PoE được kết nối khác, cho phép nó hoạt động như một Switch PoE.