مقدمه

Power over Ethernet (PoE)  فناوری‌ای است که امکان انتقال هم‌زمان داده و توان الکتریکی (برق) را از طریق یک کابل اترنت (Ethernet Cable) فراهم می‌سازد. این فناوری به‌طور گسترده در تجهیزاتی نظیر تلفن‌های VoIP، دوربین‌های نظارتی IP، نقاط دسترسی بی‌سیم (Access Points) و سایر دستگاه‌های شبکه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد که نیازمند منبع تغذیه هستند.

در تجهیزات Cisco، فناوری PoE یکی از مؤلفه‌های کلیدی در طراحی شبکه‌های مدرن محسوب می‌شود، زیرا با حذف نیاز به کابل‌کشی برق مجزا، نصب و مدیریت زیرساخت‌های شبکه را ساده‌تر، مقرون‌به‌صرفه‌تر و کارآمدتر می‌کند. در این مقاله، به بررسی مفهوم PoE، استانداردهای مرتبط، اجزای اصلی، کاربردها در شبکه‌های سیسکو، مزایا، و نحوه پیکربندی آن خواهیم پرداخت.

PoE چیست؟

Power over Ethernet یا به اختصار PoE، استانداردی تعریف‌شده توسط IEEE است که به تجهیزات شبکه (مانند سوئیچ‌ها یا روترها) اجازه می‌دهد علاوه بر ارسال داده، توان الکتریکی را نیز از طریق همان کابل شبکه منتقل کنند.

در شرایط عادی، کابل‌های شبکه صرفاً برای انتقال داده استفاده می‌شوند و تأمین برق هر دستگاه مستلزم کابل‌کشی جداگانه است. اما با استفاده از PoE، هر دو نیاز (اطلاعات و برق) از طریق یک کابل تأمین می‌گردد که موجب کاهش هزینه‌ها، سهولت نصب و انعطاف‌پذیری بیشتر در طراحی شبکه می‌شود.

استانداردهای IEEE PoE

استاندارد PoE توسط IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) تعریف شده و در طول زمان تکامل یافته است. سه استاندارد اصلی آن عبارتند از:

الف IEEE 802.3af (PoE)

• معرفی در سال 2003
• حداکثر توان خروجی: 15.4 وات در هر پورت
• توان قابل‌دسترس برای دستگاه: حدود 12.95 وات
• مناسب برای تجهیزات کم‌مصرف مانند تلفن‌های VoIP، برخی دوربین‌های IP و اکسس پوینت‌های سبک.

ب IEEE 802.3at (PoE+) یا (PoE Plus)

• معرفی در سال 2009
• حداکثر توان خروجی: 30 وات در هر پورت
• توان قابل‌دسترس برای دستگاه: حدود 25.5 وات
• مناسب برای تجهیزات با مصرف بالاتر مانند دوربین‌های PTZ، اکسس پوینت‌های پرقدرت Wi-Fi 6 و تجهیزات صنعتی سبک.

ج IEEE 802.3bt (PoE++) یا (Ultra PoE )

• معرفی در سال 2018
• پشتیبانی از دو سطح توان:
  • Type 3: تا 60 وات
  • Type 4: تا 100 وات
• مورد استفاده در نمایشگرهای دیجیتال، سیستم‌های روشنایی هوشمند، رایانه‌های کوچک صنعتی و سایر تجهیزات با مصرف بالا.

اجزای اصلی فناوری PoE

برای بهره‌برداری از PoE، سه جزء کلیدی در شبکه مورد نیاز است:

• PSE (Power Sourcing Equipment)

دستگاهی که توان را تأمین و از طریق کابل اترنت ارسال می‌کند.
در شبکه‌های سیسکو، سوئیچ‌های PoE (مانند سری‌های Catalyst 2960-X، C9200، C9300 و …) یا روترهای PoE-capable معمولاً نقش PSE را ایفا می‌کنند.

• PD (Powered Device)

دستگاهی که از طریق کابل شبکه برق دریافت می‌کند؛ نظیر تلفن‌های VoIP، دوربین‌های IP، نقاط دسترسی بی‌سیم و حسگرهای هوشمند.

• کابل اترنت

کابل شبکه‌ای که هم داده و هم توان الکتریکی را منتقل می‌کند.
استفاده از کابل‌های باکیفیت مانند Cat5e ،Cat6 یا Cat6a برای اطمینان از انتقال مطمئن انرژی و داده ضروری است.

کاربردهای PoE در شبکه‌های سیسکو

فناوری PoE در شبکه‌های سیسکو کاربردهای گسترده‌ای دارد، از جمله:

الف) تلفن‌های VoIP

تأمین برق از طریق PoE باعث حذف آداپتورهای جداگانه و تسهیل در استقرار و نگهداری سیستم‌های تلفنی می‌شود.

ب) دوربین‌های نظارتی IP

ارسال داده و برق از طریق یک کابل اترنت موجب کاهش هزینه کابل‌کشی و افزایش ایمنی نصب در فضاهای بیرونی یا مرتفع می‌گردد.

ج) نقاط دسترسی بی‌سیم (Access Points)

با PoE می‌توان اکسس پوینت‌ها را در هر موقعیتی بدون نیاز به پریز برق نصب کرد؛ موضوعی که در طراحی شبکه‌های Wi-Fi سازمانی اهمیت ویژه‌ای دارد.

د) سنسورها و تجهیزات IoT

در محیط‌های صنعتی یا ساختمانی، سنسورهای هوشمند (دما، رطوبت، حرکت و …) با PoE تغذیه می‌شوند و از طریق همان کابل به شبکه متصل می‌گردند.

مزایای استفاده از PoE در تجهیزات سیسکو

1. کاهش هزینه و ساده‌سازی زیرساخت
   استفاده از یک کابل واحد برای انتقال داده و توان، نیاز به کابل‌کشی برق مجزا را حذف کرده و هزینه نصب و نگهداری را کاهش می‌دهد.
2. افزایش انعطاف‌پذیری در استقرار تجهیزات
   دستگاه‌های PoE را می‌توان در مکان‌هایی نصب کرد که دسترسی به پریز برق ممکن نیست.
3. تأمین برق متمرکز و مدیریت‌پذیر
   با کنترل PoE از طریق سوئیچ‌های سیسکو، می‌توان تأمین برق دستگاه‌ها را به‌صورت مرکزی پایش، زمان‌بندی یا قطع/وصل کرد.
4. قابلیت پشتیبانی از تجهیزات پرمصرف
   استانداردهای +PoE و ++PoE امکان تأمین توان برای تجهیزات پرقدرت مانند دوربین‌های 4K یا اکسس پوینت‌های Wi-Fi 6E را فراهم می‌کنند.
5. افزایش قابلیت اطمینان شبکه
   در صورت استفاده از UPS برای سوئیچ‌های PoE، حتی در زمان قطع برق نیز دستگاه‌های حیاتی شبکه فعال باقی می‌مانند.

پیکربندی PoE در سوئیچ‌های سیسکو

پیکربندی PoE در سوئیچ‌های سیسکو معمولاً از طریق CLI (Command Line Interface) انجام می‌شود. مثال زیر نحوه فعال‌سازی PoE روی یک پورت را نشان می‌دهد:

فعال‌سازی PoE روی پورت خاص

Switch# configure terminal

Switch(config)# interface GigabitEthernet0/1

Switch(config-if)# power inline auto

بررسی وضعیت PoE

برای مشاهده وضعیت توان در پورت‌ها:

Switch# show power inline

این دستور مشخص می‌کند کدام پورت‌ها PoE را فعال دارند و چه مقدار توان به هر دستگاه اختصاص یافته است.

نتیجه‌گیری

فناوری Power over Ethernet (PoE) در تجهیزات شبکه سیسکو، تحولی اساسی در طراحی و بهره‌برداری از زیرساخت‌های شبکه ایجاد کرده است. این فناوری با حذف نیاز به منابع تغذیه مجزا، سادگی، صرفه‌جویی اقتصادی، و انعطاف‌پذیری بالا را برای سازمان‌ها به ارمغان می‌آورد.

استانداردهای مختلف PoE شامل 802.3af، 802.3at و 802.3bt به مدیران شبکه اجازه می‌دهند بسته به نوع و توان موردنیاز دستگاه‌ها، بهترین گزینه را انتخاب کنند. در نهایت، PoE به‌عنوان یکی از ارکان اصلی شبکه‌های مدرن، نقش مهمی در توسعه زیرساخت‌های هوشمند، مقیاس‌پذیر و کارآمد سیسکو ایفا می‌کند.