Trong thế giới kết nối ngày nay, hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống mạng là quan trọng. Với nhu cầu đơn giản hóa về lắp đặt cáp và tiết kiệm chi phí, Switch PoE là giải pháp mạng và công nghệ giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc, cung cấp dữ liệu và nguồn điện an toàn qua cùng một cáp Ethernet cho các mạng cục bộ (LAN).

Trên thị trường hiện tại, có nhiều loại bộ chuyển mạch mạng cấp nguồn qua cáp Ethernet, chẳng hạn như Switch PoE hay Switch PoE+ hay Switch PoE++, sự khác nhau giữa chúng, cũng như các ứng dụng là gì?. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn một số thông tin cơ bản về chúng, cũng như đề cập tới những lợi ích để các chuyên gia CNTT, kỹ sư mạng và chủ doanh nghiệp cân nhắc để lựa chọn Switch PoE cho hệ thống mạng.

Tổng quan về Switch PoE

Switch PoE hoạt động giống như các Ethernet Switch tiêu chuẩn nhưng có thêm khả năng cung cấp điện thông qua cáp Ethernet. Các Switch PoE này có nhiều cấu hình cổng khác nhau, cho phép doanh nghiệp kết nối nhiều thiết bị và đảm bảo phân phối điện và truyền dữ liệu hiệu quả, hỗ trợ cả thiết bị PoE và không phải PoE.

Switch PoE có ba loại khác nhau: không được quản lý (Unmanaged PoE Switch), được quản lý (Managed PoE Switch) và thông minh (Smart PoE Switch).

• Bộ chuyển mạch cấp nguồn PoE không được quản lý (Unmanaged PoE Switch) là giải pháp “cắm và chạy” đơn giản đi kèm với các cấu hình cố định. Chúng rất phù hợp với các doanh nghiệp nhỏ không có bộ phận CNTT chuyên dụng và có ít thiết bị cần kết nối.
• Bộ chuyển mạch cấp nguồn PoE được quản lý (Managed PoE Switch) đắt hơn nhưng cung cấp khả năng bảo mật nâng cao và nhiều tùy chọn cấu hình. Chúng mang lại hiệu suất tuyệt vời cho các mạng phức tạp và cho phép khắc phục sự cố từ xa. Swithc PoE được quản lý lý tưởng cho các doanh nghiệp có đội ngũ nhân viên CNTT được đào tạo bài bản và những doanh nghiệp có kế hoạch mở rộng trong tương lai.
• Bộ chuyển mạch cấp nguồn PoE thông minh (Smart PoE Switch), còn được gọi là Web Managed PoE Switch), thường được sử dụng trong các mạng nhỏ hơn hoặc ở rìa của các mạng lớn hơn dựa vào các switch được quản lý. Chúng không có khả năng giám sát và khắc phục sự cố từ xa. Smart switch cung cấp phiên bản đơn giản hóa các tính năng quản lý mạng, bảo mật và chất lượng dịch vụ (QoS).

Các tiêu chuẩn PoE áp dụng cho bộ chuyển mạch cấp nguồn PoE

• PoE Switch: có thể cung cấp điện cho PD thông qua cáp Ethernet để thực hiện kết nối mạng, hỗ trợ mức tiêu thụ điện năng tối đa lên đến 15,4W (IEEE 802.3af) cho mỗi cổng PoE với dải điện áp từ 44V đến 57V.
• Switch PoE+ cũng cung cấp nguồn điện qua hai cặp, nhưng nó bổ sung thêm một lớp công suất có thể cung cấp công suất lên đến 25,5W cho một PD có dải điện áp từ 42,5V đến 57V. Công suất tối đa được cung cấp bởi mỗi cổng của switch PoE+ là 30W, cùng với dải điện áp từ 50V đến 57V.
• PoE++ network switch là thế hệ tiếp theo của công nghệ PoE+. PoE++ switch hỗ trợ công suất lên đến 60 watt cho mỗi cổng theo Type 3 và cung cấp mức công suất cao nhất cho các switch Power over Ethernet – lên đến 90W trên mỗi cổng PoE theo Type 4.

Không cần phải lo lắng về quản lý nguồn điện với các bộ chuyển mạch mạng hiện đại do chúng được trang bị công nghệ thông minh để tự động phát hiện xem thiết bị được kết nối có tương thích với PoE hay PoE+ hay không. Nếu một thiết bị hỗ trợ PoE chỉ cần 5W, bộ chuyển mạch sẽ cung cấp chính xác. Nếu thiết bị cần nhiều điện năng hơn, lên đến 20W hoặc hơn trong khả năng PoE+ của nó, bộ chuyển mạch sẽ điều chỉnh cho phù hợp. Tuy nhiên, đối với các thiết bị không cần PoE, bộ chuyển mạch chỉ hoạt động để truyền dữ liệu, đảm bảo tính linh hoạt trong cấu hình mạng và hỗ trợ thiết bị.

Các lợi ích khi sử dụng Switch PoE

• Cài đặt đơn giản: PoE kết hợp truyền dữ liệu và nguồn điện thành một gói duy nhất, giúp việc cài đặt trở nên đơn giản và có thể mở rộng.
• Tính linh hoạt: PoE cho phép triển khai các thiết bị ở những vị trí xa xôi mà không cần ổ cắm điện, mang lại sự linh hoạt trong việc bố trí thiết bị.
• Bảo mật và độ tin cậy được cải thiện: Mạng PoE có thể được quản lý và giám sát tập trung từ bộ chuyển mạch, mang lại khả năng kiểm soát nâng cao đối với việc phân phối điện. Nguồn điện dự phòng đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu và giảm thiểu rủi ro mất dữ liệu.
• Thẩm mỹ được cải thiện: Với PoE, nhu cầu về dây điện dư thừa sẽ bị loại bỏ, mang lại thiết lập sạch hơn và hấp dẫn hơn về mặt thị giác. Điều này không chỉ cải thiện tính thẩm mỹ mà còn tăng cường tính an toàn.
• Hiệu quả về chi phí: PoE tiết kiệm năng lượng, tự động phân bổ điện đến nơi cần thiết, do đó giảm mức tiêu thụ năng lượng so với các nguồn điện truyền thống. Nó cũng loại bỏ nhu cầu lắp đặt điện bổ sung, giúp tiết kiệm chi phí thay đổi cơ sở hạ tầng.

Cách lựa chọn Switch PoE theo ngân sách điện năng

Ngân sách điện PoE thể hiện sự phân bổ điện năng, cung cấp điện cho các thiết bị cấp nguồn (PD) như camera IP, điểm truy cập không dây (Wifi AP), điện thoại VoIP và các cảm biến. Tổng công suất mà các PD được kết nối yêu cầu không được vượt quá công suất tối đa do PSE cung cấp. Công suất không đủ có thể làm các thiết bị hoạt động kém ổn định, dẫn đến chu kỳ cấp nguồn không liên tục hoặc hỏng thiết bị. Do đó, việc hiểu ngân sách điện PoE là rất quan trọng. Nó đề cập đến tổng công suất mà PSE có thể cung cấp cho các PD được kết nối của nó. Tính toán sai ngân sách này có thể dẫn đến các thiết bị không khả dụng hoặc bị hỏng, thời gian ngừng sản xuất hoặc mất mạng.

Tiêu thụ điện năng tối đa cho mỗi cổng PoE

Nhu cầu về điện năng của thiết bị phụ thuộc vào những gì bạn đang kết nối. Hầu hết các thiết bị, chẳng hạn như camera an ninh, điện thoại IP và AP không dây tiêu chuẩn, không yêu cầu quá 30 watt.

Để xác định yêu cầu về công suất thực tế của PD, hãy kiểm tra thông số kỹ thuật của nhà sản xuất về “Tiêu thụ điện năng tối đa”. Nếu giá trị này thấp hơn đáng kể so với công suất tối đa của một cổng Switch PoE, người quản trị nên cân nhắc cấu hình “Giới hạn cổng” để tránh quá tải.

Tuy nhiên, một số thiết bị, như Camera Speed Dome hoặc Camera P/T/Z ngoài trời có thể cần hơn 30 watt để có hoạt động. Đối với những trường hợp này, Switch PoE++ là giải pháp để cung cấp điện năng PoE công suất lớn cho chúng.

Tổng ngân sách điện PoE

Tổng ngân sách điện PoE là công suất tối đa có sẵn cho một hệ thống mạng cấp nguồn PoE cụ thể, được xác định bởi nguồn điện được sử dụng. Nó bao gồm mức tiêu thụ điện của tất cả các thành phần trong hệ thống, bao gồm các thiết bị tiêu thị điện năng trong mạng. Vượt quá ngân sách này có thể dẫn đến trục trặc hệ thống, khiến các nhà thiết kế phải cân bằng cẩn thận các yêu cầu về điện.

Khi tính toán ngân sách PoE, hãy cộng tổng mức tiêu thụ điện năng tối đa của tất cả các PD được kết nối với một bộ chuyển mạch cấp nguồn PoE, làm tròn lên để cung cấp vùng đệm an toàn. Ví dụ: nếu hệ thống có 4 Camera IP, mỗi camera có mức tiêu thụ điện năng tối đa là 12,5W, bạn sẽ cần 12,5W x 4 thiết bị = 50W. Và như vậy một bộ chuyển mạch Ethernet 802.3af 4 cổng cung cấp 15,4W cho mỗi cổng, với tổng ngân sách PoE là 15,4W x 4 cổng = 61,6W sẽ phù hợp với yêu cầu.

Các ứng dụng phổ biến của Switch PoE

Trong những năm qua, switch PoE đã ngày càng phổ biến như một phương pháp thuận tiện và hiệu quả để cấp nguồn điện cho nhiều loại thiết bị IT, chẳng hạn như điện thoại IP, điểm truy cập không dây Wi-Fi AP, Camera IP an ninh và các thiết bị IoT khác.

Các tiêu chuẩn PoE mới nhất, chẳng hạn như IEEE 802.3af, IEEE 802.3at (PoE+) và IEEE 802.3bt (PoE++), đã tăng khả năng cung cấp điện. PoE+ có thể cung cấp tới 30 watt điện cho mỗi cổng, trong khi PoE++ có thể cung cấp tới 90 watt cho mỗi cổng. Các mức công suất cao hơn này cho phép switch PoE hỗ trợ nhiều loại thiết bị hơn, bao gồm cả những thiết bị có yêu cầu về công suất cao hơn.

Hơn nữa, switch PoE thường được trang bị các tính năng tiên tiến như quản lý điện năng, ưu tiên và giám sát. Các tính năng này cho phép phân bổ điện năng hiệu quả, đảm bảo rằng các thiết bị quan trọng nhận được điện năng trước và cho phép quản trị viên theo dõi và khắc phục sự cố sử dụng điện năng một cách hiệu quả.

Bộ chuyển mạch PoE đã mang đến giải pháp tiện lợi và tiết kiệm chi phí để cấp nguồn cho các bộ chuyển mạch mạng và các thiết bị khác. Với các tiêu chuẩn mới nhất và các tính năng tiên tiến, các bộ chuyển mạch PoE tiếp tục phát triển, cung cấp khả năng cung cấp điện nâng cao và các tùy chọn quản lý toàn diện.