التغذية عبر الايثرنيت PoE

مارس 18, 2019 saeed sleiman

التغذية عبر الايثرنيت PoE

كما نعلم بأن السماعات الصوتية حتى تعمل لابد من تكبير الإشارة الصوتية (التي تخرج من المكسر, او المسجل أو غيره) التي تكون في مستوى (الخط) Line  وهي إشارة ذات مستوى منخفض لايمكن للسماعات الصوتية ذات الاستطاعة المتوسطة او العالية ان تستجيب لها (طبعا لا نتكلم عن سماعات الرأس او الهيدفون) لذا يتم استخدام مكبر صوت Amplifier يرفع مستوى هذه الإشارة حتى تستطيع السماعة انتاج الصوت. وهذا المكبر الصوتي يكون اما يكون بعيد عن السماعة ضمن أجهزة الصوت الأخرى مثل المكسر او أجهزة التسجيل وغيرها، أو ان يكون المكبر Amplifier متضمن داخل السماعة وهي السماعات التي تسمى Powered Speaker. ولكن حتى يعمل هذا المكبر او الامبليفاير في هذه السماعات, لابد من تأمين تغذية كهربائية له, بالتالي يتم تمديد كابلين لهذه السماعات حتى تعمل,  الأول هو الذي يحمل الإشارة الصوتية و الثاني هو كابل التغذية الكهربائية AC.

السماعات الحديثة التي تعمل بتقنية PoE   تحوي مكبر صوت داخلها يتم توصيلها بكابل الشبكة المعروف CSAT5 ويتم تغذية المكبر الصوتي للسماعة بالتغذية الكهربائية عن طريق كابل الشبكة نفسه.

ما المقصود ب PoE؟

هذه التقنية التي تعني التغذية عبر الإيثرنت Power over Ethernet

وهذه التقنية التي  تعمل على تأمين التغذية الكهربائية للأجهزة التي تعمل عن طريق الشبكات والتي تكون بعيدة عن مركز الأجهزة مثل كاميرات المراقبة وسماعات الصوت بالتغذية الكهربائية التي لابد من تأمينها حتى تعمل مثل هذه الأجهزة.

لنسرد اولا  بعجالة بعض الاساسيات في الشبكات, الايثرنيت Ethernet هو ببساطة الشبكة المحلية   Local Area Network وتختصر ب LAN التي تكون ممدودة في مكان محدود والتي تعتمد على  تكنولوجيا تقوم على تنفيذ عمليات التراسل بين الحواسب فيما بينها و بين الأجهزة الإضافية المرتبطة بها والتي يتم التواصل فيما بينها عبر مجموعة من القواعد العامة لطريقة الربط الفيزيائي ونقل رسائل البيانات.

هذه القواعد تحدد شكل الكابل وشدة التيار المتحكم بالإشارات الكهربائية الحاملة لرسائل البيانات.  إضافة الى تحديد العنوان ماك MAC Address.

ولا تزال تقنيات الإيثرنت في تطور مستمر منذ نشوئها عام 1979 بحيث تزداد قدرتها على التوسع الدائم واستيعاب أكبر عدد ممكن من الأجهزة المتصلة مع تأمين إمكانية النقل بسرعات عالية خلال أزمنة صغيرة وهذا ما يجعلها من أوسع تقنيات الشبكات المحلية انتشاراً وأكثرها استخداماً.

تختلف شبكات الإيثرنت فيما بينها من حيث السرعات التي توفرها وهي:

Ethernet  و السرعة فيها 10 Mbps

Fast Ethernet والسرعة فيها تصل الى 100 Mbps

Giga Ethernet و السرعة فيه تصل الى 10 Gbps

(Mbps  ميغا بت في الثانية الواحدة بينما Gbps  جيجا بت بالثانية)

يتم استخدام كايل ذو ثمانية أسلاك او 4 ازواج Pairs   (بيير)  RJ-45

و يسمى الجاك الذي يتم توصيل هذه الاسلاك فيه ب RJ-45

ويتم استخدام ما يسمى مفتاح Switch  الذي يتم عبره توصيل الأجهزة الالكترونية المتصلة على الشبكة. مثل سماعات او كاميرات IP او أجهزة هاتف IP وغيرها.

الوظيفة الأساسية للسويتش  هي تلقي المعلومات من أي مصدر متصل بها وإرسال هذه المعلومات إلى الوجهة المناسبة فقط. وهذا الذي يميز السوتش Switch عن  Hub الذي يحصل على المعلومات ويعيد توجيهها إلى كل جهاز آخر في الشبكة.

بعض أنواع السويتش تحوي PoE  لبعض جاكاتها وهذا يعتمد على نوع هذا السويتش.

طبعاً موضوع الإيثرنت واسع جدا وفيه كقير من التفاصيل لا يسعني الان ذكرها هنا.

أنواع PoE

بعض أجهزة IP تحتاج الى تغذية ليست عالية نسبياً مثل تلفونات IP و كاميرات المراقبة IP. الا ان سماعات الصوت تحتاج الى استطاعة أعلى من هذ الأجهزة التي تستهلك كمية بسيطة من الكهرباء. ولهذا كان هناك تأخير في ادخال هذه التقنية للسماعات بعد ان نجحت بالنسبة للكامبرات و التلفونات IP.

طبعاً هذه التقنية تخفف من تعقيد تمديد الاسلاك وتوفير كبير في تكلفة هذه التمديدات.

هناك عدة معايير Standard الموجودة حاليا لهذه التقنية.

اولاً:

IEEE 803.3.af وهي تحوي بديلين Alternative A  و ِAlternative B

ثانياً:

IEEE 803.3.at

ثالثاً:

IEEE 803.3.bt

ولكن هنا لا بد لنا من شرح بعض المصطلحات Terminologies التي تتبع هذ التقنية و التي قد يتم ذكرها عند الحديث عن هذه التقنية:

  • Power Source Equipment PSE : والتي تعني (جهاز منبع التغذية) أي الجهاز الذي يقوم بتأمين التغذية الكهربائية عبر الشبكة.
  • Powered Device أي الجهاز الذي يتلقى التغذية الكهربائية من كابل الشبكة و يختصر الى PD.

عند توصيل الأجهزة يقوم جهاز PSE بإرسال إشارة الى الجهاز المستقبل PD لمعرفة اذا كان هذا الجهاز مزود أو مهيأ لتقنية PoE. اذا كان مهيأ فإن الجهاز PD يرسل استجابة الى الجهاز المرسل الذي بقوم بتزويد الجهاز بالتغذية الكهربائية او بالاستطاعة  والتي هي حسب التقنية الأولى IEEE 803.3.af تصل الى 15.4 Watts وحيث ان بعض من هذه الاستطاعة تضيع في الاسلاك فأن الاستطاعة التي يتم استلامها في طرف الجهاز المستقبل هي حوالي 12.9 Watts.

وعودة الى كابل الإيثرنت الذ قلنا انه يحوي على ثمانية اسلاك.

في حالة إيثرنت السرعة المنخفضة تستخدم فقط أربع اسلاك (او زوجين) من اجل ارسال البيانات او الداتا Data. بينما الزوجين الباقيين هما احتياط.

يتم استغلال هذ الاسلاك الاحتياطية في الكابل من أجل ارسال التغذية الكهربائية الى الجهاز PD و تسمى في هذه الحالة Aternative B

بينما في السرعات العالية يتم استخدام كل الاسلاك من أجل الداتا أو البيانات ومع ذلك يتم استخدام نفس هذه الاسلاك من أجل توصيل التغذية الكهربائية الى الجهاز PD و تسمى هذه التقنية Alternative A.

و بالعودة الى المعايير التي ذكرتها سابقاً, فإنه حسب كل معيار يمكن توصيل كمية معينة من الطاقة او الاستطاعة الكهربائية الى الجهاز PD.

علماً ان IEEE 803.3.bt والتي يمكن ان تعطي استطاعة تصل حتى 100 وات ما زالت قيد التطوير. حيث يتم استخدام كل اسلاك الكابل الثمانية من اجل ارسال إشارة الداتا وارسال التغذية الكهربائية وبالتالي ارسال كمية أكبر من الاستطاعة.

وبالتالي فإن إمكانية ارسال هذه الكمية الكبيرة (نسبياً) من الطاقة عبر اسلاك الشبكات يمكن استخدام هذ التقنية حتى في الانارة بواسطة لمبات LED.

الجدول التالي يبين مختلف أنواع PoE وفيه يتبين قيمة الجهد الكهربائي او الفولت وكمية التيار الذي يمكن نقله وحسب نوع الكابل.

طبعاً ان امكانية ارسال هذه الكمية من الاستطاعة عبر كابل الشبكة Cat5  او Cat6  يسمح بتغذية السماعات دون الحاجة الى تغذية كهربائية.

يبقى السؤال ما فائدة هذه السماعة التي تعمل بتقنية   PoE؟

لو نظرنا الى الشكل التالي الذي يبين كيف يتم توصيل هذه السماعة:

نلاحظ ان السماعة ييمكن ان يتم توصيلها مباشرة الى الكمبيوتر دون الحاجة اى استخدام المكبر الصوتي Amplifier. وطبعا بما ان لكل سماعة سيكون لها عنوان فإنه يمكن التواصل معها لوحدها دون بقية السماعات بالتالي مرونة كبيرة في بث الصوت بحيث يمكن ارسال صوت مختلف لكل سماعة او لمجموعة من السماعات حسب ما تريد.

معظم شركات الصوتيات اصبحت تنتج مثل هذ السماعات, و لكن لا أعلم لماذا معظمها يتم اخفاء سعرها عن المستهلك حيث انه يجب عليك الاتصال بالوكلاء لمعرفة التفاصيل.

و للحديث بقية

المهندس سعيد سليمان