cialisfrance24.com
viagra-50-online-store.com

Tiêu chuẩn PoE mới IEEE 802.3BT hỗ trợ 49 Watt

PDF. In Email

Thứ sáu, 29 Tháng 5 2015 17:23   |  Số truy cập: 5860

Những nghiên cứu đã chứng minh phiên bản PoE mới sử dụng bốn đôi dây để cấp nguồn hiệu quả hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn sử dụng hai đôi dây được qui định trong 802.3af và 802.3at.

Các kỹ sư của Viện kỹ nghệ Điện và Điện Tử (IEEE) hiện đang nghiên cứu phát triển công nghệ PoE thế hệ tiếp theo (tiêu chuẩn 802.3bt). Bài viết này sẽ đánh giá và thảo luận một số thông tin về dự án phát triển tiêu chuẩn IEEE 802.3bt. Đầu năm 2013, IEEE đã thành lập một nhóm kỹ sư nghiên cứu các thông số khi sử dụng PoE trên 4 đôi dây. Việc nghiên cứu này được kỳ vọng có thể nâng cao khả năng cung cấp nguồn lên hơn 25,5 Watt trên từng cổng mạng của switch. Trưởng nhóm nghiên cứu, ông Chad Jone cho biết: "PoE đã trở thành phương thức cấp nguồn chủ yếu cho các thiết bị hoạt động trên nền Ethernet, cụ thể là điện thoại IP, AP (Access Point) và camera IP, giúp người dùng triển khai hệ thống mạng thuận tiện hơn. Với khả năng hỗ trợ công suất hơn 25,5 Watt, hệ thống có thể hỗ trợ được nhiều thiết bị mạng cần công suất lớn. Ngoài ra, công nghệ này còn giúp giảm ít nhất một nửa năng lượng thất thoát trong quá trình cấp nguồn". Từ thời điểm đó, những nỗ lực của nhóm nghiên cứu đã nhận được giấy phép PAR (Project Authorization Request) và dự án chính thức được phát triển dưới tên gọi 802.3bt. Nhờ hỗ trợ của các nhà sản xuất cáp, rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trong quá trình phát triển 802.3bt nhằm nâng cao khả năng cấp nguồn cho thiết bị thông qua hệ thống cáp đôi xoắn.

Lịch sử phát triển

Tại một trong những hội nghị chuyên đề diễn ra trên web (web seminar) tổ chức bởi tạp chí Cabling Installation & Maintenance và Berk-Tek, ông Paul Vanderlaan, giám đốc kỹ thuật của Nexans đã trình bày chi tiết những thông số kỹ thuật cơ bản của công nghệ PoE.

Tiêu chuẩn PoE đầu tiên, IEEE 802.3af, được thông qua vào năm 2003. Khi đó, tiêu chuẩn chỉ định cung cấp nguồn với công suất 13 Watt (350 mili- Ampe) thông qua hệ thống cáp đạt chuẩn Cat. 3 hoặc Cat. 5. Các thông số kỹ thuật áp dụng cho hệ thống cáp Cat. 3 hoặc Cat. 5 được chỉ định phù hợp với các tiêu chuẩn của IEEE nhằm cải thiện nền tảng thi công hệ thống cáp, hoặc hỗ trợ phát triển các ứng dụng dựa trên nền tảng đã chọn. Ông Vanderlaan cũng trình bày hai phương án cung cấp nguồn khác nhau của 802.3af (Alternative A và Alternative B). Những phương pháp cấp nguồn này sử dụng hai trong bốn đôi dây để cấp nguồn cho thiết bị.

Tiêu chuẩn IEEE 802.3at (thường được biết với thuật ngữ PoE Plus– PoE+) được phê duyệt vào năm 2009. Với khả năng cấp nguồn 25,5 Watt và 60 mA, PoE+ yêu cầu hệ thống cáp phải đạt hiệu suất tối thiểu là Cat. 5. Cũng năm 2009, chuẩn ứng dụng 1000Base-T bắt đầu phổ biến trên thị trường, yêu cầu phải truyền tải dữ liệu trên cả bốn đôi dây. Vì vậy, hai phương án cấp nguồn A và B đã được điều chỉnh lại trong 802.3at so với 802.3af, và PoE+ vẫn duy trì phương án dùng hai đôi dây để cấp nguồn.

Nỗ lực nâng cao hiệu suất

Những nghiên cứu đã chứng minh phiên bản PoE mới sử dụng bốn đôi dây để cấp nguồn hiệu quả hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn sử dụng hai đôi dây được qui định trong 802.3af và 802.3at hiện tại. Tại các buổi web seminar đã đề cập trên đây, ông Vanderlaan cũng cung cấp các số liệu và kết quả thực tế khi sử dụng hai và bốn đôi dây để cấp nguồn: "Thử nghiệm trên cùng một thiết bị mạng với đường cáp dài 40 mét hoạt động liên tục trong vòng một năm (8760 giờ), tiết kiệm được 8 Watt điện năng. Nếu triển khai cho khoảng 100 triệu thiết bị trên thế giới, có thể tiết kiệm đến 60,8 triệu kilo-Watt giờ".

So sánh với nguồn điện sản xuất từ than đá, 60,8 triệu kilo-Watt tương đương 29,96 triệu kilo-gram than đá. Những nghiên cứu và số liệu này đã tạo động lực cho tổ chức IEEE thiết lập chuẩn 802.3bt: sử dụng bốn đôi dây để cấp nguồn.

Mục tiêu của tiêu chuẩn "bt" bao gồm: tương thích ngược với chuẩn "af" và "at", hỗ trợ ứng dụng 10Gbase-T, chỉ định các thông số nhằm hạn chế sự thiếu cân bằng khi truyền tín hiệu giữa các đôi dây, và cung cấp tối thiểu mức công suất 49 Watt cho các thiết bị.

Sự phát triển công nghệ

Tiêu chuẩn 802.3at được phê duyệt năm 2009 vẫn không khiến các nhà phát triển công nghệ hài lòng, họ tiếp tục chờ đợi thế hệ PoE tiếp theo của IEEE. Trong lúc đó, một vài công nghệ mới không phải tiêu chuẩn IEEE đã được giới thiệu trên thị trường thiết bị cấp nguồn và được phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu hiện tại của người dùng.

Trong đó, hệ thống cấp nguồn nổi bật nhất thuộc về công nghệ UPOE (Universal PoE) của Cisco, được giới thiệu vào giữa năm 2011, cung cấp 60 Watt cho thiết bị. Thời điểm đó, các thiết bị cần 60 Watt có thể lấy nguồn từ switch Catalyst 4500E, gồm: điện thoại IP của Cisco, các switch nhỏ gọn và các thiết bị AP không dây. Công nghệ này đã được triển khai thành công vào năm 2012 cho khách sạn Mandarin Orient tại Boston, MA.

Tháng 9/2011, liên minh HDBase-T (http://www.hdbaset.org) đã công bố chi tiết các mô tả kỹ thuật của công nghệ POH (Power Over HDBase-T) như là phụ lục HDBase-T 1.0. Theo liên minh HDBase-T, công nghệ POH có khả năng cung cấp đến 100 Watt cho các loại TV và nhiều thiết bị khác trong khoảng cách 100 mét chỉ với một kết nối cáp Cat. 5e hoặc Cat. 6 và đầu kết nối chuẩn RJ45. Điều này đồng nghĩa không cần phải kết nối các thiết bị điện tử vào ổ cắm nguồn. Một trong những đặc trưng của công nghệ POH là giảm đáng kể mức điện năng tiêu thụ tổng thể.

Nhìn chung, đã có nhiều thay đổi từ khi IEEE công bố tiêu chuẩn 802.3at vào năm 2009: sự ra đời công nghệ UPOE của Cisco và POH của liên minh HDBase-T. Đồng thời, nhu cầu triển khai số lượng lớn các thiết bị có nguồn (thậm chí hơn) 25,5 Watt đang tăng cao. Do đó, IEEE đã chỉ định mức công suất tối thiểu 49 Watt và chưa đưa ra công suất tối đa có thể hỗ trợ trong 802.3bt.

Các vấn đề về cáp

Một trong những mục tiêu của 802.3bt là hỗ trợ ứng dụng 10Gbase-T, đòi hỏi hệ thống cáp đôi xoắn phải có hiệu suất cao. Các chuyên gia kỹ thuật trong lĩnh vực cáp đã đưa ra những yếu tố cần xem xét với mỗi loại cáp trước khi hỗ trợ 10G. Tuy nhiên, vẫn chưa có tuyên bố nào khẳng định để hỗ trợ 10Gbase-T yêu cầu tối thiểu hệ thống cáp phải đạt Cat. 6A. Tổ chức IEEE không phụ trách các vấn đề liên quan đến hiệu suất hệ thống cáp. Những vấn đề này do tổ chức TIA hoặc ISO/IEC đảm nhiệm, cũng tương tự trường hợp tiêu chuẩn ứng dụng 802.3bt.

Tháng 01/2014, CommScope đã công bố về PoE trong tài liệu của họ, giải thích: "Trong phạm vi thảo luận về công nghệ PoE trên 4 đôi dây hiện tại, tất cả hệ thống cáp hiệu suất tối thiểu phải đạt chuẩn Cat. 5e với chiều dài kết nối 100 mét, trong trường hợp tối đa có 4 kết nối (cross-connect). Điều này đồng nghĩa hệ thống cáp Cat. 5e là yêu cầu tối thiểu để triển khai. Do đó, Cat. 6 hoặc Cat. 6A được khuyến nghị như là những giải pháp tốt hơn".

Có nhiều đặc trưng vật lý về cáp ảnh hưởng quan trọng đến chuẩn 802.3bt. Để tránh những phức tạp khi đề cập về cấp nguồn trên cáp đôi xoắn, có thể hiểu đơn giản là: tăng lượng đồng nguyên chất hoặc tăng tiết diện dây dẫn sẽ hỗ trợ tốt hơn cho việc cấp nguồn. Chính vì vậy, tiêu chuẩn 802.3bt sẽ dễ triển khai hơn khi chuyển từ hệ thống mạng Cat. 5e sang Cat. 6 hoặc Cat. 6A, do tiết diện của mỗi sợi cáp sẽ tăng lên và lượng đồng nguyên chất cũng tăng theo.

Người dùng muốn triển khai và tận dụng khả năng cấp nguồn của 802.3bt cần chú ý hơn đến thông số hiệu suất hệ thống cáp so với trước đây, đặc biệt là điện trở thuần bất đối xứng và điện trở bất đối xứng giữa các đôi dây đã được khảo sát kỹ trong 802.3bt. Các tiêu chuẩn sau này yêu cầu điện năng càng cao, kéo theo cường độ dòng điện càng cao, vì vậy có thể dự báo trước thông số cường độ dòng điện hỗ trợ trong 802.3bt từ 800 mA đến 1000 mA. Mức Ampe này sẽ ảnh hưởng đến hệ thống kết nối cáp và khi đó, các thông số hiệu suất như thông số điện trở thuần bất đối xứng và điện trở bất đối xứng giữa các đôi dây cần phải được đảm bảo.

Ông Vanderlaan kết luận: "Khi lựa chọn cáp, người dùng không đơn thuần chỉ quan tâm đến tốc độ cáp hỗ trợ, mà còn cả khả năng cấp nguồn của loại cáp. Vì những gì chúng ta đang cắm rút hiện nay, trong tương lai đều có thể cấp nguồn".

Hiện tại, vấn đề phát sinh nhiệt của các bó cáp khi triển khai 802.3bt đang được nghiên cứu. Trong tài liệu của CommScope có đề cập, "để tiết kiệm chi phí làm mát và tối đa thời gian sử dụng của hệ thống kết nối cáp, điều quan trọng là phải tính đến nhiệt phát sinh trên hệ thống cáp. Khi công nghệ cấp nguồn từ xa được triển khai, nhiệt độ cáp sẽ gia tăng do nhiệt phát sinh từ lõi đồng dẫn điện… Phụ thuộc vào điều kiện thi công, nhiệt phát sinh sẽ bị tán xạ vào môi trường xung quanh cho đến khi trạng thái cân bằng được thiết lập. Điều quan trọng cần chú ý là nhiệt độ của từng sợi cáp trong bó không được vượt quá giới hạn được qui định của từng chủng loại cáp."

"Tiêu chuẩn 802.3.bt PoE trên 4 đôi dây của IEEE kỳ vọng sẽ giúp cáp chịu được nhiệt độ tăng thêm 10 °C khi cả 4 đôi dây đều được sử dụng để cấp nguồn. Nhiệt độ hoạt động của hệ thống cáp trong khoảng -20 °C đến 60 °C và nhiệt độ môi trường xung quanh không được quá 50°C. Việc sử dụng cáp có hiệu suất cao với điện trở thuần thấp và khả năng tán xạ nhiệt tốt có thể hạn chế gia tăng nhiệt độ của cáp. Do đó, hệ thống cáp Cat. 6A được đề xuất dùng cho công nghệ PoE trên 4 đôi dây, vì khi nhiệt độ tăng cao sẽ làm tăng mức độ suy hao (insertion loss) và chiều dài tối đa của tuyến cáp cũng bị ảnh hưởng, ANSI/ TIA-568-C.2."

Kết luận

Việc IEEE công bố tiêu chuẩn 802.3.bt đưa ra giải pháp giúp cung cấp nguồn cho nhiều thiết bị mạng thông qua công nghệ PoE hơn so với hiện nay. Theo đó, các nhà quản trị hệ thống cáp cũng nên đánh giá lại hệ thống hạ tầng, xem thiết bị nào có thể được hỗ trợ và thiết bị mới nào có thể cấp nguồn thông qua công nghệ PoE. Bên cạnh đó, cần cân nhắc cũng như xem xét các đặc tính về hiệu suất truyền dẫn điện của cáp được yêu cầu để hỗ trợ PoE thế hệ tiếp theo khi triển khai hệ thống cáp.

Trần Văn Thanh
Theo CIM

 

DMCA.com Protection Status


Các bài viết khác

ABB
Brady
CommScope
Emerson
Fluke Network
Fredton
Vietrack