Cáp quang cấp nguồn: Giải pháp mở rộng khoảng cách kết nối PoE?

PoE Switch là một công nghệ lý tưởng để sử dụng trong gia đình và doanh nghiệp, cho phép một cáp duy nhất truyền dữ liệu và nguồn điện cho các thiết bị như camera IP, điểm truy cập WIFI và thiết bị đầu cuối mạng quang. Tuy nhiên, hệ thống cáp PoE bị hạn chế về khoảng cách, và cũng tồn tại các nhược điểm như khả năng cung cấp điện, vị trí thiết bị. Làm thế nào để vượt qua giới hạn của cự ly 100 mét? Bài viết này sẽ bật mí điều đó.

Nhu cầu mở rộng phạm vi tiếp cận các thiết bị PoE cao hơn

IoT, căn hộ thông minh, hệ thống bảo mật IP và các tín hiệu kỹ thuật số đều là những ứng dụng được hưởng lợi từ công nghệ PoE. Hiện nay, ngày càng có nhiều người, doanh nghiệp quy mô lớn hoặc khách sạn ứng dụng PoE.

 

Ứng dụng PoE thường được thực hiện qua hệ thống cáp mạng, thực hiện chức năng cung cấp nguồn điện và truyền dữ liệu. Trong những năm qua, các tiêu chuẩn PoE mới đã được phê chuẩn để đáp ứng yêu cầu cung cấp mức công suất cao hơn, cho phép nhiều PD (thiết bị tiêu thụ điện) được kết nối. Chẳng hạn, tiêu chuẩn 100w PoE mới nhất IEEE 802.3bt cho phép gần 100W điện được truyền qua cáp mạng. Tuy nhiên, PoE qua cáp đồng vẫn bộc lộ những hạn chế về khoảng cách 100 mét giữa thiết bị cấp nguồn (PSE) và thiết bị được cấp nguồn (PD). Lưu ý rằng không phải chiều dài cáp tối đa nào cũng giống nhau cho các ứng dụng khác nhau. Khoảng cách thực tế cấp nguồn cho một thiết bị có thể được rút ngắn bởi điện áp của nguồn điện cung cấp, chất lượng của cáp và các yếu tố khác.

 

PoE với dây cáp bằng đồng

PoE cáp đồng là một dạng điển hình. Một bộ PoE Switch được kết nối với camera IP thông qua dây cáp đồng. Camera IP phải được đặt trong phạm vi 100 mét so với PoE Switch. 

Chiều dài cáp tối đa cho PoE

 

Khi bộ chuyển mạch Ethernet không có chức năng PoE nhưng cần hỗ trợ PD, bộ PoE Injector midspan có thể được thêm vào trong đường kết nối, chuyển đổi AC thành DC để đáp ứng nhu cầu cung cấp điện cho PD. Nhưng lưu ý rằng sử dụng PoE Injector midspan sẽ không nới dài khoảng cách của PoE.

 

 

Cài thêm PoE để cấp nguồn cho các PD bằng PoE Injector

 

Rõ ràng là nếu không sử dụng các công nghệ mở rộng phạm vi ở tầm xa hơn, khoảng cách truyền dẫn của PoE vẫn sẽ bị giới hạn. Để vượt qua giới hạn khoảng cách 100 mét bằng cáp đồng, thiết bị midspan đóng vai trò như bộ mở rộng PoE hoặc bộ chuyển đổi phương tiện được thêm vào kết nối.

 

Bộ mở rộng PoE: Bộ mở rộng có thể giúp mở rộng các thiết bị PoE như Camera IP, điện thoại VoIP, điểm truy cập không dây lên đến 100 mét từ một điểm khác. Nhiều bộ mở rộng kết nối sẽ mở rộng thêm 100 mét để đạt được khoảng cách xa hơn. Khoảng cách mở rộng cụ thể và số lượng bộ mở rộng PoE rất đa dạng từ các nhà cung cấp khác nhau đến các kiểu máy khác nhau.

Bộ mở rộng PoE  giúp mở rộng khoảng cách của thiết bị PoE Switch

 

Bộ chuyển đổi phương tiện (Media Converter): Là một giải pháp phổ biến để mở rộng một liên kết hiện có bằng cách chuyển đổi từ cáp đồng sang cáp quang. Trong một cáp mạng bằng đồng, cáp được sử dụng theo cặp để chèn vào một đoạn sợi quang. Như trong hình bên dưới, một bộ chuyển đổi cáp đồng sang cáp quang được thêm vào gần PoE Switch, có thể mở rộng kết nối qua khoảng cách xa hơn với cáp quang.

 

Các Bộ chuyển đổi phương tiện hỗ trợ mở rộng khoảng cách PoE

 

Hệ thống cáp quang cấp nguồn

Theo cách truyền thống, cáp đồng Ethernet cung cấp các chức năng mà cáp quang không có: Cáp đồng có thể cấp nguồn điện và truyền dữ liệu qua một cáp duy nhất, trong khi cáp quang được công nhận với khả năng truyền tải dữ liệu trên một khoảng cách xa. Nhưng sự xuất hiện của cáp quang đã thay đổi tất cả những điều này.

 

Cáp quang được cấp nguồn không hoàn toàn là sợi quang. Nó là cáp đồng sợi lai (hybrid copper-fiber cable), cụ thể hơn là sợi quang và sợi đồng được kết hợp với nhau thành một cáp duy nhất, phục vụ cho việc truyền dữ liệu và cấp nguồn điện. Loại cáp đồng sợi lai này không bị giới hạn trong phạm vi 100 mét, nguồn điện được cấp qua các dây dẫn đồng lớn, riêng biệt.

 

Hệ thống cáp quang có chức năng quản lý cáp và sợi quang, quản lý truyền tải điện, an toàn và bảo vệ quá tải, cũng như nguồn điện đa năng (PSU). Khoảng cách truyền của hệ thống cáp quang được cấp nguồn có thể dài hơn tới 30 lần so với hệ thống cáp CAT.

 

Hệ thống cáp quang cấp nguồn

 

So sánh PoE Switch sợi cáp đồng và sợi cáp quang

Cáp đồng hay cáp quang loại nào tốt hơn? Dưới đây chính là những yếu tố so sánh giữa chúng:

 

Tính linh hoạt: So với PoE sử dụng cáp đồng, hệ thống cáp quang linh hoạt hơn. Cáp quang đóng vai trò như một dây nối dài truyền nguồn điện và dữ liệu, các PD (thiết bị được cấp nguồn) có thể được lắp đặt ở những vị trí mà chúng có thể phát huy hết khả năng vận hành hơn là những nơi có điện.

 

Cài đặt và quản lý: Khác với cáp đồng sử dụng bộ chuyển đổi phương tiện hoặc các thiết bị khác để mở rộng khoảng cách PoE, sợi quang và đồng được kết hợp trong một cấu trúc cáp duy nhất làm giảm số lượng cáp, giúp việc cài đặt và triển khai dễ dàng hơn. 

 

Thời gian và chi phí: Thiết kế cáp đồng sợi lai giúp loại bỏ chi phí cho nguồn điện hạ thế đến từng vị trí và chi phí cho các cáp nguồn và cáp điện riêng biệt trong hệ thống cáp đồng. Cần ít chi phí lao động và thời gian lắp đặt hơn để hoàn thiện mạng PoE với cáp quang được cấp nguồn.

 

Tính khả dụng: Mặc dù cáp quang được cấp nguồn không phải là thứ mới trong lĩnh vực lĩnh vực truyền thông, nhưng các bộ phận phần cứng không phát triển cùng tốc độ, điều này có thể tạo ra những thách thức cho hệ thống cáp quang. Chẳng hạn, có ít camera an ninh được trang bị cổng cáp quang. Do đó, việc triển khai PoE trong ứng dụng này sẽ yêu cầu bộ chuyển đổi phương tiện PoE. Trong những ứng dụng gồm nhiều thiết bị cần được cấp nguồn, điều này có thể rất bất tiện.

 

Nhìn chung, việc sử dụng cáp sợi quang để mở rộng khoảng cách PoE không phải là không có thách thức. Chính vì thế, số lượng các nhà cung cấp cáp quang trên thị trường vẫn chiếm thiểu số. Tuy nhiên, nhìn vào bức tranh toàn cảnh hơn, việc sử dụng cáp quang cùng với hệ thống PoE có nhiều lợi thế hơn so với cáp đồng truyền thống, bất kể về chi phí, phạm vi truyền tải hay điện áp.

 

Tương lai của PoE và cáp sợi quang

Cuộc sống ngày càng phát triển, hệ thống cáp quang nhất định phải phát triển để hỗ trợ hiệu quả hơn khi cần thiết. Hệ thống cáp quang được cấp nguồn là giải pháp để mở rộng khoảng cách kết nối PoE, phục vụ cho nhu cầu sử dụng nhiều thiết bị tại một điểm duy nhất trong vùng phủ sóng rộng lớn. Hệ thống ang-ten hoạt động 5G, thiết bị IoT, thành phố thông minh, hệ thống chiếu sáng LED, hệ thống giám sát… sẽ là những ứng dụng mà cáp quang cấp nguồn và PoE được sử dụng rộng rãi.

 
 
Chia sẻ bài viết: Facebook Twitter Email

Tin liên quan

Bình luận