PoE กับกล้องวงจรปิด

ในยุคที่แทบทุกเรื่องราวทางเทคโนโลยีก้าวสู่เครือข่ายไร้สาย (Internet of Things, IoT) หรือ อุปกรณ์ที่สามารถเชื่อมต่อและประสานการทำงานผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ตได้ หนึ่งในฐานรากสำคัญของ IoT ก็คือ PoE หรือ Power over Ethernet ซึ่งเป็นวิธีการจ่ายไฟให้อุปกรณ์เครือข่ายด้วยสาย Ethernet (หรือสาย LAN หรือสาย UTP) ซึ่งเป็นเส้นทางหลักในการเชื่อมต่อสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ โดย PoE จ่ายไฟพร้อมกับการรับ/ส่งสัญญาณของสาย LAN (ซึ่งมาตรฐานมี 8 สายย่อย รวมกันอยู่ใน 1 สาย LAN) ช่วยให้ไม่ต้องเดินสายไฟต่างหากจากสายสัญญาณ LAN อีกต่อไป โดยกระแสไฟฟ้าถูกจ่ายจากอุปกรณ์เสริมเพื่อระบบ PoE หรือ อุปกรณ์จ่ายไฟผ่านสาย UTP เช่น PoE Midspan, PoE Endspan เป็นต้น

Power over Ethernet, PoE เหมาะกับอุปกรณ์ IoT ติดตั้งคงที่ อาทิ กล้องวงจรปิด (Closed Circuit TeleVision, CCTV หรืออาจเรียก กล้องรักษาความปลอดภัย Security Camera หรือเรียก กล้องตรวจตราและเฝ้าระวัง Surveillance Camera ก็เข้าใจได้เช่นกัน) รวมถึง Access Control, Home Automation, Indoor Touch, IoT Gateway, IP Phone, Network Router, POS System, Wall Clock with NTP, Wireless Access Point หากใช้กล้องวงจรปิด CCTV รุ่นก่อนๆ ก็สามารถรับการจ่ายไฟรูปแบบ PoE ได้เช่นกัน โดยใช้ PoE Splitter เป็นอุปกรณ์เสริม

การจ่ายไฟระบบ PoE มีความปลอดภัยมากกว่า ด้วยการจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ซึ่งแรงดันต่ำกว่ากระแสสลับ (AC) ที่ใช้กันเป็นมาตรฐานทั่วไป แต่ PoE ก็อาจเพิ่มแรงดันสูงขึ้นได้ตามความเหมาะสมใช้งาน ระยะการจ่ายไฟ PoE ขึ้นกับความสามารถด้านระยะทางของสาย LAN เส้นที่ใช้ร่วมกัน โดย PoE ทำงานร่วมกับสาย UTP มาตรฐาน อาทิ CAT6, CAT5e หรือถ้าเป็นสาย LAN รุ่นอื่น ก็สามารถใช้อุปกรณ์เสริมสำหรับระบบ PoE ได้ทั้งต้นทางและปลายทาง ซึ่งพัฒนาการของ PoE เป็นผลดีกับระบบกล้องวงจรปิดยุคใหม่ ทำให้สามารถติดตั้งกล้อง CCTV แบบใช้สาย โดยไม่ต้องเดินสายจ่ายไฟฟ้าไปพร้อมกัน ซึ่งอาจไกลนับร้อยเมตร ขึ้นอยู่กับคุณภาพของสาย UTP ที่เลือกใช้งาน

เทคโนโลยี PoE, Power over Ethernet เริ่มราวปีค.ศ. 2003 โดย The Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE ซึ่งเป็นหน่วยงานสากลที่กำกับ/ดูแลมาตรฐานการวิจัยและพัฒนาทางวิศวกรรม ทั้งด้านไฟฟ้า โทรคมนาคม อิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ และอื่นๆ ได้ออกมาตรฐาน IEEE 802.3af ถือเป็นมาตรฐานแรกของระบบ PoE สามารถจ่ายไฟได้สูงสุดเพียงราว 15.4 W (อาจสูญเสียบางส่วนเมื่อถึงปลายทาง), 350 mA, 44-48 VDC ต่อสาย UTP 1 เส้น ซึ่งไม่เพียงพอสำหรับกล้องวงจรปิดแบบ PTZ Camera หรือกล้อง CCTV ที่ใช้งานกลางแจ้ง แต่ก็เพียงพอกับกล้องวงจรปิด IP Camera แบบมาตรฐาน ต่อมาราวปีค.ศ. 2009 ปรับมาตรฐานเป็น IEEE 802.3at หรือ PoE+ สามารถจ่ายไฟได้เพิ่มขึ้นเป็น 30 วัตต์ ทำให้ใช้งานกับระบบกล้องวงจรปิดได้หลากหลายขึ้น และล่าสุดมาตรฐาน IEEE 802.3bt สามารถจ่ายไฟได้สูงสุดถึง 100 วัตต์ นั่นทำให้ PoE สามารถทำงานกับระบบกล้องวงจรปิดที่สมบูรณ์แบบ ได้ด้วยไฟฟ้า DC ที่มาพร้อมกับสาย LAN หรือสาย UTP เพียงเส้นเดียว

ตามมาตรฐานการส่งสัญญาณ 10BASE-T หรือ 100BASE-TX ใช้สายย่อยที่อยู่ใน 1 สาย UTP เพียง 2 คู่ หรือ 4 สายย่อยเท่านั้น ยังมีสายย่อยในสาย UTP 1 เส้นเหลืออยู่อีก 2 คู่ หรือ 4 สายย่อย ซึ่งสามารถใช้ส่งไฟฟ้า (DC) ได้ ส่วนมาตรฐาน 1000BASE-T หรือ Gigabit Ethernet Network ใช้คู่สายย่อยทั้ง 8 เส้นของ 1 สาย UTP แต่ก็สามารถส่งไฟฟ้า DC ไปได้พร้อมๆกับการรับ/ส่งข้อมูล โดยใช้เทคนิค Phantom Power เป็นตัวช่วย

Power over Ethernet, PoE แบ่งออก 4 Class มีความสามารถจ่ายไฟแตกต่างกันทั้งขนาดกระแสและกำลังไฟ โดย PoE Class 4 ซึ่งเป็นระดับสูงสุด สามารถทำงานได้กับกล้องวงจรปิดหรืออุปกรณ์ที่รองรับ IEEE 802.3at (หรือ PoE+) หากไม่รับกัน PoE จะทำงานใน Class 0 เท่านั้น