Switch PoE và Swich mạng Ethernet, tổng quan và cách lựa chọn

Khi công nghệ tiến bộ, số lượng và sự đa dạng của các thành phần trong một mạng viễn thông cũng đang thay đổi để đáp ứng với nhu cầu sử dụng của người dùng. Một trong những thành phần rất quan trọng cho sự hoạt động trơn tru của bất kỳ mạng Ethernet nào là bộ chuyển mạch mạng Switch. Hiện nay, có hai loại Switch chính để lựa chọn cho một hệ thống mạng – Switch mạng Ethernet thông thường hoặc Switch cấp nguồn qua Ethernet ( Switch PoE ).

Để đảm bảo bạn đưa ra quyết định đúng và sáng suốt, đáp ứng tốt nhất nhu cầu thiết bị khi xây dựng một hệ thống mạng, bài viết sau đây cung cấp toàn diện về Switch PoE và cách lựa chọn Switch phù hợp cho hệ thống mạng của bạn.

PoE là gì?

Theo truyền thống, khi một thiết bị IT được kết nối với mạng yêu cầu hai đầu vào: dây nguồn và cáp mạng. PoE là một công nghệ cho phép cáp Ethernet mang điện. Trong mạng PoE, thiết bị cung cấp nguồn ( PSE ) tìm nguồn có thể cấp nguồn và truyền dữ liệu đến các thiết bị mạng. Tất cả điều này được thực hiện bởi một cáp PoE duy nhất.

Để các thiết bị thiết lập kết nối mạng bằng cáp PoE, mạng phải bao gồm (1) bộ chuyển mạch PoE; hoặc (2) một Switch thông thường và một thiết bị bổ sung như bộ cấp nguồn ( Injector ) hoặc bộ chia ( Splitter )PoE .

Các kỹ thuật truyền tải điện qua cáp Ethernet đã được tiêu chuẩn hóa IEEE 802.3 Ethernet . Các tiêu chuẩn PoE này bao gồm bốn loại, IEEE 802.3af/at/bt mỗi loại có ngân sách điện năng khác nhau cho các thiết bị đáp ứng loại tiêu chuẩn đó.

Những thiết bị nào có thể sử dụng PoE?

PoE cung cấp giá trị cho các thiết bị và mạng yêu cầu nguồn nhưng cũng liên quan đến việc truyền dữ liệu. Số lượng thiết bị được điều khiển từ xa và yêu cầu dữ liệu đang tăng lên theo cấp số nhân khi các công ty tận dụng lợi thế của Internet of Things (IoT). Số lượng thiết bị IoT được kết nối trên toàn thế giới dự kiến ​​sẽ đạt 75 tỷ vào năm 2025!

Sự mở rộng nhanh chóng của các thiết bị kết nối mạng sẽ chỉ làm tăng tầm quan trọng của công nghệ PoE đối với hầu hết các cơ sở hạ tầng mạng. Trong khi PoE có nhiều ứng dụng, ba lĩnh vực triển khai phổ biến nhất hiện nay là:

  • Điện thoại VoIP : hỗ trợ PoE cho phép một kết nối duy nhất trên 1 dây cáp Ethernet cho cả dữ liệu và nguồn điện, giải phóng ổ cắm và dây nguồn.
  • Camera IP : Công nghệ camera an ninh không ngừng phát triển và một cải tiến là việc sử dụng PoE, cho phép triển khai nhanh chóng và định vị lại đơn giản.
  • Wifi / AP : Nhiều điểm truy cập không dây tương thích với PoE, cho phép định vị từ xa và dễ dàng di chuyển.

Một công nghệ gần đây được hưởng lợi từ PoE là tự động hóa nhà thông minh. Điều này bao gồm hệ thống chiếu sáng LED, hệ thống sưởi và làm mát, thiết bị, trợ lý giọng nói và trạm sạc ô tô điện.

Switch PoE & Switch thông thường

Sự khác biệt cơ bản giữa thiết bị chuyển mạch PoE và thiết bị chuyển mạch Switch thông thường liên quan đến khả năng truy cập và cấp nguồn PoE. Một bộ chuyển mạch thông thường không được bật PoE để cấp nguồn qua Ethernet. Tuy nhiên, một Switch thông thường có thể được kích hoạt PoE bằng cách kết nối bộ cấp nguồn PoE ( Injector ) hoặc bộ chia PoE ( Splitter ).  Khi quyết định bộ chuyển mạch nào sẽ phục vụ tốt nhất cho cơ sở hạ tầng mạng của bạn, bạn nên cân nhắc những lợi ích và hạn chế của thiết bị PoE đối với mạng của bạn.

Lợi ích của thiết bị chuyển mạch PoE

Khi bạn quyết định chọn Switch loại nào, điều quan trọng là phải hiểu lợi ích mà Switch PoE mang lại:

  • Tiết kiệm chi phí : PoE loại bỏ nhu cầu chạy cáp nguồn bổ sung cho các thiết bị, tiết kiệm chi phí cho cáp nguồn, ổ cắm điện và thiết bị cơ sở hạ tầng cần thiết để lắp đặt điện. Cáp Ethernet có chi phí thấp hơn và thường đã được lắp đặt trong các tòa nhà. Nếu chưa được lắp đặt, chi phí lắp đặt từ xa sẽ thấp hơn cáp quang vì không cần thợ điện.
  • Khả năng thích ứng. Các thiết bị được cấp nguồn PoE có thể dễ dàng di chuyển đến các vị trí không cần ổ cắm điện. Điều này cho phép đặt các thiết bị ở những vị trí khó tiếp cận hoặc những nơi khác ít gần nguồn điện hơn. Một ví dụ về điều này là camera an ninh, vì các ổ cắm điện hiếm khi có sẵn trên trần nhà.
  • Giảm hao phí. Switch PoE có thể tự động phát hiện mức tiêu thụ điện năng của các thiết bị được cấp nguồn PoE và chỉ cung cấp lượng điện năng cần thiết. Khả năng phân bổ điện này giảm thiểu lãng phí điện năng và giúp doanh nghiệp tiết kiệm tiền.
  • Xu hướng công nghệ. Không gian IoT đang bùng nổ. Việc kết hợp các thiết bị chuyển mạch PoE vào cơ sở hạ tầng mạng của bạn đảm bảo nó có thể hỗ trợ ngày càng nhiều thiết bị được tối ưu hóa để tận dụng công nghệ này.

Hạn chế của thiết bị chuyển mạch PoE

Tuy nhiên, có một số trường hợp mà một bộ chuyển mạng thông thường có thể là lựa chọn tốt hơn:

  • Khoảng cách xa nhất mà bộ chuyển mạch PoE có thể truyền dữ liệu là 100 mét. Đây là vấn đề đối với các mạng lớn trải dài các doanh nghiệp, khuôn viên, khách sạn hoặc các hoạt động bán lẻ. Tuy nhiên, một bộ mở rộng ethernet PoE có thể tăng khoảng cách truyền lên 4000 feet.
  • Nếu một thiết bị không tuân thủ PoE, nó sẽ yêu cầu một bộ phun hoặc bộ chia để kết nối với Switch PoE.
  • Nếu các thiết bị có nhu cầu điện năng đáng kể, chúng có thể vượt quá ngân sách PoE cho nguồn điện. Tuy nhiên, khả năng cấp nguồn của PoE đã tăng lên đáng kể trong vài năm qua. Kể từ năm 2017, PoE có thể cấp nguồn cho các thiết bị mạnh mẽ như máy tính và TV.

Nên mua loại Switch PoE nào?

Một câu hỏi được hỏi hàng ngày, đó là nên chọn loại Switch POE nào: Switch POE được quản lý, Switch POE thông minh hay Switch POE không được quản lý? 

Switch được quản lý luôn là tốt nhất nếu có đủ ngân sách, vì bạn có được nhiều quyền kiểm soát và tính linh hoạt hơn đối với mạng của mình trong suốt thời gian hoạt động của Switch. 

Trong trường hợp ngân sách hạn chế hơn hoặc bạn sử dụng Unmanaged PoE Switch cho mạng đơn giản, Switch PoE không quản lý sẽ là lựa chọn tốt do không yêu cầu kỹ năng kỹ thuật phức tạp, chỉ đơn giản là cắm và chạy (Plug and Play).

Có 3 loại Switch mạng Ethernet chính

Khi bạn hiểu các khả năng riêng biệt của từng loại trong ba loại Switch mạng gồm: (1) Unmanaged Switchkhông được quản lý, (2). Managed Switch – được quản lý và (3) Smart Switch – thông minh, quyết định của bạn sẽ trở nên dễ dàng hơn nhiều. Tương tự, bộ chia mạng PoE cũng bao gồm:

1. Switch POE không được quản lý

Được sử dụng cho: mạng gia đình / văn phòng doanh nghiệp nhỏ hoặc cửa hàng

Lợi ích: plug-and-play, giá cả phải chăng và đơn giản

Không thể sửa đổi hoặc quản lý các Switch này, vì vậy không cần bật hoặc tắt các giao diện. Chúng rất phù hợp cho các công ty không có quản trị viên CNTT. Chúng không cung cấp bất kỳ tính năng bảo mật nào và phù hợp với mạng Ethernet trong gia đình hoặc một mạng nhỏ SOHO doanh nghiệp.

2. Switch POE thông minh hoặc kết hợp

Được sử dụng cho: các ứng dụng kinh doanh như VoIP và các mạng nhỏ hơn

Lợi ích: cung cấp quản lý nhưng đơn giản, các tính năng bảo mật và chi phí thấp hơn so với quản lý.

Switch thông minh có thể so sánh với Switch được quản lý, nhưng với khả năng hạn chế có thể được truy cập từ Internet. Bạn không cần nhân viên được đào tạo chuyên sâu để thiết lập hoặc điều hành. Giao diện của chúng được đơn giản hóa hơn so với những gì thiết bị chuyển mạch được quản lý cung cấp.

Họ cung cấp các tùy chọn như Chất lượng dịch vụ (QoS) và VLAN .

Chúng rất phù hợp cho điện thoại VoIP, VLAN nhỏ và nhóm làm việc cho những nơi như phòng thí nghiệm. Switch thông minh cho phép bạn định cấu hình các cổng và thiết lập mạng ảo, nhưng không có sự tinh vi để cho phép giám sát, khắc phục sự cố hoặc truy cập từ xa để quản lý các sự cố mạng.

3. Switch POE được quản lý

Được sử dụng cho: mạng doanh nghiệp và trung tâm dữ liệu

Lợi ích: cung cấp khả năng quản lý đầy đủ và các tính năng bảo mật

Các thiết bị chuyển mạch được quản lý cung cấp mức độ bảo mật, kiểm soát và quản lý mạng cao. Chúng lý tưởng cho các hoạt động yêu cầu khả năng giám sát 24/24 và điều khiển truy cập từ xa bên ngoài địa điểm.

Các thiết bị chuyển mạch được quản lý có chi phí cao nhất, nhưng chúng rất đáng để đầu tư và tự trả theo thời gian. Khả năng mở rộng của các thiết bị chuyển mạch này cho phép không gian mạng phát triển.

Các chức năng nâng cao bao gồm:

  • ưu tiên lưu lượng người dùng
  • phân vùng mạng
  • kết nối các loại mạng khác nhau
  • giám sát lưu lượng khi nó đi qua hệ thống.

Các thiết bị chuyển mạch được quản lý có thể tối ưu hóa tốc độ và việc sử dụng tài nguyên của mạng. Quản trị viên quản lý tài nguyên thông qua giao diện dòng lệnh dựa trên văn bản , vì vậy cần phải có một số kiến ​​thức nâng cao để thiết lập và chạy.

Mỗi Switch này đều mang lại lợi ích cho tình huống phù hợp, nhưng khi bạn đang nghĩ đến việc mở rộng phạm vi dài, được quản lý là lựa chọn tốt nhất của bạn.

Cân nhắc bổ sung để chọn từ các loại Switch POE

1. Cần Switch bao nhiêu cổng?

Bộ chuyển mạch Switch cung cấp từ 4 cổng đến 54 cổng (phổ thông là các loại Switch 4, 8, 12, 16, 24, 48, 54 port). Quyết định lựa chọn số cổng phụ thuộc vào số lượng người dùng / thiết bị mà mạng của bạn hỗ trợ. Xin lưu ý rằng chúng ta đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ của Internet vạn vật (IoT).

Mạng càng lớn, số lượng cổng bạn cần càng lớn.

Có đủ giao diện để hỗ trợ công ty / mạng khi nó phát triển không? Bạn có thể muốn chọn một Switch có nhiều giao diện hơn mức bạn thực sự cần để đảm bảo nhu cầu cho tương lai khi cần thêm số lượng thiết bị đầu cuối nhất định mà không cần lo lắng tới việc nâng cấp Switch mạng. 

2. Nên chọn Switch POE tốc độ bao nhiêu?

Giao diện 10/100M hay Gigabit?

Hầu hết các máy tính và thiết bị Camera IP, VoIP có thể hoạt động tốt ở giao diện 10/100Mbps, một số trục chính mạng văn phòng hoặc hộ gia đình sử dụng các dịch vụ Video băng thông lớn thì giao diện Gigabit sẽ trở thành tiêu chuẩn. Nếu ngân sách không là vấn đề, thì Switch PoE Gigabit nên được cân nhắc để đảm bảo khả năng mở rộng nếu công ty / mạng lưới cho các nhu cầu liên kết nhanh hơn.

3 Tính toán lựa chọn công suất PoE khi chọn Switch

Công suất PoE luôn cần tính toán để đảm bảo hệ thống mạng và các phụ tải có đủ công suất để hoạt động ổn định. Dưới đây là một số ví dụ thông dụng:

1. Camera IP

Để cấp nguồn cho mạng có 24 Camera IP Megapixel với chuẩn IEEE 802.3af (15W), bạn sẽ cần công suất trên mỗi cổng là 15W và Switch 24 cổng 10/100Mbps/Gigabit với tổng ngân sách nguồn là 360W. Trong trường hợp bạn có 1 trong số các Camera IP P/T/Z trên cần công suất PoE 30W, lúc này bạn cần công suất trên mỗi cổng là 30W (IEEE 802.3 af/at), bạn có thể sử dụng ít hơn hoặc thêm camera IP cho đến khi đạt đến ngân sách PoE của Switch. Bên cạnh đó, nếu cần truyền tín hiệu Camera này về đầu ghi NVR ở xa, bạn cần chọn Switch có 2 cổng SFP để truyền tín hiệu này qua cáp sợi quang.

Thiết bị mạng Switch PoE PLANET

Hãy nhớ rằng, nếu bạn vượt quá ngưỡng công suất nguồn PoE và thiết bị không nhận đủ nguồn điện PoE có thể gây kém ổn định hoặc có thể không khởi động đúng cách.

Với Switch PoE quản lý, tính linh hoạt có thể lập trình từng cổng giúp quản trị viên mạng đáp ứng nhu cầu của từng loại thiết bị duy nhất được kết nối với bộ chuyển mạch so với loại Switch không quản lý.

2. Điểm truy cập không dây PoE

Điểm truy cập Wi-Fi PoE (WAP) yêu cầu khoảng 15W cho AP thông thường, hoặc 30 watt công suất lớn ngoài trời, do vậy trên mỗi cổng sẽ cần hỗ trợ IEEE 802.3af/at để hoạt động hiệu quả. Hãy nhớ rằng các mạng không dây trong nhà, ngoài trời và thậm chí là mạng công nghiệp về cơ bản là các mạng nhỏ hơn được liên kết với nhau thông qua Bộ điều khiển AP không dây liên kết đến một Switch được quản lý.

Khi bạn sử dụng Switch được quản lý PoE, việc cài đặt bộ điều khiển và điểm truy cập được đơn giản hóa rất nhiều. Bạn sẽ không cần phải cung cấp cáp nguồn riêng hoặc lắp đặt phích cắm gần các vị trí có wi-fi. Bạn chỉ cần chạy Cáp Cat5a hoặc Cat6 của mình từ HotSpot đến Switch của bạn và bạn đã sẵn sàng.

4. Nên dự phòng mở rộng mạng của thế nào?

Nên mua một bộ chuyển mạch 16 cổng hay mua 2 Switch mạng 8 cổng?

Câu hỏi này rất phổ biến và có thể mang tính chủ quan dựa trên mức độ khẩn cấp, tài chính, cách thức quản lý mạng và không gian lắp đặt. Nếu không gian lắp đặt và hạ tầng dây mạng không phải là vấn đề thì nên sử dụng 2 Switch thay vì một Switch duy nhất. Bởi vì nếu toàn bộ mạng phụ thuộc vào một Switch duy nhất và thiết bị gặp sự cố nghiêm trọng, thì toàn bộ mạng sẽ ngừng hoạt động. Nếu hỏng một trong hai Switch thì chỉ bị đứt một nửa mạng nhưng vẫn có thể hoạt động được ở mức tối thiểu cho đến khi có thiết bị mới thay thế.

5. Vấn đề về hỗ trợ kỹ thuật và bảo hành

Đảm bảo rằng bạn mua các thiết bị mạng Switch chính hãng để được hỗ trợ kỹ thuật đầy đủ giúp bạn tiết kiệm thời gian để định cấu hình / khắc phục sự cố thiết bị. Bên cạnh đó, bạn cũng được hỗ trợ tốt hơn trong các dịch vụ sau bán hàng, chẳng hạn như trợ giúp về kỹ thuật hoặc thay thế, đổi mới thiết bị hư hỏng trong thời gian bảo hành hoặc thậm chí cả sau khi hết bảo hành.

6. Thương hiệu sản phẩm: CISCO, PLANETHASIVO giá rẻ.

Thiết kế, lắp đặt hệ thống mạng LAN có cấp nguồn PoE hay mạng Ethernet thông thường?

Trước tiên, bạn cần nắm bắt một số thông tin chính và các lợi ích giữa mạng PoEkhông có PoE để thiết kế và lựa chọn thiết bị mạng phù hợp với nhu cầu của mình:

Hệ thống mạng LAN cấp nguồn PoE

  • Mạng PoE Ethernet là giải pháp cấp nguồn và trao đổi dữ liệu đồng thời trên cùng một cáp Ethernet duy nhất, thường là CAT5/CAT6 với đầu nối RJ45.
  • Đa năng: Switch PoE có thể hoạt động với cả PoE hoặc mạng Ethernet thông thường.
  • Hệ thống mạng LAN PoE giúp bạn đơn giản hóa từ thiết kế, tới thi công lắp đặt thiết bị và an toàn hơn với điện áp thấp. Bên cạnh đó, PoE cũng giúp bạn tiết kiệm kha khá chi phí vật tư dây nguồn ổ cắm điện + công sức thi công và tiếp cận thiết bị lắp đặt tại các nơi không có ổ cắm điện.
  • Mạng LAN cấp nguồn PoE phù hợp với nhu cầu cần lắp đặt nhiều thiết bị nhận nguồn PoE, như các Camera IP POE, Wifi AP PoE, điện thoại VoIP PoE. Có thể lựa chọn Uplink quang cho các khoảng cách truyền dẫn ở xa.
  • Giá mua PoE Switch cao hơn so với giá Switch thông thường.
  • Tính năng quản lý: chọn Managed PoE Switch cho các tính năng quảng QoS, nguồn PoE hoặc Unmanaged PoE Switch cho các mạng PoE đơn giản.
  • Hiểu về tiêu chuẩn IEEE 802.3af/at/bt và tính toán công suất PoE: tham khảo tại ĐÂY.
  • Tham khảo thiết bị mạng có sẵn: Unmanaged Gigabit và Fast Ethernet 10/100Mbps Switch PoE (4-Port, 8-Port, 16-Port, 24-Port) các hãng PLANET và HASIVO giá rẻ.

Hệ thống mạng LAN Ethernet thông thường

  • Mạng LAN thông thường: Phù hợp với các nhu cầu kết nối với nhiều thiết bị không có tính năng nhận nguồn qua cáp Ethernet, như máy tính PC, máy in, máy scanner, server, IP PBX, IP Phone, .v.v. hoặc các tuyến link giữa các thiết bị mạng Switch/Router thông thường, cũng như các thiết bị IoT không có tính năng nhận nguồn PoE.
  • Giá mua Switch thông thường rẻ hơn nhiều so với Switch PoE.
  • Tính năng quản lý: chọn Managed Switch cho các tính năng QoS, hoặc Unmanaged Switch cho các mạng LAN đơn giản.
  • Tham khảo thiết bị mạng có sẵn: Unmanaged Gigabit Switch và Fast Ethernet 10/100Mbps (4-Port, 8-Port, 16-Port, 24-Port, 48-Port).