ตั้งแต่ตอนที่ Power over Ethernet (PoE) รุ่นแรกสุดที่เรียกว่า Type 1 ตามมาตรฐาน IEEE 802.3af ที่จ่ายพลังงานไฟฟ้าได้ถึง 15.4 วัตต์ เปิดตัวครั้งแรกเมื่อปี 2003 นั้น ก็ได้มีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องจนออกมาเป็น Type 2 (สูงสุดที่ 30 วัตต์), Type 3 (สูงสุดที่ 60 วัตต์), และ Type 4 (สูงสุดที่ 90 วัตต์) ตามลำดับ จนทำให้ศักย์ไฟฟ้าของ PoE รองรับอุปกรณ์ใช้ไฟแทบทุกประเภทไม่ว่าจะเป็นโทรศัพท์, แอคเซสพอยต์ Wi-Fi, กล้องวงจรปิด, ไปจนถึงแล็ปท็อป, จอมอนิเตอร์, หรือไฟ LED ส่องสว่างบริเวณกว้าง ซึ่งแต่ละอุปกรณ์ต่างก็ต้องการระดับกำลังไฟจาก PoE แตกต่างกันไป
เพื่ออำนวยความสะดวกในการจัดการ PoE ให้ตรงตามความต้องการที่หลากหลายนี้ IEEE จึงกำหนดคลาส (Class) ของระบบ PoE ขึ้น โดยมีตั้งแต่คลาส 0 ไปจนถึง 8 ซึ่งสำหรับ PoE Type 1 และ Type 2 จะรองรับคลาสตั้งแต่คลาส 0 ไปถึงคลาส 4 (4 – 40 วัตต์), Type 3 จะรองรับคลาส 5 (45 วัตต์) และคลาส 6 (60 วัตต์), ขณะที่ Type 4 จะรองรับคลาส 7 (75 วัตต์) และคลาส 8 (90 วัตต์) นั่นหมายความว่าคุณจะสามารถมีอุปกรณ์ PoE ที่จัดอยู่ในคลาสที่แตกต่างกันได้ถึง 8 คลาสบนสวิตช์ PoE หรืออุปกรณ์จ่ายไฟ (PSE) ตัวเดียวกันได้ ดังนั้นถ้าหนึ่งในอุปกรณ์เหล่านี้ไม่ได้รับกระแสไฟฟ้าตามที่ควรจะเป็น คุณก็ต้องแก้ปัญหาระบบ PoE เหล่านี้
PoE ไม่ทำงาน?
มีหลายสาเหตุที่ทำให้อุปกรณ์ PoE ไม่ทำงานดังใจ ไม่ว่าจะเป็นปัญหาจากการเชื่อมต่อที่มักเกิดจากการเข้าหัวไม่ถูกต้องเช่น สายขาดช่วง ลัดวงจร หรือโยงสายผิดคู่ รวมทั้งความเสียหายบนสายเคเบิลตลอดลิงค์ ปัญหาเหล่านี้นอกจากเป็นอุปสรรคต่อการส่งสัญญาณข้อมูลแล้ว ยังขัดขวางกระแสไฟฟ้าของ PoE ด้วย นอกจากนี้ค่าการสูญเสียสัญญาณภายในสายที่เพิ่มขึ้นจากความร้อนที่เพิ่ม หรือค่าความไม่สมดุลของความต้านทาน DC ที่ไม่ได้ประสิทธิภาพก็เป็นอีกสาเหตุได้ หรือแม้แต่การใช้อุปกรณ์ที่ไม่ได้มาตรฐาน PoE ของ IEEE โดยปกติแล้วถ้าทดสอบลิงค์เทียบมาตรฐานแล้วผ่านจนมั่นใจถึงความต่อเนื่องของการเชื่อมต่อแล้ว แต่อุปกรณ์ PoE ที่ได้มาตรฐานก็ยังไม่ได้รับกระแสไฟฟ้าเพียงพอ ปัญหาก็มักอยู่ที่อุปกรณ์ตัวจ่ายไฟ (PSE) ที่ทำงานอยู่
สวิตช์ที่รองรับ PoE นั้นจะจัดสรรกำลังไฟฟ้าในระบบ PoE ให้กับแต่ละพอร์ตอิงตามความต้องการของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อด้วย การจัดสรรนี้ทำให้สวิตช์จ่ายไฟออกมาได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ตัวอย่างเช่น สวิตช์ PoE ขนาด 24 พอร์ตทั่วไปมักมีขีดจำกัดการจ่ายไฟทั้งหมดอยู่ที่ 740 วัตต์ ทำให้สามารถจ่ายไฟเฉลี่ยบนแต่ละพอร์ตได้มากถึง 30 วัตต์ (แบบ Type 2) แต่การที่มีอุปกรณ์ PoE หลากหลายประเภทอยู่เครือข่ายที่เชื่อมต่อด้วยนั้น ทำให้มีแนวโน้มที่ไม่ใช่ทุกอุปกรณ์จะต้องการไฟเต็มที่ที่ 30 วัตต์จากสวิตช์ คุณอาจจะมีโทรศัพท์ VoIP ที่ต้องการกำลังไฟฟ้าจาก PoE เพียงแค่ 7 วัตต์จากพอร์ตสวิตช์พอร์ตหนึ่ง และกล้องวงจรปิดที่ต้องการไฟแค่ 15.4 วัตต์บนอีกพอร์ตหนึ่งก็ได้
ด้วยเทคนิคการจัดสรรนี้ จะช่วยลดกำลังไฟของ PoE บนแต่ละพอร์ตได้ ทำให้มีกำลังไฟเหลือที่จะไปเพิ่มบนพอร์ตที่อุปกรณ์เชื่อมต่ออยู่ต้องการกำลังไฟสูงกว่าทั่วไปได้ด้วย โดยมีกฎพื้นฐานว่า การที่อุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออยู่จะได้รับระดับพลังงานไฟฟ้าที่เพียงพอที่จะทำงานได้นั้น กำลังไฟของ PoE ที่ส่งออกมาจากอุปกรณ์ฝั่ง PSE จะต้องเท่ากัน หรือมากกว่าคลาสของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อด้วย ซึ่งหมายความว่าสำหรับทุกอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ PSE ตัวเดียวกันนี้ กำลังไฟฟ้าทั้งหมดที่ต้องการสำหรับทุกอุปกรณ์จะไม่สามารถสูงเกินกว่ากำลังไฟฟ้าทั้งหมดที่ PSE จ่ายออกมาได้นั่นเอง
แม้สวิตช์ PoE ชั้นสูงปัจจุบันจะสามารถทราบความต้องการไฟฟ้าของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อด้วยได้จากการรับส่งข้อมูลที่คุยระหว่างอุปกรณ์เพื่อเจรจาขอกำลังไฟ และจัดสรรกำลังไฟให้แต่ละอุปกรณ์อย่างเหมาะสมได้ แต่ก็อาจเกิดปัญหาถ้าการสื่อสารนี้บกพร่อง หรือกรณีที่มีการตั้งค่า PoE บนแต่ละพอร์ตด้วยตัวเอง (แบบผิดๆ) รวมไปถึงการที่มีอุปกรณ์เชื่อมต่อดึงไฟฟ้าออกมาเกินกว่าขีดจำกัดของอุปกรณ์ตัวจ่ายที่รองรับได้ หรือกรณีที่อุปกรณ์ตัวจ่ายไม่รองรับอุปกรณ์ตัวรับที่เชื่อมต่ออยู่ ทั้งหมดนี้ล้วนต้องการการแก้ปัญหาขั้นสูงกว่าปกติทั้งสิ้น
วิธีตรวจสอบค่า PoE บนพอร์ตสวิตช์
สวิตช์บนเครือข่ายนั้นใช้โปรโตคอลค้นหาระดับลิงค์หรือ LLDP มาตรฐาน หรือใช้โปรโตคอลค้นหาข้อมูลของอุปกรณ์ซิสโก้ (CDP) ในการค้นหาอุปกรณ์เชื่อมต่อ พร้อมทั้งส่งต่อข้อมูลคุณสมบัติของอุปกรณ์นั้นๆ ซึ่งโปรโตคอลเหล่านี้สามารถใช้ดึงข้อมูลที่ต้องการเกี่ยวกับสวิตช์และพอร์ตที่ต้องการได้ ไม่ว่าจะเป็นพอร์ตไอดี, วีแลน, ความเร็วที่แจ้งมา, และข้อมูล PoE ซึ่งเครื่องทดสอบอย่าง Fluke Networks LinkIQ Cable + Network Tester สามารถอ่านแพ็กเก็ตข้อมูลของโปรโตคอลค้นหาพวกนี้จากสวิตช์บนลิงค์ต่างๆ แล้วตั้งค่าโหลดไฟฟ้าบนการเชื่อมต่อดังกล่าวเพื่อให้มั่นใจว่ากำลังไฟฟ้าที่แจ้งมาใช่ไฟฟ้าที่ส่งออกมาบนสายเคเบิลมาที่อุปกรณ์ปลายทางจริง เราเรียกการทดสอบนี้ว่า PoE Load Testing
เครื่อง LinkIQ ที่นำมาใช้เป็นตัวทดสอบโหลดไฟ PoE นี้ จะแสดงว่าคู่สายไหนบ้างบนทั้งสี่คู่สายย่อยของสายเคเบิลที่มีการวิ่งของกระแสไฟฟ้า รวมทั้งแสดงคลาสกำลังไฟที่เจรจาได้ (0-8) พร้อมกับโหลดกำลังไฟในหน่วยวัตต์ที่จ่ายมาจาก PSE ที่รับได้ที่อุปกรณ์ปลายทางจริง นอกจากนี้ยังแสดงโวลต์ขั้นต่ำที่อุปกรณ์ต้องการเพื่อให้มั่นใจว่าได้ตามเกณฑ์ที่ต้องการด้วย จากการที่เวลาคุยตกลงค่ากำลังไฟฟ้าระหว่างอุปกรณ์ฝั่ง PSE และ PD นั้นเกิดขึ้นทั้งในระดับฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์เพื่อตรวจสอบว่าอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถเชื่อมต่อกันบนเครือข่าย และรับการจัดสรรไฟฟ้าจากสวิตช์ PoE ได้หรือไม่ เครื่อง LinkIQ จึงมีการแสดงข้อมูลนี้สำหรับคลาสทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ โดยถ้าอุปกรณ์ PoE ไม่ผ่านการทดสอบบน LinkIQ แสดงว่าคลาสที่ฮาร์ดแวร์หรือซอฟต์แวร์ที่ร้องขอไฟไปอยู่ในระดับสูงกว่ากำลังไฟฟ้าที่ PSE จะจ่ายให้ได้ หรือในกรณีที่อุปกรณ์ PSE ไม่สามารถจ่ายไฟให้อุปกรณ์เนื่องจากกำลังไฟฟ้ารวมสูงสุดที่สวิตช์ทั้งเครื่องจะสามารถจ่ายออกไปได้นั้นถูกดึงไปใช้หมดแล้ว ซึ่งกรณีหลังนี้เราจะเรียกว่า กำลังไฟฟ้าถูกตกลงเอาไปใช้จนเกินโควต้าที่มี (Oversubscribed)
เครื่อง LinkIQ จะแสดงการตรวจสอบว่าสวิตช์ที่ทดสอบอยู่นี้รองรับ PoE หรือไม่ และสามารถคุยจ่ายไฟได้แบบ Single Signature อย่างเดียว หรือได้แบบ Dual Signature ด้วย โดยอุปกรณ์ที่รองรับเฉพาะแบบ Single-Signature จะวิ่งไฟฟ้าด้วยคุณสมบัติต่างๆ เหมือนกันบนทั้งสองชุดคู่สาย (คู่สาย 1,2 กับ 3,6 และคู่สาย 4,5 กับ 7,8) ขณะที่อุปกรณ์แบบ Dual-Signature สามารถมีคุณสมบัติของกระแสไฟฟ้าแตกต่างเป็นเอกเทศบนแต่ละชุดคู่สายได้ อย่าง 1,2 กับ 3,6 (จัดเป็น Dual A) หรือคู่ 4,5 กับ 7,8 (Dual B) ข้อมูลนี้มีประโยชน์มากเนื่องจากมาตรฐาน IEEE 802.3bt (Type 3 และ Type 4) รองรับโครงสร้างการเชื่อมต่อทั้งคู่ ซึ่งถ้าสวิตช์ของคุณรองรับได้แค่อุปกรณ์แบบ Single-Signature แล้ว ก็อาจต้องอัพเกรดขึ้นมาเพื่อให้รองรับกับอุปกรณ์ Dual-Signature 802.3bt ได้
แม้การทดสอบแบบเทียบมาตรฐานจะใช้บอกได้ว่าระบบสายเคเบิลที่ติดตั้งไว้แล้วรองรับ PoE หรือไม่ หรือการทดสอบ Wiremap อย่างง่ายจะช่วยระบุปัญหาความต่อเนื่องในการเชื่อมต่อได้ก็ตาม แต่เมื่อมีการติดตั้งอุปกรณ์ที่ต้องการใช้ PoE ถูกติดตั้งใช้งานแล้ว ก็ควรใช้เครื่องมืออย่าง Fluke Networks LinkIQ เพื่อทดสอบ PoE ขั้นสูงอย่างเช่นการคุยเจรจาขอไฟฟ้าจากสวิตช์ และการทดสอบโหลดไฟฟ้า PoE
ที่มา : https://www.flukenetworks.com/expertise/learn-about/poe-load-testing-troubleshooting
