حساب طاقة سويتش PoE: كم واط تستهلك الكاميرات ونقاط الواي فاي 7 وأجهزة الصوت والصورة فعلاً؟

حساب طاقة سويتش PoE يعني أن تجمع ما تحجزه فئة PoE لكل جهاز عند منفذ السويتش: 15.4 W لكاميرا مراقبة ثابتة من الفئة 3، و60 W لنقطة واي فاي 7 من الفئة 6. بعدها تتأكّد أن كل منفذ يقدّم فئة جهازه، وأن المجموع ضمن ميزانية مزوّدات الطاقة المركّبة، ثم تحسب جهاز الطاقة غير المنقطعة (UPS) من قدرة دخل السويتش.

أرقام القدرة في نشرات المواصفات أقل من حجوزات الفئات، لذلك تبدو الميزانية المبنية عليها مريحة على الورق، ثم قد تترك أجهزة بلا طاقة حين تعمل كلها في اللحظة نفسها. يتناول هذا الجزء من دليل تمديد كابلات الشبكات والكابلات الهيكلية فئات تغذية الأجهزة بالكهرباء عبر كيبل الشبكة (PoE)، وأجهزة محدّدة بالاسم، وسويتشات من Huawei وRuijie وCisco وNetgear، ومثالاً محسوباً لسويتش 48 منفذاً، وحساب الـ UPS.

فئات PoE: ما يحجزه السويتش وما يصل إلى الجهاز

لكل فئة رقمان: القدرة التي يجب أن يوفّرها السويتش عند منفذه، ويسمّيه المعيار مصدر الطاقة (PSE)، والقدرة الأصغر المضمونة عند الجهاز المغذّى (PD) بعد أسوأ فقد في الكابل. والفئة التي يعيّنها السويتش هي القدرة التي يحجزها لذلك الجهاز، وهي في الوقت نفسه الحد الأعلى لاستهلاكه، كما يشرح ملخّص تحالف الإيثرنت (Ethernet Alliance) لمعيار 802.3bt. وقد جاءت الفئات عبر ثلاثة تعديلات: 802.3af عام 2003، و802.3at عام 2009، و802.3bt عام 2018، وكلها اليوم ضمن المعيار الموحّد IEEE 802.3-2022 الذي حلّ محلّ وثيقة 802.3bt-2018 المنفصلة.

الجهاز الذي يعلن الفئة 0 يحصل على 15.4 W نفسها التي تحصل عليها الفئة 3. ومن الفئة 5 فما فوق تمرّ الطاقة دائماً عبر الأزواج الأربعة، وهذا بحسب تحالف الإيثرنت يخفض الفقد في الكابل إلى النصف. أما أثر الفئة على اختيار الكابل فتجده في دليل الفرق بين كات 6 وكات 6A.

كم واط تستهلك كاميرا المراقبة PoE؟

كاميرا القبة الثابتة Hikvision DS-2CD2143G2-I بدقة 4 MP تستهلك 6.5 W على الأكثر، وطرازا PTZ من Hikvision في الجدول حتى 18 W و48 W، ونقطة الواي فاي 7 من Cisco طراز CW9178I حتى 47 W. ومع ذلك يحجز السويتش لكل منها أكثر من ذلك لأنه يحجز بحسب الفئة لا بحسب الاستهلاك، والطرازات الأخرى تختلف، فخذ رقم كل جهاز من نشرة مواصفاته.

الكاميرا الثابتة تحجز 15.4 W لتستهلك 6.5 W، أي أن الفئة هي التي تملأ ميزانية سويتش الكاميرات لا الكاميرا نفسها. والأرقام القصوى لكاميرات PTZ تشمل الأشعة تحت الحمراء والسخّان، فاحسب على الحد الأقصى لا على استهلاك النهار. أما نقاط الوصول (Access Points) فتعمل على المنفذ الأضعف بوضع مخفّض: نقطة Cisco CW9178I على 802.3at تستهلك حتى 25.5 W، لكنها في وضع الراديوهات الأربعة تنزل من 4x4 إلى 2x2، ومن منافذ 10 Gbps إلى 2.5 Gbps؛ وتذكر Netgear أن WBE758 على 802.3at تفقد 50% من أقصى إنتاجيتها على 2.4 GHz و25% على 5 و6 GHz.

وأجهزة الصوت والصورة (AV) تغطي المدى كله: تصمّم Netgear سويتشات M4250 لأجهزة AV-over-IP من 15.4 إلى 90 W، بينما قاست Cisco استهلاك شاشة Room Navigator بنحو 8 W. واختيار الكاميرات وحساب عرض النطاق تجدهما في دليل كاميرات المراقبة للشركات وفي مقال حين تتحوّل كاميرات المراقبة إلى مسألة شبكة.

ثلاثة أرقام لكل جهاز، وأيّها يحسبه السويتش

عند التشغيل يحسب السويتش حجز الفئة، ثم قد يخفّضه التفاوض أو القياس لاحقاً. وفي نقطة Cisco CW9178I الأرقام الثلاثة هي 60 W محجوزة، و47 W حداً أقصى، و25.7 W استهلاكاً نموذجياً على مدى أسبوع عمل. وطرق توزيع الطاقة ثلاث:

• بالفئة عند التشغيل. في الوضع الافتراضي auto الذي يصفه دليل PoE لسويتشات Cisco Catalyst 9300، تُمنح الطاقة ما دامت الميزانية تكفي؛ والجهاز الذي يتجاوزها يُرفض، ويُسجَّل تنبيه syslog، ويعيد السويتش التحقق لاحقاً.
• بالتفاوض بعد التشغيل. عبر بروتوكول LLDP يستطيع الجهاز العامل أن يخفّض طلبه، كجهاز من الفئة 6 يخفّض طلبه من 51 W إلى 43 W في مثال تحالف الإيثرنت. وهذا إلزامي للأجهزة من الفئة 4 فما فوق، واختياري للسويتشات.
• بالقياس. تتيح ميزة Autoclass الاختيارية في 802.3bt للسويتش أن يقيس الجهاز عند أقصى استهلاكه ويحجز على أساس القياس.

احسب على الفئة. فبعد انقطاع الكهرباء تعمل الأجهزة كلها معاً، ويحذّر دليل Cisco من أنه عندما لا تكفي طاقة PoE لا يمكن تحديد الأجهزة التي تُمنح الطاقة والأجهزة التي تُحرم منها.

حساب طاقة سويتش PoE: الميزانية الكلية وقدرة المنفذ الواحد

لكل سويتش PoE حدّان: ما يقدّمه المنفذ الواحد، والمجموع الذي تتقاسمه المنافذ كلها، وهذا المجموع يتوقّف على مزوّدات الطاقة المركّبة.

على مستوى المنفذ، يتوقّف سويتشا Ruijie وHuawei عند 30 W، فلا تحصل عليهما كاميرا PTZ من الفئة 6 أو نقطة واي فاي 7 بكامل قدرتها إلا على طاقة 802.3at. وعلى مستوى المجموع، تحتاج 48 منفذاً بقدرة 30 W إلى 1,440 W: يذكر وصف العتاد من Huawei أن 846 W تغطي المنافذ الـ 48 كلها عند 15.4 W (أي 739.2 W)، لكنها لا تغطي عند 30 W إلا 28 منفذاً (أي 840 W، والمنفذ التاسع والعشرون يرفعها إلى 870 W)، أما ميزانية Ruijie البالغة 370 W فتكفي 24 منفذاً عند 15.4 W أو 12 منفذاً عند 30 W.

ومزوّدات الطاقة لا تقلّ أهمية عن الطراز. تعطي نشرة مواصفات Catalyst 9300 هذا السويتش 490 W بالمزوّد الافتراضي و1,590 W بمزوّد ثانٍ. ويعطي دليل Netgear لتغذية 220 V طرازاً واحداً ما بين 194 W و2,994 W، والوحدتان نفسهما بقدرة 2000 W تعطيان 1,440 W عند تشغيلهما بتكرار 1+1: فالمزوّد الإضافي يشتري سعة أو احتياطاً، لا الاثنين بكامل قيمتهما.

مثال محسوب: سويتش واحد بـ 48 منفذاً للكاميرات والواي فاي 7

خذ 38 كاميرا ثابتة من طراز Hikvision DS-2CD2143G2-I وكاميرتي PTZ من طراز Hikvision DS-2DE7A432IWG1-E وثماني نقاط واي فاي 7 من طراز Cisco CW9178I من الجدول أعلاه على سويتش Cisco Catalyst C9300-48UXM واحد، وهو سويتش UPOE بـ 48 منفذاً يقدّم كل منفذ فيه حتى 60 W، ومنها 12 منفذاً بسرعة تصل إلى 10 Gbps لنقاط الوصول.

1. المنفذ. عشرة أجهزة تحتاج الفئة 6، وكل منفذ في هذا الطراز يستطيع تقديمها بعد تفعيل وضع 802.3bt: فبحسب دليل Cisco تأتي سويتشات Catalyst 9300 من نوع UPOE الداعمة لمعيار 802.3bt، ومنها C9300-48UXM، على وضع 802.3at افتراضياً، وتفعيل وضع 802.3bt بالأمر hw-module switch 1 upoe-plus (للسويتش رقم 1) يعيد تشغيل السويتش، لذا يُفعَّل قبل التسليم. أما على سويتش منافذه 30 W فلا يستطيع أي منفذ تقديم الفئة 6.
2. المجموع. تبلغ الحجوزات 1,185.2 W. المزوّد الافتراضي 1100 W يعطي 490 W، أي نحو 41% منها، فيُرفض أكثر من نصف الطاقة المحجوزة، أي 695.2 W. إضافة مزوّد 715 W تعطي 1,205 W: تكفي، ويبقى 19.8 W فقط. ومزوّدان بقدرة 1100 W يعطيان 1,590 W ويتركان 404.8 W، أي نحو الربع، للتوسّع.
3. الأعطال. إذا تعطّل أحد مزوّدَي 1100 W عادت الميزانية إلى 490 W. ويوصي دليل Cisco بالوضع الثابت (static) للمنافذ ذات الأولوية، إذ تُخصَّص طاقتها قبل منافذ الوضع auto، فضع عليها الكاميرات التي يجب ألا تنطفئ ضمن حدود 490 W، وحدّد لكل منفذ سقفاً بقدر فئة جهازه (مثل power inline static max 15400 لكاميرا من الفئة 3)، لأن المنفذ الثابت بلا سقف يحجز أقصى قدرة المنفذ، حتى 60 W هنا، ولو لم يُوصل به جهاز.
4. مقارنة بالواقع. أقصى ما تستهلكه الأجهزة عند منافذها 719 W، ويضيف السويتش فوقها فقد الكابل (حتى 2.4 W لتمديد الفئة 3 و9 W لتمديد الفئة 6)، لذا فإن جزءاً كبيراً من الـ 466.2 W الباقية حجز لا استهلاك. ولهذا يُحسب الـ UPS مما يسحبه السويتش فعلاً.

حرارة الكابلات في الحزم، ولماذا ترجّح كفّة كات 6A

الفرق بين عمودي القدرة في جدول الفئات طاقةٌ تُفقد في الكابل، تصل إلى 9 W لكل كابل في الفئة 6 و18.7 W في الفئة 8، وتتحوّل داخل الحزمة إلى حرارة. أما كيف تربط إرشادات TIA في TSB-184-A بين حجم الحزمة وارتفاع الحرارة فتجده في دليل الفرق بين كات 6 وكات 6A.

ويسمح دليل المباني الصادر عن هيئة تنظيم الاتصالات والحكومة الرقمية (TDRA) للمصمّمين بالاستعداد للمستقبل عبر كابلات الفئة 6A التي تدعم سرعات أعلى ومعايير PoE الأحدث المستخدمة عادةً لكاميرات المراقبة ونقاط الوصول اللاسلكية. وفي كابلات النحاس الممتدة من خزانة التجميع في مساحة كل مستأجر إلى مخارج المبنى (البند 5.10)، يشترط الدليل تخفيض أطوال الكابلات حيث يلزم بسبب حرارة الموقع ومواصفات الكابل، كي تبقى القناة خالية من الأخطاء حتى 1 Gbps على كات 6 و10 Gbps على كات 6A. وفي المثال المحسوب، التمديدات العشرة التي تغذّي أجهزة الفئة 6 هي التي تُمدّ بكيبل شبكة كات 6A وتُبعد عن أكبر الحزم. ولماذا يزيد الكيبل ذو القلب الألمنيومي الحرارة سوءاً، تجده في كيف تختار كيبل الشبكة النحاسي.

حساب جهاز UPS لسويتشات PoE

احسب جهاز الـ UPS من القدرة التي يسحبها السويتش من الكهرباء، لا من ميزانية PoE، لأن إلكترونيات السويتش نفسه وفقد مزوّدات الطاقة يُضافان إليها.

عند الحمل الكامل يسحب هذان السويتشان أكثر مما يقدّمان للأجهزة بنسبة 17% و25%: سويتش Huawei يسحب 993.74 W ليقدّم 846 W، فتذهب 147.74 W إلى السويتش نفسه وفقد مزوّد الطاقة. والأرقام من وصف العتاد لدى Huawei ونشرة مواصفات Netgear M4250. بعد ذلك:

1. خذ دخل كل سويتش عند حمل PoE الذي صمّمت له: رقم الحمل الكامل إن كنت ستستخدم الميزانية كلها، وإلا فأرقام الشركة المصنّعة أو قياساً بعد التشغيل (سويتش Catalyst 9300 مثلاً يقيس القدرة التي يسحبها كل منفذ فعلاً).
2. أضف أجهزة التسجيل (NVR) وسويتش النواة والجدار الناري الموصولة بالـ UPS نفسه.
3. قارن المجموع بقدرة الـ UPS بالواط، لا بالفولت أمبير (VA) وحده. وكما تشرح Schneider Electric، لا يجوز تجاوز أي من القيمتين، وقيمة VA دائماً مساوية لقيمة الواط أو أكبر منها، والنسبة بينهما هي معامل القدرة، مثل 0.8 أو 0.9.
4. اقرأ زمن التشغيل على البطارية من جدول الشركة المصنّعة عند هذا الحمل، مقابل هدف تتّفق عليه مع العميل: حتى يتسلّم المولّد الحمل، أو لإيقاف الأنظمة بشكل منظّم.

سويتشا Huawei عند حمل PoE الكامل يسحبان 1,987.5 W. وجهاز UPS بقدرة 3,000 VA يعطي 2,400 W بمعامل قدرة 0.8، أو 2,700 W بمعامل 0.9، أي أنه محمّل بنسبة 83% أو 74% قبل أن يُوصل به أي جهاز آخر.

كيف تتعامل UBM مع ذلك

نُعدّ جدول PoE لكل سويتش قبل الطلب: كل منفذ، والجهاز عليه، وحجز فئته وأقصى استهلاكه في النشرة، والمجاميع مقابل ميزانية مزوّدات الطاقة المقترحة. نتحقّق أولاً من قدرة المنافذ، ثم نختار المزوّدات بحيث تغطي الميزانية الحجوزات مع هامش للتوسّع، ويحدّد العميل المنافذ ذات الأولوية. وتُمدّ الخطوط عالية القدرة بكيبل كات 6A، ويُحسب الـ UPS من قدرة دخل السويتشات مضافاً إليها بقية أجهزة الخزانة. وعند التشغيل نسجّل القدرة التي يسحبها كل منفذ فعلاً في ملف التسليم. تفاصيل الشبكات والكابلات في صفحة حلول الشبكات والكابلات الهيكلية، ولمراجعة ميزانية PoE أو عرض سعر لسويتش، تحدّث مع مهندس من UBM.

أسئلة يطرحها الناس

كيف أحسب ميزانية PoE للسويتش؟

اجمع حجز الفئة لكل جهاز (15.4 W للفئة 3، و30 W للفئة 4، و60 W للفئة 6، و90 W للفئة 8)، وتأكّد أن كل منفذ يقدّم فئة جهازه، وقارن المجموع بميزانية السويتش لمزوّدات الطاقة المركّبة. اترك هامشاً، واحسب الـ UPS من قدرة الدخل.

كم واط تستهلك كاميرا المراقبة PoE؟

كاميرا قبة ثابتة بدقة 4 MP مثل Hikvision DS-2CD2143G2-I تستهلك حتى 6.5 W وتحجز 15.4 W لأنها من الفئة 3. أما كاميرات PTZ فتستهلك أكثر بكثير: 18 W و48 W حداً أقصى لطرازَي Hikvision أعلاه.

كم تحتاج نقطة الواي فاي 7 من الطاقة؟

حتى 47 W لنقطة Cisco CW9178I على 802.3bt الفئة 6 مع حجز 60 W، و39 W لنقطة Netgear WBE758. وكلتاهما تعمل أيضاً على 802.3at، لكن بتدفّقات مكانية أقل ومنافذ أبطأ في Cisco، وبإنتاجية أقل في Netgear.

هل توجد حاسبة لميزانية PoE؟

جدول بيانات يكفي: صف لكل جهاز بحجز فئته وأقصى استهلاكه، ومجموع لكل سويتش، ومقارنة بالميزانية لكل خيار من مزوّدات الطاقة، كما في المثال المحسوب.

ماذا يحدث عندما تنفد ميزانية سويتش PoE؟

يُرفض تزويد الجهاز التالي بالطاقة. في Cisco Catalyst 9300 يبقى المنفذ مطفأً، ويُسجَّل تنبيه syslog، ويواصل السويتش إعادة التحقق؛ وعندما تعمل أجهزة كثيرة معاً لا يمكن توقّع أيّها يُرفض.

هل يستطيع سويتش PoE+‎ تغذية جهاز 802.3bt؟

نعم، لكن بقدرة أقل. أجهزة PoE متوافقة فيما بينها، غير أن الجهاز عالي القدرة لا يحصل على كامل طاقته من سويتش أقل قدرة. بعض الأجهزة يعمل بوضع مخفّض، وبعضها يحتاج حداً أدنى: نقطة Netgear WBE758 تعمل على 802.3at لكنها لا تعمل على 802.3af.

المصادر

• IEEE 802.3-2022، معيار الإيثرنت (IEEE Standard for Ethernet) (IEEE، 2022)
• IEEE 802.3bt-2018، نقل الطاقة عبر الإيثرنت على أربعة أزواج (IEEE، 2018؛ حلّ محلّه IEEE 802.3-2022)
• Overview of 802.3bt، Power over Ethernet standard، ملخّص معيار 802.3bt (تحالف الإيثرنت، 2019)
• Configuring Power over Ethernet، دليل إعداد PoE لسويتشات Catalyst 9300 بنظام Cisco IOS XE 17.15.x (Cisco، 2024)
• Cisco Catalyst 9300 Series Switches Data Sheet، نشرة مواصفات سويتشات Catalyst 9300 (Cisco، محدّثة 2026)
• Cisco Wireless 9178 Series Access Points Data Sheet، نشرة مواصفات نقاط الوصول 9178 (Cisco، محدّثة 2026)
• Cisco Room Navigator for Table Data Sheet، نشرة مواصفات شاشة Room Navigator (Cisco، محدّثة 2026)
• Power consumption on Cisco Video Collaboration Devices، قياسات استهلاك أجهزة الاجتماعات المرئية (Cisco، 2023)
• DS-2CD2143G2-I، نشرة مواصفات كاميرا القبة الثابتة 4 MP (Hikvision، 2026)
• DS-2DE4425IW-DE(T5)، نشرة مواصفات كاميرا PTZ بتقريب 25x، الإصدار V5.7.0 (Hikvision، 2022)
• DS-2DE7A432IWG1-E، نشرة مواصفات كاميرا PTZ بتقريب 32x (Hikvision، 2026)
• WBE758، نشرة مواصفات نقطة وصول واي فاي 7 (NETGEAR، 2024)
• AV Line Managed Switches M4250 Series، نشرة مواصفات سويتشات M4250 (NETGEAR، 2026)
• AV Product Reference Guide (220V)، الدليل المرجعي لسويتشات الصوت والصورة بتغذية 220 V (NETGEAR، 2026)
• S5735-L48P4XE-A-V2، وصف العتاد لسويتشات CloudEngine S5700 (V600) (Huawei، محدّث 2026)
• RG-NBS3200-48GT4XS-P-V2، مواصفات السويتش (Ruijie Networks، اطُّلع عليها 2026)
• Buildings Telecommunications Network Specification Manual، دليل مواصفات شبكات الاتصالات في المباني، الإصدار 3.0 (هيئة تنظيم الاتصالات والحكومة الرقمية، 2024)
• VA vs watts: What's the difference anyway?، الفرق بين الفولت أمبير والواط (Schneider Electric، 2015)