Статията, в популярна форма за въпроси и отговори, говори за ключови моменти при използване на захранване чрез PoE (Power over Ethernet). Дадени са разликите между стандартите, предоставена е информация за защита на устройствата от пренапрежения и други полезни неща.
Какво е PoE?
PoE (Power over Ethernet) е технология за захранване на клиентско устройство чрез Ethernet кабел с усукана двойка (обикновено се използва кабел cat.5 с RJ45 конектори). Един и същи кабел се използва както за предаване на данни, така и за захранване на устройството.
Какви устройства се поддържат?
Следните могат да действат като захранващи устройства:
- превключватели,
- рутери,
- и друго мрежово оборудване.
Следните могат да се използват като клиентски устройства:
- кабелни телефони,
- видео камери,
- точки за достъп,
- различни сензори и друго периферно оборудване.
Има и устройства за интеграция с оборудване, което не поддържа
PoE.
Какво прави той?
Както пише поетът Владимир Маяковски: „Ако звездите светят, това означава, че някой има нужда от това“. По-долу са посочени ползите от използването на тази технология.
Свързване на устройства на труднодостъпни места
Например на работното място на потребителя има само два гнезда: за монитора и системния блок. Често такива изисквания не възникват поради грешки в планирането, а са продиктувани от индустриални, регионални и други стандарти за ИТ сигурност, пожарна безопасност, безопасност на труда и др.
Друг пример е, ако видеокамера или точка за достъп са монтирани под тавана, може да бъде трудно да се удължи захранващият кабел и там.
Управление на храненето
Второто предимство е, че PoE ви позволява да контролирате устройството въз основа на мощността, например временно изключване, включване или рестартиране (когато е замразено, актуализирано или е необходимо по друг начин).
Това е удобно, ако трябва да работите от разстояние или когато устройствата са разположени на труднодостъпни места.
Това е особено полезно при работа с точки за достъп, които могат да бъдат разположени на значително разстояние или дори скрити някъде над окачен таван.
Внимание. Почти всички съвременни точки за достъп от Zyxel поддържат PoE
и включително нови модели с поддръжка на Wi-Fi 6: като най-„бюджетния“ и по-напреднали и
Фигура 1. NWA802.11AX двулентова 6ax (Wi-Fi 110) точка за достъп.
Опростена поддръжка
В допълнение към лекотата на използване, използването на PoE ви позволява да облекчите главоболията по отношение на закупуването и ремонта на захранващи адаптери, предоставяйки на потребителите гнезда, например чрез закупуване на PDU (с други думи, „носещи сплитери“). По-малко възли означава по-малко точки на отказ означава по-малко обаждания до техническа поддръжка.
електрическа безопасност
Каквото и да казва някой, 220 волта са много. Боли, убива. Но 57 волта, колкото е максимумът за PoE, също е неприятно опасно, но не толкова. В някои организации, за да може системният администратор да изпълнява и работата на електротехник, е необходимо специално разрешение. Това се регулира от същите индустриални и регионални стандарти. И с PoE никога не сме знаели нещо подобно. Слабото място си е слабо място.
естетика
От какво се нуждае най-много техническият персонал? Само да проработи. Но някои особено напреднали „другари“ се нуждаят и от това да бъде „красиво“. Например, така че „допълнителните“ проводници да не висят. Или така че всичко да е в един и същи цвят. И PoE се отървава от тези „допълнителни“ проводници. Особено чувствителни към това са различни видове инспектори, комисии и „големи шефове”.
Какви са недостатъците на PoE?
По-висока цена на устройствата
Наистина струва повече. Особено ако вземете повече или по-малко доказано оборудване и не разчитате на „може би“, купувайки „евтини решения NoName“.
От друга страна, принципът „по-скъпо означава по-добре“ не винаги работи. Следователно има смисъл да търсите скъпа марка само ако има допълнителни изисквания (има списък с „одобрено оборудване“).
Но дори и при високата цена на оборудването с PoE, цената му може да бъде много по-ниска от организирането на допълнителна разклонена кабелна система от нулата за захранване на отдалечени устройства.
Спад на мощността
При предаване на сигнал с ниско напрежение през тънки проводници ефективността, да речем, няма да бъде много добра. Колкото по-далеч сте от електрозахранването, толкова по-малко електрическа енергия ще остане на консуматорите. Останалото се изразходва за съпротивление и нагряване на проводниците. С локално захранване (не PoE) ситуацията е по-проста. Вкарах захранването в контакта "и енергията отиде, отиде..."
Такива проблеми с разстоянието обаче могат да бъдат решени чрез използване на специални превключватели с повишена мощност на сигнала, например серия Zyxel [GS1300] () И .
Изисквания към квалификацията на персонала
Нека просто кажем, че въпреки че използването на PoE не изисква големи познания, някои подробности
трябва да се овладее. Информация по този въпрос може да бъде намерена без много затруднения, въпреки че ако човек никога не е работил с тази технология, той ще срещне някакъв разпръснат и фрагментиран учебен материал.
PoE стандарти
За начинаещите може да има известно объркване. Има 3 поколения
стандартен:
Първо поколение PoE (стандарт IEEE 802.3af) осигурява до 15,4 W DC мощност за всяко свързано устройство.
Второто поколение стандарт IEEE 802.3at, наричан още PoE+, може да достави до 30 W мощност на устройство. Този стандарт се използва за захранване на по-жадни за енергия потребители, като камери за наблюдение Pan-Tilt-Zoom (PTZ) и 11n безжични точки за достъп.
За по-лесно възприемане основните разлики са обобщени в таблицата:
Параметри
PoE
PoE +
DC напрежения на захранваното устройство
от 36 до 57 V (номинално 48V)
от 42,5 до 57 V
Напрежение на източника
от 44 до 57 V
от 50 до 57 V
Максимална мощност на PoE източник
15,4 W
30 W
Максимална мощност, получена от потребителя на PoE
12,95 W
25,50 W
Максимален ток
350 mA
600 mA
Максимално съпротивление на кабела
20 Ohm (за категория 3)
12,5 Ohm (за категория 5)
Класове по хранене
0-3
0-4
Третото поколение е описано от стандарта IEEE 802.3bt.
PoE устройствата от трето поколение могат да осигурят мощност до 51 W по един кабел.
Забележка. За захранване на устройства, използващи стандартни технологии IEEE 802.3bt. Използват се всички осем проводника на модерен кабел с усукана двойка (кат. 5 и по-висока), докато за първите две поколения можете да минете само с четири.
По отношение на съвместимостта PoE устройствата са обратно съвместими - по-мощното 802.3bt захранване може да се използва за по-стари потребители на PoE и PoE+ (802.3af и 802.3at).
Терминология: краен и среден размах
Краен участък - устройство, което осигурява захранване от началото на кабела
линии.
Класически пример: комутатор за IP телефония осигурява захранване на малка мрежа от стационарни телефони в офис.
Друг пример е система за видеонаблюдение в малък склад, където видеокамерите получават захранване от комутатор чрез PoE
Обикновено такива системи не осигуряват допълнителни устройства за усилване на захранващия сигнал.
Среден размах - когато захранването е свързано не от началото на кабелната линия, а допълнително между превключвателя и крайното устройство. Например захранване на видеокамера чрез инжектор, който се включва след превключвателя в междинния шкаф за кръстосано свързване.
Още малко терминология:
- PSE (оборудване за източник на енергия) — захранващо оборудване.
- PD (захранвано устройство) - захранвано устройство.
Може ли захранването да разбере кое клиентско устройство е свързано: с или без PoE?
Ако говорим за End-span, например за превключвател, всичко се случва не просто, а много просто. Източник на захранване, като суич с PoE портове, включва захранването към този порт само ако свързаното устройство (като точка за достъп) поддържа PoE.
Как действа тя?
- Първо се прави проверка: дали клиентското устройство поддържа захранване чрез PoE. Прилага се напрежение от 2,8 до 10 волта и се определя входното съпротивление. В случай, че получените резултати могат да се считат за задоволителни за захранване чрез PoE, захранващото устройство преминава към следващия етап.
- Захранващото устройство определя необходимата мощност за захранване на клиентското устройство, за последващо управление на тази мощност. В зависимост от нивото на потребление на устройствата се присвоява клас: от 0 до 4.
Ако обаче говорим за евтини устройства Mid-Span, които са свързани след конвенционално мрежово оборудване (без PoE), всичко не е толкова розово. В такива случаи към линията обикновено се подава постоянно захранване с фиксирани параметри и проверка за „Какво устройство е в другия край на линията?“ не се извършва.
Какво да направите, когато трябва да свържете устройства без PoE поддръжка, но няма контакт за захранващия адаптер?
За такива ситуации се използва Пасивно PoE с PoE сплитер.
В този случай захранването не анкетира свързаното устройство и не отговаря на неговата мощност. Захранването се подава просто през свободните усукани двойки проводници с помощта на PoE сплитер.
PoE сплитер разделя сигнала, пристигащ чрез усукана двойка, на данни и мощност (12V-24V). Това прави възможно захранването и интегрирането на устройство без PoE поддръжка в съществуваща инфраструктура. При този метод на свързване е необходимо внимателно да изберете мощността на източника на захранване и неговия консуматор.
Ами ако е обратното? Трябва да свържете PD (PoE клиентско устройство) към обикновено мрежово оборудване?
За да захранвате клиентски устройства с PoE, можете да използвате PoE инжектор, който е предназначен да доставя допълнително захранване на мрежовия кабел.
PoE инжекторът има RJ45 конектор на входа и конектор за свързване към източник на захранване. На изхода има един RJ45 конектор с PoE.
PoE инжекторът приема стандартен мрежов сигнал и инжектира захранване в линията за мрежова връзка, което ви позволява да свържете PoE устройство на изхода.
Фигура 2. Zyxel PoE инжектор
Какви са изискванията за кабела?
За връзка при захранване чрез PoE се използва кабел с усукана двойка поне cat.5e.
Важно е. Проводниците трябва да са медни, не помеднени, и с дебелина най-малко 0,51 mm (24 AWG). Съпротивлението в проводниците не трябва да надвишава 9,38 Ohm/100 m.
На практика обикновено се препоръчва да не се използват кабели, по-дълги от 75 m, въпреки че стандартите 802.3af и 802.3at поддържат 100 m. При Passive PoE практическите препоръки са още по-песимистични – реалната дължина на кабела за нормална работа не трябва да надвишава 60м.
Въпреки това, специални превключватели, като управлявани може да поддържа устройства на разстояние 250 м при скорост 10Mb/s.
Фигура 3. Илюстрация на това как работи разширеният обхват.
Какво е защита от пренапрежение (SPD)?
Във всяка разширена електрическа верига съществува заплаха от краткотрайни импулси, причинени от натрупване на заряд (увеличаване на потенциалната разлика - пренапрежение), последвано от разреждане. По-долу са изброени причините за появата на кратки импулси на пренапрежение.
- Удар от мълния в близост до обект, включително гръмоотвод, причинява електрически импулс и електромагнитно смущение, което създава индуцирана ЕДС в кабела.
- Натрупването на статично електричество, причинено от йонизация на въздуха и други външни явления, води до появата на импулси на статично напрежение, които могат да повредят оборудването.
- Пренапреженията, дължащи се на превключване и превключване на оборудване, например превключване на пач кабели в кросоувър, включване на допълнителни захранващи устройства, включване и изключване на мощен товар води до възникване на преходни процеси в електрически вериги с резки скокове на импулсно напрежение, което може да доведе до повреда на оборудването.
Забележка. Поради редица причини: удар на мълния в близост до обект по време на гръмотевична буря, както и йонизация на въздуха и натрупване на атмосферно електричество преди гръмотевична буря, този тип защита понякога се нарича "мълниезащита". Този термин не трябва да се бърка с термина "мълниезащита" - тоест със защита от директен удар на мълния.
За предотвратяване на подобни заплахи се използват устройства за защита от пренапрежение (SPD). Има две опции за защита (SPD): закупуване и инсталиране на външни устройства и изграждане на защита в PoE устройства.
И накрая, отговорът на въпроса: кои устройства да изберете?
Избор на захранване
Когато се говори за избор на устройство източник за PoE захранване, те имат предвид крайния обхват и обикновено това е превключвател. Суичът е най-използваната опция, те се използват в IP телефония, видеонаблюдение, при окачване на точки за достъп и при инсталиране на всякакви сензори за системи за сигурност, ACS контролери и др.
Важно е да се вземат предвид няколко фактора:
- Съвместим отгоре надолу. Тоест по-модерно устройство, което поддържа най-новия стандарт IEEE 802.3bt, може да се използва за свързване и захранване на по-стари устройства. Но напротив – не.
- Отдалеченост на PD (Powered Devices). В допълнение към дължината, която е „тук и сега“, струва си да помислите за бъдещето. Например, ако складовата площ се разширява или се планира преместване на офис. По-добре е да заложите някакъв резерв от характеристики „за бъдещето“.
- Управление на устройството. В допълнение към „влизането“ в превключвателя и ръчното изключване и включване на захранването, има и други опции за управление, напр. за видео камери.
- Защита от пренапрежения (SPD) и други вредни фактори.
Zyxel има превключватели, които отговарят на всички горепосочени изисквания. Това са модели от новата серия GS1350. Ние вече Тази серия първоначално беше позиционирана като Те обаче могат да се използват без проблеми в други приложения, като захранване на телефони, точки за достъп и други PoE устройства.
Фигура 4. Специализиран управляван PoE комутатор GS1350-26HP.
Серия неуправляеми превключватели също са добър избор. Селекция от специализирани комутатори от Zyxel може да се види на фигура 5.
Фигура 5. Zyxel портфолио от управлявани и неуправляеми PoE комутатори.
Избор на потребителско устройство
Обикновено при избора на крайни устройства те се ръководят от техните потребителски характеристики, например качество на картината при избора на видеокамера, поддръжка на Wi-Fi стандарти при избора на точки за достъп и т.н.
Захранването обаче също оставя своя отпечатък. Има смисъл да се вземат предвид следните фактори:
- Рентабилност на устройството.
- Възможности за управление.
- Цена и качество.
Важно! Въпреки декларираната съвместимост отгоре надолу, не трябва да разчитате 100% на тази възможност. В един добър проект захранването и потребителите трябва да поддържат един стандарт, за предпочитане най-актуалния, да са напълно съвместими и закупени с очакванията за използване на нови технологии, например Wi-Fi 6. Преработката на цяла част от инфраструктурата, гордо наричана „модернизация“, най-често е по-скъпа от някои допълнителни разходи на етапа на изпълнение.
Полезни връзки
Wi-Fi 6 горещи точки: ,
и
Серия специални управлявани комутатори и неконтролируема на уебсайта на Zyxel
Източник: www.habr.com
