В миналото в нашите комутатори развивахме технологията Power over Ethernet само в посока на увеличаване на предаваната мощност. Но по време на експлоатация на решенията с PoE и PoE+ стана очевидно, че това не е достатъчно. Нашите клиенти срещат не само недостатъчен енергиен бюджет, но и стандартното ограничение на Ethernet мрежите — разстоянието за предаване на информация от 100 м. В тази статия ще разкажем как надминахме това ограничение и ще проверим long range PoE на практика.
Защо е нужна технологията PoE long range
Разстоянието от сто метра — това е много. Особено, тъй като на практика кабелът никога не се прокарва по права линия: необходимо е да се избегнат всички извивки на сградата, да се повдигне или спусне от един кабелен канал до друг и така нататък. Дори в средно големи сгради, ограничението на дължината на Ethernet сегмента може да се превърне в главоболие за администратора.
Решихме на примера на училищна сграда нагледно да демонстрираме, кои устройства могат да получават електрическа енергия чрез PoE и да се свържат към мрежата (зелени звездички), а кои — не (червени звездички). Ако мрежовото оборудване не може да бъде инсталирано между корпусите, то в крайни точки устройствата няма да могат да се свържат:
За да се преодолее ограничението по разстояние, се използва технологията Long Range PoE: тя позволява да се разшири зоната на покритие на проводната мрежа и да се свържат абонати, разположени на разстояние до 250 метра. При използване на Long Range PoE предаването на данни и електрическа енергия става по два начина:
- Ако скоростта на интерфейса е 10 Mbps (обикновен Ethernet), то на сегменти с дължина до 250 метра е възможно едновременно предаване както на енергия, така и на данни.
- Ако обаче скоростта на интерфейса се определи на 100 Mbps (за моделите TL-SL1218MP и TL-SG1218MPE) или 1 Gbps (за модела TL-SG1218MPE), предаването на данни няма да се извърши — само предаване на енергия. В този случай ще е необходим друг начин за предаване на данни, например паралелно прокарана оптична линия. Long Range PoE в този случай ще се използва само за дистанционно захранване.
По този начин, при използване на Long Range PoE на територията на същото училище, мрежовото оборудване, което поддържа скорост от 10 Mbps, може да бъде разположено на всяка точка.
Какво могат комутаторите с поддръжка на Long Range PoE
Функцията Long Range PoE присъства при два комутатора от серията TP-Link: и .
TL-SL1218MP е неуправляем комутатор. Има 16 порта, а общият му PoE бюджет е 192 W, което позволява подаването на мощност до 30 W на порт. При липса на излишък от енергийния бюджет, всички 16 Fast Ethernet порта могат да получават захранване.
Настройката става чрез превключватели на предния панел: единият активира режима Long Range PoE, а другият настройва приоритета на портовете при разпределение на енергийния бюджет на комутатора.
TL-SG1218MPE е от серията Easy Smart комутатори. Устройството може да се управлява чрез уеб интерфейс или специализирани утилити.
В секцията System администраторите имат достъп до стандартни рутинни операции: промяна на логин и паролата за администраторския акаунт, настройка на IP адреса на управляващия модул, обновление на фърмуера и др.
Работните режими на портовете се задават в раздела Switching → Port Setting. Чрез другите табове в раздела могат да се включват/изключват IGMP и да се обединяват физически интерфейси в групи.
В секцията Monitoring се представят статистически данни за работата на портовете на комутатора. Тук могат да се зеркалят трафик, да се включва или изключва защита от цикли и да се стартира вградения кабелен тестер.
Комутаторът TL-SG1218MPE поддържа няколко режима на работа с виртуални мрежи: тагиране 802.1q, VLAN на база порт и MTU VLAN. При работа в режим MTU VLAN, комутаторът разрешава само обмен на трафик между потребителските портове и uplink интерфейса, тоест обменът на трафик директно между потребителските портове е забранен. Тази технология е известна още като Asymmetric VLAN или Private VLAN. Тя се използва за повишаване на сигурността на мрежата, за да се предотврати възможността за незаслужен достъп до управлението на оборудването при физическо свързване към комутатора.
В секцията QoS може да се зададе приоритет на интерфейса, да се настрои ограничение на скоростта на потребителския трафик и да се предотвратят бури.
В секцията PoE Config администраторът може ръчно да ограничи максималната мощност, достъпна за всеки потребител, да зададе енергиен приоритет на интерфейса и да включи или изключи потребителя.
Тестваме Long Range
В модела TL-SL1218MP добавихме поддръжка на Long Range за първите осем порта. Нашият тестов IP телефон успешно заработи. Чрез настройките на телефона установихме, че договорената скорост е 10 Mbps. След това изключихме превключвателя Long Range PoE и проверихме какво се случва с тестовия телефон след това. Устройството успешно стартира и съобщи за използване на режим 100 Mbps на своя мрежови интерфейс, но данните през канала не се предаваха и телефонът не се регистрираше на станцията. По този начин, захранването на потребителите, свързани през удължени Ethernet канали, е възможно и без активиране на режима Long Range PoE, но в този случай през канала ще се предава само захранване, а не данни.
В стандартен режим на захранване през Ethernet (когато дължината на сегмента не надвишава 100 метра) предаването на енергия и данни се извършва на скорости до 1 Gbps включително. Проверка на работата на телефонния апарат, захранван чрез PoE и свързан чрез кабел с максимална дължина, премина успешно.
На комутатора TL-SG1218MPE прехвърлихме порта в режим 10 Mbps Half Duplex — устройството успешно се свърза.
Естествено, искахме да разберем колко енергия поема телефонът при такова свързване, оказа се, че само 1,6 W.
C:>ping -t 192.168.1.10
Pinging 192.168.1.10 with 32 bytes of data:
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Request timed out.
Request timed out.
Request timed out.
Request timed out.
Request timed out.
Request timed out.
Request timed out.
Ping statistics for 192.168.1.10:
Packets: Sent = 16, Received = 9, Lost = 7 (43% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms
Control-C
Но ако прехвърлим интерфейса на комутатора в режим 100 Mbps Half Duplex или 100 Mbps Full Duplex, свързаността с телефона веднага се губи и не се възстановява.
Самият интерфейс е в състояние Link Down.
Почти същото се получава, ако интерфейсът бъде прехвърлен в режим на автоматично договаряне на скорост и дуплекс. Следователно единственият начин за използване на такива дълги Ethernet сегменти е ръчното установяване на скоростта на свързване 10 Mbps.
За съжаление, толкова дългите кабелни сегменти не се откриват от вградените кабелни тестери.
Актуализация на други PoE превключватели
С увеличаването на количеството устройства, захранвани чрез PoE, актуализирахме захранващите блокове на старите модели. Сега вместо захранващи блокове от 110 W и 192 W, всички модели ще разполагат със системи от 150 W и 250 W. Всички тези промени можете да видите в таблицата:
Тъй като технологията PoE започва да навлиза в потребителския сегмент, още едно изменение в продуктовата линия е появата на превключватели, предназначени за малки офиси и домашна употреба.
В серията от неуправляеми Fast Ethernet превключватели през 2019 година се появиха моделите и , с 5 и 8 порта. Общият енергиен бюджет на моделите е 58 W и може да бъде разпределен между четири интерфейса (до 15,4 W на порт). Превключвателите нямат вентилатори, могат да стоят директно в офисни и работни помещения, в апартаменти и да се използват за свързване на всякакви IP камери и IP телефони. Те могат приоритетно да разпределят енергия: при натоварване, устройствата с нисък приоритет се изключват.
Моделите и , подобно на SF моделите, са предназначени за настолно инсталиране, но имат вграден гигабитен превключвател, което позволява свързване на високоскоростно крайно оборудване с поддръжка на 802.3af.
Превключвателят може да бъде поставен както на маса, така и в стойка. Този модел разполага с осем порта Gigabit Ethernet, към всеки от които може да бъде свързано устройство с поддръжка на IEEE 802.3af/at и мощност до 30 W. Общият енергиен бюджет на устройството е 126 W. Характеристика на превключвателя е поддръжката на режим на пестене на енергия, при който превключвателят периодично пингва портовете си, а при отсъствие на свързано устройство изключва захранването. Това позволява да се намали енергопотреблението с 75%.
В допълнение към TL-SG1218PE, в продуктовата линия управляеми превключватели TP-Link присъстват моделите и . Те имат един и същ общ енергиен бюджет на устройството — 55 W. Този бюджет може да бъде преразпределен между четири порта с изходна мощност до 15,4 W на порт. Тези превключватели имат същия фърмуер като TL-SG1218PE, съответно и функциите им са идентични: мониторинг на мрежата, приоритизиране на трафика, QoS, MTU VLAN.
Пълно описание на продуктовата линия PoE устройства на TP-Link е налично на .
Източник: habr.com
