Bisher haben wir die Power-over-Ethernet-Technologie in unseren Switches nur in Richtung einer Erhöhung der übertragenen Leistung entwickelt. Doch beim Betrieb von Lösungen mit PoE und PoE+ zeigte sich, dass dies nicht ausreicht. Unsere Kunden sind nicht nur mit einem Mangel an Energiebudget konfrontiert, sondern auch mit einer Standardbeschränkung von Ethernet-Netzwerken – einer Informationsübertragungsreichweite von 100 m. In diesem Artikel erklären wir Ihnen, wie Sie diese Einschränkung umgehen und PoE mit großer Reichweite testen können üben.
Warum brauchen wir PoE-Langstreckentechnologie?
Eine Entfernung von hundert Metern ist viel. Darüber hinaus wird das Kabel in der Realität nie in einer geraden Linie verlegt: Sie müssen alle Kurven des Gebäudes umrunden, von einem Kabelkanal zum anderen steigen oder fallen und so weiter. Selbst in mittelgroßen Gebäuden kann die Begrenzung der Länge eines Ethernet-Segments für den Administrator zu Kopfschmerzen führen.
Wir haben uns entschieden, am Beispiel eines Schulgebäudes anschaulich zu zeigen, welche Geräte über PoE Strom beziehen und sich mit dem Netzwerk verbinden können (grüne Sterne) und welche nicht (rote Sterne). Wenn zwischen den Gehäusen keine Netzwerkgeräte installiert werden können, können die Geräte an den äußersten Punkten keine Verbindung herstellen:
Um die Reichweitenbeschränkung zu umgehen, kommt die Long Range PoE-Technologie zum Einsatz: Sie ermöglicht es Ihnen, den Abdeckungsbereich des kabelgebundenen Netzwerks zu erweitern und Teilnehmer in einer Entfernung von bis zu 250 Metern zu verbinden. Bei der Verwendung von Long Range PoE werden Daten und Strom auf zwei Arten übertragen:
- Bei einer Schnittstellengeschwindigkeit von 10 Mbit/s (normales Ethernet) ist die gleichzeitige Übertragung von Energie und Daten auf bis zu 250 Meter langen Segmenten möglich.
- Wenn die Schnittstellengeschwindigkeit auf 100 Mbit/s (für die Modelle TL-SL1218MP und TL-SG1218MPE) oder 1 Gbit/s (für das Modell TL-SG1218MPE) eingestellt ist, findet keine Datenübertragung statt, sondern nur eine Energieübertragung. In diesem Fall ist eine andere Möglichkeit zur Datenübertragung erforderlich, beispielsweise eine parallele optische Leitung. Long Range PoE wird in diesem Fall nur für die Fernstromversorgung verwendet.
Wenn Sie also Long Range PoE auf dem Gelände derselben Schule verwenden, können sich an jedem Punkt Netzwerkgeräte befinden, die eine Geschwindigkeit von 10 Mbit/s unterstützen.
Welche Switches, die Long Range PoE unterstützen, können
Die Long Range PoE-Funktion ist auf zwei Switches der TP-Link-Linie verfügbar: и .
TL-SL1218MP ist ein nicht verwalteter Switch. Es verfügt über 16 Ports, sein gesamtes PoE-Budget beträgt 192 W, was eine Stromversorgung von bis zu 30 W pro Port ermöglicht. Sofern das Strombudget nicht überschritten wird, können alle 16 Fast-Ethernet-Ports mit Strom versorgt werden.
Die Konfiguration erfolgt über Schalter auf der Vorderseite: Einer aktiviert den Long Range PoE-Modus und der zweite konfiguriert die Priorität der Ports bei der Verteilung des Energiebudgets des Switches.
TL-SG1218MPE gehört zu den Easy Smart-Schaltern. Sie können das Gerät über die Weboberfläche oder spezielle Dienstprogramme verwalten.
Im Abschnitt „Systemschnittstelle“ haben Administratoren Zugriff auf standardmäßige Routinevorgänge: Ändern des Benutzernamens und Passworts für das Administratorkonto, Festlegen der IP-Adresse des Steuermoduls, Aktualisieren der Firmware usw.
Die Port-Betriebsmodi werden im Abschnitt Switching → Port Setting eingestellt. Über die verbleibenden Registerkarten des Abschnitts können Sie IGMP aktivieren/deaktivieren und physische Schnittstellen in Gruppen zusammenfassen.
Der Abschnitt „Überwachung“ bietet statistische Informationen über den Betrieb der Switch-Ports. Sie können auch den Datenverkehr spiegeln, den Schleifenschutz aktivieren oder deaktivieren und den integrierten Kabeltester ausführen.
Der TL-SG1218MPE-Switch unterstützt mehrere virtuelle Netzwerkmodi: 802.1q-Tagging, portbasiertes VLAN und MTU-VLAN. Beim Betrieb im MTU-VLAN-Modus erlaubt der Switch nur den Verkehrsaustausch zwischen Benutzer-Ports und der Uplink-Schnittstelle, d. h. der Verkehrsaustausch zwischen Benutzer-Ports ist direkt verboten. Diese Technologie wird auch Asymmetric VLAN oder Private VLAN genannt. Es wird verwendet, um die Netzwerksicherheit zu verbessern, sodass ein Angreifer bei physischer Verbindung mit dem Switch nicht in der Lage ist, die Kontrolle über das Gerät zu übernehmen.
Im Abschnitt „QoS“ können Sie die Schnittstellenpriorität festlegen, Geschwindigkeitsbegrenzungen für den Benutzerverkehr konfigurieren und mit Stürmen umgehen.
Im Abschnitt „PoE-Konfiguration“ kann der Administrator die maximale Leistung, die einem bestimmten Verbraucher zur Verfügung steht, zwangsweise begrenzen, die Energiepriorität der Schnittstelle festlegen und den Verbraucher verbinden oder trennen.
Testen großer Reichweite
Beim TL-SL1218MP haben wir die Long Range-Unterstützung für die ersten acht Ports aktiviert. Unser Test-IP-Telefon funktionierte erfolgreich. Durch die Telefoneinstellungen haben wir herausgefunden, dass die vereinbarte Geschwindigkeit 10 Mbit/s beträgt. Anschließend haben wir den Long Range PoE-Schalter auf Aus gestellt und überprüft, was danach mit dem Testtelefon passiert ist. Das Gerät startete erfolgreich und meldete die Verwendung des 100-Mbit/s-Modus auf seiner Netzwerkschnittstelle, es wurden jedoch keine Daten über den Kanal übertragen und das Telefon war nicht bei der Station registriert. Somit ist die Stromversorgung von Verbrauchern, die über lange Ethernet-Kanäle angeschlossen sind, ohne Aktivierung des Long Range PoE-Modus möglich, allerdings wird in diesem Fall nur Strom über den Kanal übertragen, keine Daten.
Im Standard-Power-over-Ethernet-Modus (wenn die Segmentlänge 100 Meter nicht überschreitet) erfolgt die Energie- und Datenübertragung mit Geschwindigkeiten von bis zu 1 Gbit/s inklusive. Der Test des Betriebs eines über PoE betriebenen und mit einem Kabel maximaler Länge verbundenen Telefons war erfolgreich.
Am TL-SG1218MPE-Switch haben wir den Port auf den 10-Mbit/s-Halbduplex-Modus umgestellt – das Gerät wurde erfolgreich verbunden.
Natürlich wollten wir wissen, wie viel Energie das Telefon bei dieser Verbindung verbraucht, es stellte sich heraus, dass es nur 1,6 W waren.
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
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Request timed out.
Request timed out.
Request timed out.
Request timed out.
Request timed out.
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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
Wenn Sie jedoch die Switch-Schnittstelle auf den Betriebsmodus 100 Mbit/s Halbduplex oder 100 Mbit/s Vollduplex umstellen, geht die Verbindung mit dem Telefon sofort verloren und wird nicht wiederhergestellt.
Die Schnittstelle selbst befindet sich im Link Down-Status.
Fast das Gleiche passiert, wenn die Schnittstelle in den automatischen Geschwindigkeits- und Duplex-Aushandlungsmodus geschaltet wird. Daher besteht die einzige Möglichkeit, solch lange Ethernet-Segmente zu nutzen, darin, die Verbindungsgeschwindigkeit manuell auf 10 Mbit/s einzustellen.
Leider werden solch lange Kabelabschnitte vom eingebauten Kabeltester nicht erkannt.
Aktualisieren anderer PoE-Switches
Da die Zahl der über PoE betriebenen Geräte stetig zunimmt, haben wir die Netzteile älterer Modelle erneuert. Anstelle von 110-W- und 192-W-Netzteilen werden nun alle Modelle über 150-W- und 250-W-Netzteile verfügen. Alle diese Änderungen sind in der Tabelle ersichtlich:
Als die PoE-Technologie begann, die Verbraucherebene zu durchdringen, gab es eine weitere Änderung in der Produktpalette: die Einführung von Switches für kleine Büros und den Heimgebrauch.
Im Jahr 2019 erschienen Modelle der Reihe der nicht verwalteten Fast-Ethernet-Switches и für 5 und 8 Ports. Das Energiebudget der Modelle beträgt 58 W und kann auf vier Schnittstellen verteilt werden (bis zu 15,4 W pro Port). Die Switches verfügen über keine Lüfter; sie können direkt in Büro- und Arbeitsräumen sowie Wohnungen platziert und zum Anschluss beliebiger IP-Kameras und IP-Telefone verwendet werden. Schalter können die Stromverteilung priorisieren: Bei Überlastung werden Geräte mit niedriger Priorität abgeschaltet.
Модели и , wie die SF-Modelle, sind für die Desktop-Installation konzipiert, verfügen jedoch über einen integrierten Gigabit-Switch, der den Anschluss von Hochgeschwindigkeits-Endgeräten ermöglicht, die 802.3af unterstützen.
Telefonzentrale Kann sowohl auf einem Tisch als auch in einem Regal platziert werden. Dieses Modell verfügt über acht Gigabit-Ethernet-Ports, von denen jeder mit IEEE 802.3af/at-Unterstützung und einer Leistung von bis zu 30 W an einen Verbraucher angeschlossen werden kann. Das Gesamtenergiebudget des Geräts beträgt 126 W. Eine Besonderheit des Switches ist, dass er einen Energiesparmodus unterstützt, in dem der Switch seine Ports regelmäßig anpingt und den Strom abschaltet, wenn kein Gerät angeschlossen ist. Dadurch können Sie den Energieverbrauch um 75 % senken.
Neben dem TL-SG1218PE umfasst die TP-Link-Reihe verwalteter Switches Modelle и . Sie haben das gleiche Gesamtenergiebudget des Geräts – 55 W. Dieses Budget kann auf vier Ports mit einer Ausgangsleistung von bis zu 15,4 W pro Port verteilt werden. Diese Switches haben jeweils die gleiche Firmware wie der TL-SG1218PE und die Funktionen sind die gleichen: Netzwerküberwachung, Verkehrspriorisierung, QoS, MTU VLAN.
Eine vollständige Beschreibung der TP-Link PoE-Gerätereihe finden Sie unter .
Source: habr.com