Früher haben wir in unseren Switches die Power over Ethernet-Technologie nur in Richtung der erhöhten Leistungskapazität entwickelt. Doch im Laufe des Betriebs von PoE- und PoE+-Lösungen wurde offensichtlich, dass dies nicht ausreicht. Unsere Kunden sehen sich nicht nur mit einem unzureichenden Energiebudget, sondern auch mit der standardmäßigen Einschränkung von Ethernet-Netzen gegenüber – einer Übertragungsdistanz von 100 m. In diesem Artikel werden wir erläutern, wie wir dieses Limit umgangen sind und Long Range PoE in der Praxis testen.
Warum wird die Technologie PoE Long Range benötigt
Eine Distanz von hundert Metern ist viel. Zumal das Kabel in der Realität nie gerade verlegt wird: Es muss all die Kurven des Gebäudes umgehen, von einem Kabelkanal zum anderen steigen oder fallen usw. Selbst in mittelgroßen Gebäuden kann die Längenbeschränkung des Ethernet-Segments eine Herausforderung für den Administrator darstellen.
Wir haben uns entschieden, anhand eines Schulgebäudes anschaulich zu zeigen, welche Geräte mit PoE Energie beziehen und sich mit dem Netzwerk verbinden können (grüne Sterne) und welche nicht (rote Sterne). Wenn die Netzwerkausrüstung nicht zwischen den Gebäuden installiert werden kann, können die Geräte an den äußeren Punkten keine Verbindung herstellen:
Um das Distanzlimit zu umgehen, wird die Technologie Long Range PoE verwendet: Sie ermöglicht eine Erweiterung des Abdeckungsbereichs des kabelgebundenen Netzwerks und die Verbindung von Abonnenten, die bis zu 250 Meter entfernt sind. Bei Verwendung von Long Range PoE erfolgt die Daten- und Energieübertragung auf zwei Arten:
- Wenn die Schnittstellengeschwindigkeit 10 Mbps beträgt (gewöhnliches Ethernet), ist eine gleichzeitige Übertragung von Energie und Daten auf Segmenten von bis zu 250 Metern möglich.
- Wenn die Schnittstellengeschwindigkeit jedoch auf 100 Mbps (für die Modelle TL-SL1218MP und TL-SG1218MPE) oder 1 Gbps (für das Modell TL-SG1218MPE) eingestellt wird, erfolgt keine Datenübertragung – nur die Energieübertragung. In diesem Fall ist eine andere Methode zur Datenübertragung erforderlich, zum Beispiel eine parallel verlegte optische Leitung. Long Range PoE wird in diesem Fall nur für die Fernspeisung verwendet.
Somit kann bei Verwendung von Long Range PoE auf dem Gelände der gleichen Schule die Netzwerkausrüstung, die Geschwindigkeiten von 10 Mbps unterstützt, an jedem beliebigen Ort positioniert werden.
Was können Switches mit Long Range PoE-Unterstützung?
Die Funktion Long Range PoE ist bei zwei Switches in der TP-Link-Serie vorhanden: und .
Der TL-SL1218MP gehört zu den unmanaged Switches. Er hat 16 Ports, sein gesamtes PoE-Budget beträgt 192 W, was erlaubt, bis zu 30 W pro Port bereitzustellen. Wenn es keine Überschreitung des Energiebudgets gibt, können alle 16 Ports des Fast Ethernet mit Strom versorgt werden.
Die Konfiguration erfolgt über Schalter auf der Vorderseite: einer aktiviert den Long Range PoE-Modus und der andere konfiguriert die Priorität der Ports bei der Verteilung des Energiebudgets des Switches.
Der TL-SG1218MPE gehört zu den Easy Smart Switches. Das Gerät kann über eine Web-Oberfläche oder spezialisierte Utilities verwaltet werden.
Im Bereich System haben Administratoren Zugriff auf standardmäßige Routinevorgänge: Ändern von Login und Passwort für das Administratorkonto, Konfiguration der IP-Adresse des Managementmoduls, Firmware-Updates und so weiter.
Die Portarbeitsmodi werden im Abschnitt Switching → Port Setting festgelegt. Über die anderen Tabs im Abschnitt können IGMP aktiviert/deaktiviert und physische Interfaces in Gruppen zusammengefasst werden.
Im Bereich Monitoring werden statistische Informationen über die Arbeiten der Switch-Ports angezeigt. Hier kann auch der Traffic gespiegelt, der Schutz vor Schleifen aktiviert oder deaktiviert und der integrierte Kabeltester gestartet werden.
Der Switch TL-SG1218MPE unterstützt mehrere Betriebsmodi mit virtuellen Netzwerken: 802.1q-Tagging, VLAN basierend auf Ports und MTU VLAN. Im MTU VLAN-Modus erlaubt der Switch nur den Austausch von Traffic zwischen Benutzerports und dem Uplink-Interface, d.h. der direkte Austausch von Traffic zwischen Benutzerports ist untersagt. Diese Technologie wird auch als Asymmetric VLAN oder Private VLAN bezeichnet. Sie dient zur Erhöhung der Netzwerksicherheit, sodass ein Angreifer bei physischer Verbindung mit dem Switch nicht die Kontrolle über die Hardware übernehmen kann.
Im QoS-Bereich kann die Priorität des Interfaces festgelegt, die Geschwindigkeit des Benutzertraffics begrenzt und gegen Stürme vorgegangen werden.
Im PoE Config-Bereich kann der Administrator die maximale Leistung, die einem bestimmten Verbraucher zur Verfügung steht, zwangsweise einschränken, die EnergPriorität des Interfaces festlegen sowie Verbraucher ein- oder ausschalten.
Long Range wird getestet
Im Modell TL-SL1218MP haben wir die Unterstützung für Long Range für die ersten acht Ports integriert. Unser getestetes IP-Telefon hat erfolgreich funktioniert. Über die Einstellungen des Telefons haben wir festgestellt, dass die vereinbarte Geschwindigkeit 10 Mbps beträgt. Anschließend haben wir den Schalter für Long Range PoE in den Off-Zustand versetzt und überprüft, was danach mit dem Testtelefon passiert. Das Gerät hat sich erfolgreich gestartet und berichtete über den Betrieb im 100 Mbps-Modus an seiner Netzwerkschnittstelle, jedoch wurden keine Daten über den Kanal übertragen und das Telefon konnte sich nicht an der Station registrieren. Damit ist die Stromversorgung von Endgeräten, die über verlängerte Ethernet-Kanäle angeschlossen sind, auch ohne Aktivierung des Long Range PoE-Modus möglich, jedoch wird in diesem Fall nur Strom und keine Daten über den Kanal übertragen.
Im Standard-PoE-Modus (wenn die Länge des Segments 100 Meter nicht überschreitet) erfolgt die Übertragung von Energie und Daten mit Geschwindigkeiten von bis zu 1 Gbps einschließlich. Der Test des mit PoE versorgten Telefonapparats, das mit einem Kabel maximaler Länge verbunden war, war erfolgreich.
Am Switch TL-SG1218MPE haben wir den Port in den 10 Mbps Half Duplex-Modus versetzt – das Gerät hat erfolgreich eine Verbindung hergestellt.
Natürlich wollten wir wissen, wie viel Energie das Telefon bei dieser Verbindung verbraucht, und es stellte sich heraus, dass es nur 1,6 W beträgt.
C:>ping -t 192.168.1.10
Pinge 192.168.1.10 mit 32 Bytes Daten:
Antwort von 192.168.1.10: Bytes=32 time<1ms TTL=64
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Antwort von 192.168.1.10: Bytes=32 time<1ms TTL=64
Anforderung zeitüberschreitung.
Anforderung zeitüberschreitung.
Anforderung zeitüberschreitung.
Anforderung zeitüberschreitung.
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Anforderung zeitüberschreitung.
Anforderung zeitüberschreitung.
Ping-Statistik für 192.168.1.10:
Pakete: Gesendet = 16, Empfangen = 9, Verloren = 7 (43% Verlust),
Ungefähre Hin- und Rücklaufzeiten in Millisekunden:
Minimum = 0 ms, Maximum = 0 ms, Durchschnitt = 0 ms
Control-C
Wenn jedoch die Schnittstelle des Switches in den 100 Mbps Half Duplex- oder 100 Mbps Full Duplex-Modus versetzt wird, wird die Verbindung zum Telefon sofort unterbrochen und nicht wiederhergestellt.
Die Schnittstelle befindet sich im Zustand Link Down.
Fast dasselbe passiert, wenn die Schnittstelle in den automatischen Geschwindigkeits- und Duplex-Modus versetzt wird. Daher ist die einzige Möglichkeit, solche langen Ethernet-Segmente zu nutzen, die manuelle Einstellung der Verbindungsrate auf 10 Mbps.
Leider werden solch lange Kabelsegmente nicht vom eingebauten Kabeltester erkannt.
Aktualisierung anderer Switches mit PoE
Da die Anzahl der poe-betriebenen Geräte ständig zunimmt, haben wir die Netzteile bei alten Modellen aktualisiert. Anstelle von Netzteilen mit 110 W und 192 W werden jetzt in allen Modellen Netzteile mit 150 W und 250 W eingesetzt. Alle diese Änderungen sind in der Tabelle zu sehen:
Da die PoE-Technologie zunehmend in den Verbrauchermarkt eindringt, wurde eine weitere Änderung im Modellangebot mit der Einführung von Switches für kleine Büros und den Heimgebrauch vorgenommen.
In der Produktreihe der nicht verwalteten Fast Ethernet-Switches sind im Jahr 2019 Modelle erschienen und mit 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 haben keine Lüfter, sie können direkt in Büros, Arbeitsräumen und Wohnungen platziert werden und können zum Anschluss beliebiger IP-Kameras und IP-Telefone verwendet werden. Die Switches können Energie priorisieren: Bei Überlastung werden Geräte mit niedriger Priorität abgeschaltet.
Modelle und , wie die SF-Modelle, sind für die Desktop-Installation vorgesehen, haben jedoch einen integrierten Gigabit-Switch, der den Anschluss von Hochgeschwindigkeits-Endgeräten mit Unterstützung für 802.3af ermöglicht.
Der Switch kann sowohl auf dem Tisch als auch im Rack platziert werden. Dieses Modell verfügt über acht Gigabit-Ethernet-Ports, an die Endgeräte mit Unterstützung für IEEE 802.3af/at und einer Leistung von bis zu 30 W angeschlossen werden können. Das Gesamtenergiebudget des Geräts beträgt 126 W. Eine Besonderheit des Switches ist die Unterstützung des Energiesparmodus, bei dem der Switch seine Ports regelmäßig anpingt und bei Nichtanschluss eines Geräts die Stromversorgung abschaltet. Dies reduziert den Energieverbrauch um 75%.
Neben dem TL-SG1218PE umfasst die Reihe der verwalteten Switches von TP-Link die Modelle und . Sie haben das gleiche Gesamtenergiebudget von 55 W. Dieses Budget kann auf vier Ports mit einer Ausgangsleistung von bis zu 15,4 W pro Port verteilt werden. Diese Switches haben dasselbe Firmware wie der TL-SG1218PE, und entsprechend sind die Funktionen die gleichen: Netzwerküberwachung, Verkehrspriorisierung, QoS, MTU VLAN.
Eine vollständige Beschreibung der PoE-Geräte von TP-Link ist verfügbar unter .
Quelle: habr.com
