Früher haben wir bei unseren Switches die Power over Ethernet-Technologie hauptsächlich in Richtung Erhöhung der Übertragungsleistung entwickelt. Doch im Laufe der Nutzung von Lösungen mit PoE und PoE+ wurde deutlich, dass dies nicht ausreicht. Unsere Kunden sehen sich nicht nur mit einem mangelnden Energiebudget konfrontiert, sondern auch mit dem typischen Limit von Ethernet-Netzwerken – der Übertragungsdistanz von 100 m. In diesem Artikel zeigen wir, wie wir dieses Limit umgangen sind und testen Long Range PoE in der Praxis.
Warum ist die PoE Long Range-Technologie notwendig?
Ein Abstand von hundert Metern ist viel. Zumal das Kabel in der Realität nie gerade verlegt wird: Man muss alle Kurven des Gebäudes umgehen, von einem Kabelkanal zum anderen hinauf- oder hinuntersteigen und so weiter. Selbst in mittelgroßen Gebäuden kann die Begrenzung der Länge eines Ethernetsegments zu Kopfschmerzen für den Administrator führen.
Wir haben uns entschieden, am Beispiel eines Schulgebäudes anschaulich zu demonstrieren, welche Geräte über PoE mit Strom versorgt werden können und sich ins Netz einfügen (grüne Sterne), und welche nicht (rote Sterne). Wenn die Netzwerkgeräte nicht zwischen den Gebäuden installiert werden können, werden die Geräte an den äußersten Punkten keine Verbindung herstellen können:
Um die Reichweitenbeschränkung zu umgehen, wird die Technologie Long Range PoE eingesetzt: Sie ermöglicht es, die Abdeckung des kabelgebundenen Netzwerks zu erweitern und Teilnehmer, die bis zu 250 Meter entfernt sind, anzuschließen. Bei der Nutzung von Long Range PoE erfolgt die Daten- und Stromübertragung auf zwei Arten:
- Wenn die Schnittstellengeschwindigkeit 10 Mbps beträgt (gängiges Ethernet), ist bei Segmenten mit einer Länge von bis zu 250 Metern eine gleichzeitige Übertragung von Energie und Daten möglich.
- Wenn die Schnittstellengeschwindigkeit 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 Stromversorgung. In diesem Fall wird eine andere Methode zur Datenübertragung benötigt, z. B. eine parallel verlegte Glasfaserlinie. Long Range PoE wird in diesem Fall nur für die remote Stromversorgung verwendet.
Somit kann bei Verwendung von Long Range PoE innerhalb derselben Schule das Netzwerk-Equipment, das Geschwindigkeiten von 10 Mbps unterstützt, an jedem Ort platziert werden.
Was können Switches mit Long Range PoE Unterstützung?
Die Funktion Long Range PoE ist in zwei Switches der TP-Link-Reihe vorhanden: und .
Der TL-SL1218MP gehört zu den unmanaged Switches. Er hat 16 Ports, sein Gesamtes PoE-Budget beträgt 192 W, was es ermöglicht, bis zu 30 W pro Port bereitzustellen. Wenn es keine Überschreitung des Energiehaushalts gibt, können alle 16 Fast Ethernet-Ports mit Strom versorgt werden.
Die Konfiguration erfolgt über Schalter auf der Frontplatte: einer aktiviert den Long Range PoE-Modus, der andere stellt die Priorität der Ports bei der Verteilung des Energiehaushalts des Switches ein.
Der TL-SG1218MPE gehört zu den Easy Smart Switches. Die Verwaltung des Geräts erfolgt über eine Weboberfläche oder spezielle Tools.
Im Abschnitt System haben Administratoren Zugriff auf standardmäßige Routineoperationen: Ändern von Login und Passwort für das Administratorkonto, Konfigurieren der IP-Adresse des Steuerungsmoduls, Firmware-Updates und mehr.
Die Arbeitsmodi der Ports werden im Abschnitt Switching → Port Setting festgelegt. Mit den anderen Registerkarten in diesem Abschnitt können IGMP aktiviert/deaktiviert und physische Schnittstellen in Gruppen zusammengefasst werden.
Im Abschnitt Monitoring sind statistische Informationen über die Arbeitsweise der Switch-Ports verfügbar. Hier können auch der Traffic gespiegelt, die Loop-Schutzfunktion aktiviert oder deaktiviert und der integrierte Kabeltester gestartet werden.
Der Switch TL-SG1218MPE unterstützt mehrere Betriebsmodi für virtuelle Netzwerke: 802.1q Tagging, portbasierte VLANs sowie MTU VLAN. Im MTU VLAN-Modus erlaubt der Switch nur den Datenverkehr zwischen den Benutzerports und der Uplink-Schnittstelle, das heißt, der Austausch von Datenverkehr zwischen den Benutzerports ist direkt untersagt. Diese Technologie wird auch als Asymmetric VLAN oder Private VLAN bezeichnet. Sie dient dazu, die Netzwerksicherheit zu erhöhen, sodass ein Angreifer beim physischen Anschluss an den Switch nicht in der Lage ist, die Kontrolle über die Geräte zu übernehmen.
Im Abschnitt QoS können Sie die Priorität der Schnittstelle festlegen, die Geschwindigkeit des Benutzerverkehrs begrenzen sowie Stürme bekämpfen.
Im Abschnitt PoE Config kann der Administrator die maximal verfügbare Leistung für Verbraucher festlegen, die Energiepriorität der Schnittstelle einstellen und Verbraucher aktivieren oder deaktivieren.
Wir testen Long Range
Im Modell TL-SL1218MP haben wir die Long Range-Unterstützung für die ersten acht Ports integriert. Unser getestetes IP-Telefon funktionierte erfolgreich. Über die Einstellungen des Telefons haben wir festgestellt, dass die ausgehandelte Geschwindigkeit 10 Mbps beträgt. Anschließend schalteten wir den Long Range PoE-Schalter auf Aus und überprüften, was mit dem Testtelefon danach passiert. Das Gerät startete erfolgreich und meldete, dass es den Modus 100 Mbps an seiner Netzwerkschnittstelle verwendete. Allerdings wurden keine Daten über den Kanal übertragen und das Telefon konnte sich nicht bei der Station registrieren. Damit ist es möglich, dass Geräte, die über verlängerte Ethernet-Kanäle angeschlossen sind, auch ohne Aktivierung des Long Range PoE-Modus mit Strom versorgt werden. In diesem Fall wird jedoch nur Strom und keine Datenübertragung möglich sein.
Im Standardmodus der Stromversorgung über Ethernet (wenn die Länge des Segments 100 Meter nicht überschreitet) erfolgt die Übertragung von Energie und Daten mit Geschwindigkeiten von bis zu 1 Gbps. Der Test des mit PoE gespeisten Telefonapparates, der mit einem maximal langen Kabel verbunden war, war erfolgreich.
Am Switch TL-SG1218MPE haben wir den Port in den Modus 10 Mbps Half Duplex versetzt – 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 benötigt.
C:>ping -t 192.168.1.10
Pingen von 192.168.1.10 mit 32 Bytes Daten:
Antwort von 192.168.1.10: Bytes=32 Zeit<1ms TTL=64
Antwort von 192.168.1.10: Bytes=32 Zeit<1ms TTL=64
Antwort von 192.168.1.10: Bytes=32 Zeit<1ms TTL=64
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Zeitüberschreitung der Anfrage.
Zeitüberschreitung der Anfrage.
Zeitüberschreitung der Anfrage.
Zeitüberschreitung der Anfrage.
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Zeitüberschreitung der Anfrage.
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Ping-Statistiken für 192.168.1.10:
Pakete: Gesendet = 16, Empfangen = 9, Verloren = 7 (43% Verlust),
Ungefähre Rundreisezeiten in Millisekunden:
Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Durchschnitt = 0ms
Steuerung-C
Wenn jedoch die Schnittstelle des Switches in den Modus 100 Mbps Half Duplex oder 100 Mbps Full Duplex gewechselt wird, bricht die Verbindung zum Telefon sofort ab und wird nicht wiederhergestellt.
Die Schnittstelle befindet sich im Zustand Link Down.
Fast das Gleiche passiert, wenn die Schnittstelle in den Modus für die automatische Aushandlung von Geschwindigkeiten und Duplexwechsel versetzt wird. Daher ist die einzige Möglichkeit, solche langen Ethernet-Abschnitte zu verwenden, eine manuelle Einstellung der Verbindungsgeschwindigkeit auf 10 Mbps.
Leider werden so lange Kabelsegmente nicht vom integrierten Kabeltester erkannt.
Firmware-Updates für andere PoE-Switches
Da die Anzahl der über PoE versorgten Geräte stetig zunimmt, haben wir die Netzteile älterer Modelle aktualisiert. Anstelle von 110 W und 192 W Netzteilen werden nun in allen Modellen die neuen Netzteile mit 150 W und 250 W verwendet. Alle Änderungen sind in der Tabelle zu sehen:
Da die PoE-Technologie zunehmend im Verbrauchermarkt Fuß fasst, wird in der Modellreihe auch ein Switch für kleine Büros und den Heimgebrauch angeboten.
Im Jahr 2019 wurden neue Modelle in der Reihe der unmanaged Fast Ethernet Switches eingeführt. und für 5 und 8 Ports. Das Energiebudget dieser 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 oder Wohnungen platziert werden und dienen zur Verbindung beliebiger IP-Kameras und IP-Telefone. Die Switches können Energie priorisieren: Bei Überlastung werden Geräte mit niedrigerer Priorität abgeschaltet.
Modelle und , ähnlich wie die SF-Modelle, sind für die Desktop-Nutzung vorgesehen, bieten jedoch einen integrierten Gigabit-Switch, der den Anschluss von Hochgeschwindigkeits-Endgeräten mit Unterstützung für 802.3af ermöglicht.
Switch kann sowohl auf dem Tisch als auch im Rack montiert werden. Dieses Modell verfügt über acht Gigabit-Ethernet-Ports, an die jeweils ein Verbraucher mit Unterstützung für IEEE 802.3af/at und einer Leistung von bis zu 30 W angeschlossen werden kann. Das Gesamtenergiebudget des Geräts beträgt 126 W. Ein besonderes Merkmal des Switches ist der Energiesparmodus, bei dem der Switch seine Ports regelmäßig anpingt und bei Abwesenheit eines angeschlossenen Geräts die Stromversorgung abschaltet. Dies ermöglicht eine Reduzierung des Energieverbrauchs um 75%.
Neben dem TL-SG1218PE umfasst die Reihe der verwaltbaren Switches von TP-Link auch Modelle und . Sie haben dasselbe 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 verfügen über die gleiche Firmware wie der TL-SG1218PE, und damit auch über dieselben Funktionen: Netzwerküberwachung, Verkehrspriorisierung, QoS, MTU VLAN.
Die vollständige Beschreibung der PoE-Geräte-Modelle von TP-Link finden Sie unter .
Quelle: habr.com
