El artículo, en un popular formato de preguntas y respuestas, habla de los puntos clave a la hora de utilizar la alimentación a través de PoE (Power over Ethernet). Se dan las diferencias entre los estándares, se proporciona información sobre cómo proteger los dispositivos contra sobretensiones y otras cosas útiles.
¿Qué es PoE?
PoE (Power over Ethernet) es una tecnología para suministrar energía a un dispositivo cliente a través de un cable Ethernet de par trenzado (normalmente se utiliza un cable cat.5 con conectores RJ45). El mismo cable se utiliza tanto para la transmisión de datos como para alimentar el dispositivo.
¿Qué dispositivos son compatibles?
Como dispositivos de suministro de energía pueden actuar:
- interruptores,
- enrutadores,
- y otros equipos de red.
Como dispositivos cliente se pueden utilizar los siguientes:
- teléfonos con cable,
- cámaras de vídeo,
- puntos de acceso,
- varios sensores y otros equipos periféricos.
También existen dispositivos para integración con equipos que no soportan
PoE.
¿Para qué sirve?
Como escribió el poeta Vladimir Mayakovsky: “Si las estrellas se iluminan, significa que alguien las necesita”. A continuación se detallan los beneficios de utilizar esta tecnología.
Conexión de dispositivos en lugares de difícil acceso
Por ejemplo, en el lugar de trabajo del usuario solo hay dos enchufes: para el monitor y la unidad del sistema. A menudo, estos requisitos no surgen debido a errores de planificación, sino que están dictados por estándares industriales, regionales y de otro tipo en materia de seguridad informática, seguridad contra incendios, seguridad laboral, etc.
Otro ejemplo es si se monta una cámara de vídeo o un punto de acceso debajo del techo, también puede resultar difícil extender el cable de alimentación allí.
Manejo de Nutrición
El segundo beneficio es que PoE le permite controlar el dispositivo en función de la energía, por ejemplo, apagarlo, encenderlo o reiniciarlo temporalmente (cuando se congela, se actualiza o es necesario).
Esto es conveniente si tiene que trabajar de forma remota o cuando los dispositivos se encuentran en lugares de difícil acceso.
Esto es especialmente útil cuando se trabaja con puntos de acceso que pueden estar ubicados a una distancia considerable o incluso ocultos en algún lugar encima de un falso techo.
Nota. Casi todos los puntos de acceso modernos de Zyxel admiten PoE
e incluyendo nuevos modelos con soporte para Wi-Fi 6: como los más “económicos” y más avanzado и
Figura 1. Punto de acceso NWA802.11AX de doble banda 6ax (Wi-Fi 110).
Mantenimiento simplificado
Además de la facilidad de uso, el uso de PoE permite aliviar los dolores de cabeza a la hora de comprar y reparar adaptadores de corriente, proporcionando a los usuarios enchufes, por ejemplo, mediante la compra de PDU (en otras palabras, "llevar divisores"). Menos nodos significa menos puntos de falla y menos llamadas al soporte técnico.
seguridad ELECTRICA
No importa lo que digan, 220 Voltios es mucho. Duele, mata. Pero 57 voltios, que es el máximo para PoE, también es desagradablemente peligroso, aunque no tanto. En algunas organizaciones, para que un administrador de sistemas también realice el trabajo de electricista, se requiere un permiso especial. Esto está regulado por los mismos estándares industriales y regionales. Y con PoE, nunca supimos algo así. Un punto débil es un punto débil.
Estetica
¿Qué es lo que más necesita el personal técnico? Si tan solo funcionara. Pero algunos “camaradas” especialmente avanzados necesitan que también sea “hermoso”. Por ejemplo, para que los cables "extra" no cuelguen. O para que todo sea del mismo color. Y PoE elimina estos conductores "extra". Son especialmente sensibles a esto diversos tipos de inspectores, comisiones y “grandes jefes”.
¿Cuáles son las desventajas de PoE?
Mayor costo de los dispositivos.
De hecho, cuesta más. Especialmente si elige equipos más o menos probados y no confía en el "tal vez", comprando "soluciones económicas de NoName".
Por otro lado, el principio “más caro significa mejor” no siempre funciona. Por lo tanto, tiene sentido buscar una marca cara sólo si existen requisitos adicionales (hay una lista de "equipos aprobados").
Pero incluso con el alto precio de los equipos con PoE, su precio puede ser mucho menor que organizar un sistema de cableado ramificado adicional desde cero para alimentar dispositivos remotos.
Caída de energía
Al transmitir una señal de bajo voltaje a través de cables delgados, la eficiencia, digamos, no será muy buena. Cuanto más lejos esté de la fuente de alimentación, menos energía eléctrica quedará para los consumidores. El resto se gasta en resistencia y calentamiento de los cables. Con energía local (no PoE) la situación es más sencilla. Puse la fuente de alimentación en el enchufe “y la energía se fue, se fue…”
Sin embargo, estos problemas de distancia se pueden resolver utilizando interruptores especiales con mayor potencia de señal, por ejemplo, la serie Zyxel [GS1300] () Y .
Requisitos para las calificaciones del personal.
Digamos que aunque el uso de PoE no requiere grandes conocimientos, algunos detalles
necesita ser dominado. La información sobre este tema se puede encontrar sin mucha dificultad, aunque si una persona nunca ha trabajado con esta tecnología, se encontrará con material educativo disperso y fragmentado.
Estándares PoE
Para los principiantes, puede haber cierta confusión. hay 3 generaciones
estándar:
PoE de primera generación (estándar IEEE 802.3af) proporciona hasta 15,4 W de alimentación CC a cada dispositivo conectado.
El estándar IEEE 802.3at de segunda generación, también llamado PoE+, puede entregar hasta 30 W de potencia por dispositivo. Este estándar se utiliza para alimentar a más consumidores que consumen más energía, como las cámaras de vigilancia Pan-Tilt-Zoom (PTZ) y los puntos de acceso inalámbrico 11n.
Para facilitar la percepción, las principales diferencias se resumen en la tabla:
Parámetros
PoE
PoE +
Tensiones CC en el dispositivo alimentado
de 36 a 57 V (48 V nominales)
de 42,5 a 57 V
Voltaje de fuente
de 44 a 57 V
de 50 a 57 V
Potencia máxima de la fuente PoE
15,4 W
30 W
Potencia máxima recibida por el consumidor PoE
12,95 W
25,50 W
Corriente máxima
350 mA
600 mA
Resistencia máxima del cable
20 ohmios (para cat.3)
12,5 ohmios (para cat.5)
clases de nutricion
0 - 3
0 - 4
La tercera generación se describe según el estándar IEEE 802.3bt.
Los dispositivos PoE de tercera generación pueden proporcionar energía de hasta 51 W a través de un solo cable.
Nota. Para alimentar dispositivos que utilizan tecnologías estándar IEEE 802.3bt. Se utilizan los ocho conductores de un cable de par trenzado moderno (cat. 5 y superiores), mientras que durante las dos primeras generaciones se puede arreglárselas con sólo cuatro.
En términos de compatibilidad, los dispositivos PoE son compatibles con versiones anteriores: la fuente de alimentación 802.3bt, más potente, se puede utilizar para consumidores PoE y PoE+ más antiguos (802.3af y 802.3at).
Terminología: tramo final y tramo medio
Tramo final - un dispositivo que proporciona alimentación desde el inicio del cable
lineas
Un ejemplo clásico: un conmutador de telefonía IP proporciona energía a una pequeña red de teléfonos fijos dentro de una oficina.
Otro ejemplo es un sistema de videovigilancia en un pequeño almacén, donde las cámaras de vídeo reciben alimentación de un switch vía PoE.
Normalmente, estos sistemas no proporcionan dispositivos adicionales para amplificar la señal de suministro.
Mitad del tramo - cuando la fuente de alimentación no está conectada desde el comienzo de la línea de cable, sino además entre el interruptor y el dispositivo final. Por ejemplo, alimentar una cámara de video a través de un inyector, que se enciende después del interruptor en el gabinete de conexión cruzada intermedia.
Un poco más de terminología:
- PSE (equipo de fuente de energía) — equipo de suministro de energía.
- PD (dispositivo alimentado) - dispositivo alimentado.
¿Puede la fuente de alimentación entender qué dispositivo cliente está conectado: con o sin PoE?
Si hablamos de End-span, por ejemplo, de un interruptor, todo sucede no de forma sencilla, sino muy sencilla. Una fuente de alimentación, como un conmutador con puertos PoE, enciende ese puerto solo si el dispositivo conectado (como un punto de acceso) admite PoE.
Como funciona?
- En primer lugar, se comprueba si el dispositivo cliente admite alimentación a través de PoE. Se aplica un voltaje de 2,8 a 10 voltios y se determina la resistencia de entrada. En el caso de que los resultados obtenidos puedan considerarse satisfactorios para el suministro de energía vía PoE, el dispositivo de suministro de energía pasa a la siguiente etapa.
- El dispositivo de alimentación determina la potencia necesaria para alimentar el dispositivo cliente, para la posterior gestión de esta potencia. Dependiendo del nivel de consumo, a los dispositivos se les asigna una clase: de 0 a 4.
Sin embargo, si hablamos de dispositivos Mid-Span económicos que se conectan después de equipos de red convencionales (sin PoE), no todo es tan color de rosa. En tales casos, normalmente se suministra a la línea una fuente de alimentación constante con parámetros fijos y no se realiza una verificación de "¿Qué dispositivo hay en el otro extremo de la línea?".
¿Qué hacer cuando necesitas conectar dispositivos sin soporte PoE, pero no hay una salida para el adaptador de corriente?
Para tales situaciones se utiliza PoE pasivo utilizando Divisor PoE.
En este caso, la fuente de alimentación no conecta el dispositivo conectado y no coincide con su potencia. La energía se suministra simplemente a través de los conductores de par trenzado libre mediante un divisor PoE.
Un divisor PoE divide la señal que llega a través de par trenzado en datos y energía (12V-24V). Esto permite suministrar energía e integrar un dispositivo sin soporte PoE en una infraestructura existente. Con este método de conexión, es necesario seleccionar cuidadosamente la potencia de la fuente de alimentación y su consumidor.
¿Y si es al revés? ¿Necesita conectar un PD (dispositivo cliente PoE) a un equipo de red normal?
Para alimentar dispositivos cliente con PoE, puede usar inyector PoE, que está diseñado para suministrar energía adicional al cable de red.
El inyector PoE tiene un conector RJ45 en la entrada y un conector para conectar a una fuente de alimentación. En la salida dispone de un único conector RJ45 con PoE.
El inyector PoE acepta una señal de red estándar e inyecta energía en la línea de conexión de red, lo que le permite conectar un dispositivo PoE en la salida.
Figura 2. Inyector PoE Zyxel
¿Cuáles son los requisitos de los cables?
Para la conexión cuando se alimenta vía PoE se utiliza un cable de par trenzado de al menos cat.5e.
Es importante. Los conductores deben ser de cobre, no revestidos de cobre, y tener al menos 0,51 mm (24 AWG) de espesor. La resistencia en los conductores no debe exceder los 9,38 Ohm/100 m.
En la práctica, normalmente se recomienda no utilizar cables de más de 75 m, aunque los estándares 802.3af y 802.3at admiten 100 m. En el caso del PoE pasivo, las recomendaciones prácticas son aún más pesimistas: la longitud real del cable para un funcionamiento normal no debe exceder los 60 m.
Sin embargo, los conmutadores especiales, como los gestionados Puede admitir dispositivos a una distancia de 250 m a una velocidad de 10 Mb/s.
Figura 3. Ilustración de cómo funciona el alcance extendido.
¿Qué es la protección contra sobretensiones (SPD)?
En cualquier circuito eléctrico extendido, existe la amenaza de impulsos de corta duración causados por la acumulación de carga (aumento de la diferencia de potencial, sobretensión) seguida de una descarga. A continuación se detallan las razones de la aparición de pulsos cortos de sobretensión.
- Un rayo cerca de un objeto, incluido un pararrayos, provoca un impulso eléctrico y una perturbación electromagnética, lo que crea una fem inducida en el cable.
- La acumulación de electricidad estática provocada por la ionización del aire y otros fenómenos externos provoca la aparición de pulsos de tensión estática que pueden dañar los equipos.
- Las sobretensiones debidas a la conmutación y conmutación de equipos, por ejemplo, cambiar los cables de conexión en un cruce, encender dispositivos de alimentación adicionales, encender y apagar una carga potente, conducen a la aparición de procesos transitorios en los circuitos eléctricos con sobretensiones repentinas de voltaje pulsado, que puede provocar fallos en el equipo.
Nota. Debido a varias razones: la caída de un rayo cerca de un objeto durante una tormenta, así como la ionización del aire y la acumulación de electricidad atmosférica antes de una tormenta, este tipo de protección a veces se denomina "protección contra rayos". Este término no debe confundirse con el término "protección contra rayos", es decir, con la protección contra la caída directa de un rayo.
Para prevenir tales amenazas, se utilizan dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD). Hay dos opciones de protección (SPD): comprar e instalar dispositivos externos y crear protección en dispositivos PoE.
Y por último, la respuesta a la pregunta: ¿qué dispositivos elegir?
Seleccionar una fuente de alimentación
Cuando se habla de elegir un dispositivo fuente para alimentación PoE, se refieren al tramo final y, por lo general, se trata de un conmutador. Un switch es la opción más utilizada, se utilizan en telefonía IP, videovigilancia, para colgar puntos de acceso y para instalar todo tipo de sensores de sistemas de seguridad, controladores ACS, etc.
Es importante considerar varios factores:
- Compatibles de arriba a abajo. Es decir, se puede utilizar un dispositivo más moderno que admita el último estándar IEEE 802.3bt para conectar y alimentar dispositivos más antiguos. Pero al contrario, no.
- Lejanía de PD (dispositivos alimentados). Además de la duración del “aquí y ahora”, vale la pena pensar en el futuro. Por ejemplo, si se está ampliando el área del almacén o se planea mudar la oficina. Es mejor dejar alguna reserva de características "para el futuro".
- Gestión de dispositivos. Además de "entrar" en el interruptor y encender y apagar manualmente, existen otras opciones de control, por ejemplo, para cámaras de vídeo.
- Protección contra sobretensiones (SPD) y otros factores nocivos.
Zyxel tiene conmutadores que cumplen con todos los requisitos anteriores. Estos son modelos de la nueva serie GS1350. Nosotros ya Esta serie se posicionó originalmente como Sin embargo, se pueden utilizar en otras aplicaciones sin problemas, como alimentar teléfonos, puntos de acceso y otros dispositivos PoE.
Figura 4. Conmutador PoE administrado dedicado GS1350-26HP.
Serie de conmutadores no gestionados también son una buena opción. En la Figura 5 se puede ver una selección de conmutadores especializados de Zyxel.
Figura 5. Cartera Zyxel de conmutadores PoE administrados y no administrados.
Seleccionar un dispositivo de consumo
Por lo general, al elegir dispositivos finales, se guían por las características del consumidor, por ejemplo, la calidad de la imagen al elegir una cámara de video, la compatibilidad con los estándares Wi-Fi al elegir puntos de acceso, etc.
Pero el suministro eléctrico también deja su huella. Tiene sentido considerar los siguientes factores:
- Rentabilidad del dispositivo.
- Capacidades de gestión.
- Precio y calidad.
¡Importante! A pesar de la compatibilidad de arriba hacia abajo declarada, no vale la pena confiar al 100% en esta oportunidad. En un buen proyecto, la fuente de alimentación y los consumidores deben admitir un estándar, preferiblemente el más actual, ser totalmente compatible y adquirirse con la expectativa de utilizar nuevas tecnologías, por ejemplo, Wi-Fi 6. Reelaborar una pieza completa de infraestructura, Llamado con orgullo “modernización”, suele ser más costoso que algunos costos adicionales en la etapa de implementación.
Enlaces de interés
Puntos de acceso Wi-Fi 6: ,
и
Serie de conmutadores gestionados especiales e incontrolable en el sitio web de Zyxel
Fuente: habr.com