Eerder ontwikkelden we in onze switches de Power over Ethernet-technologie alleen met het oog op het verhogen van het vermogen. Maar tijdens het gebruik van PoE- en PoE+-oplossingen werd het duidelijk dat dit niet voldoende was. Onze klanten hebben niet alleen te maken met een tekort aan energiebudget, maar ook met de standaard limiet van Ethernet-netwerken — een informatieoverdrachtsafstand van 100 m. In dit artikel laten we zien hoe we deze beperking hebben omzeild en testen we long range PoE in de praktijk.
Wat is de noodzaak van long range PoE-technologie?
Een afstand van honderd meter is veel. Zeker omdat de kabel in werkelijkheid nooit recht wordt gelegd: je moet alle hoeken van het gebouw omzeilen, omhoog of omlaag van de ene kabelgoot naar de andere gaan, enzovoort. Zelfs in middelgrote gebouwen kan de beperking van de lengte van een Ethernet-segment een hoofdpijn voor de beheerder betekenen.
We hebben besloten om aan de hand van een schoolgebouw duidelijk te demonstreren welke apparaten elektriciteit via PoE kunnen ontvangen en verbinding kunnen maken met het netwerk (groene sterren), en welke niet (rode sterren). Als netwerkapparatuur niet tussen de gebouwen kan worden geïnstalleerd, kunnen apparaten op de uiterste punten zich niet aansluiten:
Om de afstandsbeperking te omzeilen, wordt de Long Range PoE-technologie gebruikt: deze stelt je in staat om het dekkingsgebied van het bekabelde netwerk uit te breiden en abonnementen aan te sluiten die zich tot 250 meter verderop bevinden. Bij het gebruik van Long Range PoE vindt de overdracht van gegevens en elektriciteit op twee manieren plaats:
- Als de interfacesnelheid 10 Mbps is (gewone Ethernet), is gelijktijdige overdracht van zowel energie als gegevens mogelijk op segmenten tot 250 meter.
- Als de interfacesnelheid wordt ingesteld op 100 Mbps (voor de modellen TL-SL1218MP en TL-SG1218MPE) of 1 Gbps (voor de TL-SG1218MPE), zal er echter geen gegevensoverdracht plaatsvinden — alleen de overdracht van energie. In dat geval is een andere manier nodig om gegevens te verzenden, bijvoorbeeld een parallel getrokken optische lijn. Long Range PoE zal in dit geval alleen voor externe voeding worden gebruikt.
Daarom kan, bij gebruik van Long Range PoE op het terrein van dezelfde school, netwerkapparatuur die 10 Mbps ondersteunt, op elke plaats worden geplaatst.
Wat kunnen switches doen die Long Range PoE ondersteunen?
De Long Range PoE-functie is beschikbaar op twee switches in de TP-Link-lijn: en .
De TL-SL1218MP is een unmanaged switch. Hij heeft 16 poorten, de totale PoE-begroting bedraagt 192 W, wat betekent dat hij tot 30 W per poort kan leveren. Als er geen overschrijding van de energiebegroting is, kunnen alle 16 Fast Ethernet-poorten van stroom worden voorzien.
Configuratie gebeurt met behulp van schakelaars op de voorpaneel: één activeert de Long Range PoE-modus en de ander stelt de prioriteit van de poorten in bij de verdeling van de energiebegroting van de switch.
De TL-SG1218MPE behoort tot de Easy Smart-switches. Het apparaat kan worden beheerd via een webinterface of gespecialiseerde hulpprogramma's.
In de sectie Systeem hebben beheerders toegang tot standaard routinetaken: het wijzigen van de inlognaam en het wachtwoord voor het beheerdersaccount, het configureren van het IP-adres van de beheermodule, firmware-updates, enz.
De werkmodi van de poorten worden ingesteld in de sectie Switching → Port Setting. Met de andere tabbladen in de sectie kunnen IGMP worden in- of uitgeschakeld en fysieke interfaces in groepen worden samengevoegd.
In de sectie Monitoring worden statistische gegevens over de werking van de switchpoorten gepresenteerd. Hier kunnen ook verkeer worden gemirrord, loopbescherming worden in- of uitgeschakeld en de ingebouwde kabeltester worden gestart.
De switch TL-SG1218MPE ondersteunt verschillende werkmodi met virtuele netwerken: 802.1q-tagging, VLAN op basis van poorten, evenals MTU VLAN. In de MTU VLAN-modus staat de switch alleen verkeer toe tussen gebruikerspoorten en de uplink-interface, wat betekent dat rechtstreeks verkeer tussen gebruikerspoorten is verboden. Deze technologie staat ook bekend als Asymmetric VLAN of Private VLAN. Het wordt gebruikt om de netwerkbeveiliging te verbeteren, zodat aanvallers die fysiek op de switch zijn aangesloten de controle over de apparatuur niet kunnen onderscheppen.
In de QoS-sectie kan de prioriteit van de interface worden ingesteld, kan de snelheid van gebruikersverkeer worden beperkt en kan er worden ingegrepen bij stormen.
In de PoE-configuratie kan de beheerder de maximale beschikbare energie voor een bepaalde gebruiker handmatig beperken, de energiemprioriteit van de interface instellen en een gebruiker in- of uitschakelen.
We testen Long Range
In het model TL-SL1218MP hebben we Long Range ondersteuning toegevoegd voor de eerste acht poorten. Onze test-IP-telefoon werkte succesvol. Via de instellingen van de telefoon ontdekten we dat de onderling afgesproken snelheid 10 Mbps was. Vervolgens schakelden we de Long Range PoE-switch uit en controleerden we wat er met de testtelefoon gebeurde. Het apparaat startte succesvol op en meldde dat het de modus 100 Mbps op zijn netwerkinterface gebruikte, maar er werden geen gegevens via de kanaal verzonden en de telefoon registreerde zich niet op het station. Het is dus mogelijk om stroom te leveren aan apparaten die zijn aangesloten via lange Ethernet-kabels zonder de Long Range PoE-modus te activeren, maar in dat geval wordt er alleen stroom en geen data via de kabel verzonden.
In de standaard modus voor vermogen via Ethernet (wanneer de lengte van het segment niet meer dan 100 meter bedraagt) vindt de overdracht van energie en data plaats met snelheden tot 1 Gbps inclusief. De controle van de telefoon, gevoed via PoE en aangesloten met de maximale kabel lengte, was succesvol.
Op de switch TL-SG1218MPE hebben we de poort ingesteld op 10 Mbps Half Duplex — het apparaat verbond zich succesvol.
Natuurlijk wilden we weten hoeveel energie de telefoon verbruikt met deze aansluiting, en het bleek slechts 1,6 W te zijn.
C:>ping -t 192.168.1.10
Pinging 192.168.1.10 met 32 bytes aan data:
Reply van 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply van 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply van 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply van 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply van 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply van 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply van 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply van 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-statistieken voor 192.168.1.10:
Pakketten: Verzonden = 16, Ontvangen = 9, Verloren = 7 (43% verlies),
Benaderende rondetijd in milliseconden:
Minimaal = 0ms, Maximaal = 0ms, Gemiddeld = 0ms
Control-C
Maar als we de interface van de switch instellen op 100 Mbps Half Duplex of 100 Mbps Full Duplex, gaat de verbinding met de telefoon onmiddellijk verloren en herstelt deze zich niet.
De interface bevindt zich in de toestand Link Down.
Bijna hetzelfde gebeurt als de interface wordt ingesteld op automatische snelheid en duplexonderhandeling. Daarom is de enige manier om dergelijke lange Ethernet-segmenten te gebruiken, een handmatige instelling van de verbindingssnelheid op 10 Mbps.
Helaas worden dergelijke lange kabelsegmenten niet gedetecteerd door de ingebouwde kabeltester.
Updates van andere PoE-switches
Omdat het aantal apparaten dat via PoE wordt aangedreven voortdurend toeneemt, hebben we de voedingen van de oudere modellen vernieuwd. In plaats van voedingen van 110 W en 192 W hebben alle modellen nu voedingen van 150 W en 250 W. Al deze wijzigingen zijn te vinden in de tabel:
Aangezien de PoE-technologie steeds meer op het consumenteniveau doordringt, is een andere wijziging in het assortiment de introductie van switches die zijn ontworpen voor kleine kantoren en thuisgebruik.
In de lijn van niet-beheerste Fast Ethernet-switches zijn in 2019 nieuwe modellen verschenen en met 5 en 8 poorten. Het energiebudget van de modellen is 58 W, en dit kan worden verdeeld over vier interfaces (tot 15,4 W per poort). De switches hebben geen ventilatoren, ze kunnen direct in kantoor- en werkomgevingen of appartementen worden geplaatst en worden gebruikt om allerlei IP-camera's en IP-telefoons aan te sluiten. De switches kunnen energie prioriteit toekennen: bij een overbelasting worden apparaten met een lage prioriteit uitgeschakeld.
Modellen en , net als de SF-modellen, zijn bedoeld voor desktopinstallatie, maar zij hebben een ingebouwde gigabit-switch, wat het mogelijk maakt om hoogwaardig eindapparatuur aan te sluiten die 802.3af ondersteunt.
Switch kan zowel op een bureau als in een rack worden geplaatst. Dit model heeft acht Gigabit Ethernet-poorten, waaraan een apparaat met ondersteuning voor IEEE 802.3af/at en een vermogen tot 30 W kan worden aangesloten. Het totale energiebudget van het apparaat bedraagt 126 W. Een kenmerk van de switch is de ondersteuning van de energiebesparingsmodus, waarbij de switch regelmatig zijn poorten pingt en bij gebrek aan aangesloten apparaat de voeding uitschakelt. Dit helpt het energieverbruik met 75% te verlagen.
Naast TL-SG1218PE zijn er in de lijn van beheerste switches van TP-Link ook modellen en . Ze hebben een identiek totaal energiebudget van 55 W. Dit budget kan worden herverdeeld over vier poorten met een uitgangsvermogen tot 15,4 W per poort. Deze switches hebben dezelfde firmware als TL-SG1218PE en hebben dus dezelfde functies: netwerkmonitoring, prioriteitstelling van verkeer, QoS, MTU VLAN.
Een volledige beschrijving van de PoE-apparaten van TP-Link is beschikbaar op .
Bron: habr.com
