Kiedyś w naszych przełącznikach rozwijaliśmy technologię Power over Ethernet tylko w kierunku zwiększenia mocy przesyłanej. Jednak w trakcie eksploatacji rozwiązań z PoE i PoE+ okazało się, że to za mało. Nasi klienci borykają się nie tylko z niedoborem budżetu energetycznego, ale także ze standardowym ograniczeniem sieci Ethernet — zasięgiem przesyłania informacji wynoszącym 100 m. W tym artykule opowiemy, jak obejść to ograniczenie i przetestujemy long range PoE w praktyce.
Dlaczego potrzebna jest technologia PoE long range
Sto metrów to dużo. Zwłaszcza, że w rzeczywistości kabel nigdy nie jest prowadzony prosto: trzeba ominąć wszystkie zakręty budynku, wznosić się lub opadać z jednego kanału kablowego do drugiego itd. Nawet w średniej wielkości budynkach ograniczenie długości segmentu Ethernet może stać się bólem głowy dla administratora.
Zdecydowaliśmy się na przykładzie budynku szkoły wizualnie zademonstrować, które urządzenia mogą otrzymywać energię za pomocą PoE i podłączyć się do sieci (zielone gwiazdki), a które — nie (czerwone gwiazdki). Jeśli sprzęt sieciowy nie może być zainstalowany pomiędzy budynkami, to w skrajnych punktach urządzenia nie będą mogły się połączyć:
Aby obejść ograniczenie zasięgu, wykorzystuje się technologię Long Range PoE: pozwala ona rozszerzyć zasięg sieci kablowej i podłączyć abonentów oddalonych do 250 metrów. Przy użyciu Long Range PoE przesyłanie danych i energii odbywa się na dwa sposoby:
- Jeśli prędkość interfejsu wynosi 10 Mbps (zwykły Ethernet), to na segmentach o długości do 250 metrów możliwa jest jednoczesna transmisja zarówno energii, jak i danych.
- Jeśli jednak prędkość interfejsu ustawi się na 100 Mbps (dla modeli TL-SL1218MP i TL-SG1218MPE) lub 1 Gbps (dla modelu TL-SG1218MPE), to przesył danych nie będzie możliwy — tylko przesył energii. W takim przypadku wymagana będzie inna metoda przesyłania danych, na przykład równolegle poprowadzona linia optyczna. Long Range PoE w tym przypadku będzie wykorzystywane wyłącznie do zdalnego zasilania.
W ten sposób, przy użyciu Long Range PoE na terenie tej samej szkoły, sprzęt sieciowy, który obsługuje prędkość 10 Mbps, można umieścić w dowolnym miejscu.
Jakie umiejętności mają przełączniki obsługujące Long Range PoE
Funkcja Long Range PoE jest dostępna w dwóch switchach z serii TP-Link: i .
TL-SL1218MP należy do switchów niezarządzanych. Ma 16 portów, jego łączny budżet PoE wynosi 192 W, co pozwala na dostarczanie mocy do 30 W na port. Jeśli nie następuje przekroczenie budżetu energetycznego, wszystkie 16 portów Fast Ethernet może otrzymywać zasilanie.
Konfiguracja odbywa się za pomocą przełączników na froncie: jeden aktywuje tryb Long Range PoE, a drugi ustawia priorytet portów przy dystrybucji budżetu energetycznego switcha.
TL-SG1218MPE należy do switchów Easy Smart. Urządzeniem można zarządzać poprzez interfejs webowy lub dedykowane aplikacje.
W sekcji interfejsu System administratorzy mają dostęp do standardowych operacji rutynowych: zmiana loginu i hasła dla konta administratora, ustawienie adresu IP modułu zarządzającego, aktualizacja oprogramowania firmware i tym podobne.
Tryby pracy portów są ustawiane w sekcji Switching → Port Setting. Za pomocą pozostałych zakładek w tej sekcji można włączać/wyłączać IGMP i grupować fizyczne interfejsy.
W sekcji Monitoring znajdują się statystyki dotyczące pracy portów switcha. Można tu również mirrorować ruch, włączać lub wyłączać ochronę przed pętlami oraz uruchamiać wbudowany tester kabli.
Switch TL-SG1218MPE obsługuje kilka trybów pracy z wirtualnymi sieciami: tagowanie 802.1q, VLAN oparty na porcie oraz MTU VLAN. W trybie MTU VLAN, switch zezwala tylko na wymianę ruchu między portami użytkownika a interfejsem uplink, bezpośrednia wymiana ruchu między portami użytkownika jest zabroniona. Ta technologia nazywana jest również Asymmetric VLAN lub Private VLAN. Jest używana do zwiększenia bezpieczeństwa sieci, aby przy fizycznym podłączeniu do switcha atakujący nie miał możliwości przejęcia kontroli nad sprzętem.
W sekcji QoS można ustawić priorytet interfejsu, skonfigurować ograniczenia prędkości ruchu użytkowników, a także walczyć z burzami.
W sekcji PoE Config administrator może wymusić ograniczenie maksymalnej mocy dostępnej dla danego odbiorcy, ustawić priorytet energetyczny interfejsu, podłączyć lub odłączyć odbiorcę.
Testujemy Long Range
W modelu TL-SL1218MP wprowadziliśmy obsługę Long Range dla pierwszych ośmiu portów. Nasz testowy telefon IP z powodzeniem rozpoczął działanie. Poprzez ustawienia telefonu ustaliliśmy, że ustalona prędkość to 10 Mbps. Następnie wyłączyliśmy przełącznik Long Range PoE i sprawdziliśmy, co się stanie z testowym telefonem po tym. Urządzenie z powodzeniem się załadowało i zgłosiło używanie trybu 100 Mbps na swoim interfejsie sieciowym, natomiast dane przez kanał nie były przekazywane, a telefon nie rejestrował się w stacji. W ten sposób zasilanie urządzeń podłączonych przez wydłużone kanały Ethernetowe jest możliwe również bez aktywacji trybu Long Range PoE, ale w takim przypadku przez kanał będzie przesyłane tylko zasilanie, a nie dane.
W standardowym trybie zasilania przez Ethernet (gdy długość segmentu nie przekracza 100 metrów) przekazywanie energii i danych odbywa się z prędkościami do 1 Gbps włącznie. Test działania telefonu, zasilanego przez PoE i podłączonego kablem o maksymalnej długości, zakończył się sukcesem.
Na przełączniku TL-SG1218MPE przestawiliśmy port w tryb 10 Mbps Half Duplex — urządzenie z powodzeniem się podłączyło.
Oczywiście chcieliśmy się dowiedzieć, ile energii pobiera telefon przy takim podłączeniu, okazało się, że tylko 1,6 W.
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
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.1.10: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 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 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
Ale jeśli przestawimy interfejs przełącznika na tryb pracy 100 Mbps Half Duplex lub 100 Mbps Full Duplex, kontakt z telefonem natychmiast zostanie utracony i nie zostanie przywrócony.
Sam interfejs znajduje się w stanie Link Down.
Prawie to samo otrzymujemy, jeśli interfejs przestawimy w tryb automatycznego negocjowania szybkości i dupleksu. Dlatego jedynym sposobem na użycie tak długich segmentów Ethernetowych jest ręczne ustawienie prędkości połączenia na 10 Mbps.
Niestety, tak długie segmenty kablowe nie są wykrywane przez wbudowany tester kabli.
Aktualizacja innych przełączników z PoE
W miarę jak liczba urządzeń zasilanych przez PoE stale rośnie, zaktualizowaliśmy zasilacze w starszych modelach. Teraz zamiast zasilaczy 110 W i 192 W, wszystkie modele będą miały zasilacze o mocy 150 W i 250 W. Wszystkie te zmiany można zobaczyć w tabeli:
Ponieważ technologia PoE zaczyna przenikać na rynek konsumencki, kolejną zmianą w ofercie było wprowadzenie przełączników przeznaczonych do małych biur i użytku domowego.
W ofercie niezarządzanych przełączników Fast Ethernet w 2019 roku pojawiły się modele i na 5 i 8 portów. Budżet energetyczny modeli wynosi 58 W i może być rozdzielony pomiędzy cztery interfejsy (do 15,4 W na port). Przełączniki nie mają wentylatorów, mogą stać w biurach i pomieszczeniach roboczych, w mieszkaniach i służyć do podłączania dowolnych kamer IP i telefonów IP. Przełączniki mogą priorytetowo przydzielać energię: w przypadku przeciążenia wyłączają urządzenia o niskim priorytecie.
Modele i , podobnie jak modele SF, są przeznaczone do montażu na biurku, jednak mają wbudowany przełącznik gigabitowy, co pozwala na podłączenie sprzętu końcowego o wysokiej prędkości wspierającego 802.3af.
Przełącznik można montować zarówno na biurku, jak i w szafie. Ten model ma osiem portów Gigabit Ethernet, do każdego z nich można podłączyć urządzenie wspierające IEEE 802.3af/at o mocy do 30 W. Łączny budżet energetyczny urządzenia wynosi 126 W. Cechą przełącznika jest wsparcie trybu oszczędzania energii, w którym przełącznik okresowo pinguję swoje porty, a w przypadku braku podłączonego urządzenia wyłącza zasilanie. Pozwala to na zmniejszenie zużycia energii o 75%.
Oprócz TL-SG1218PE w ofercie zarządzanych przełączników TP-Link znajdują się modele i . Mają ten sam łączny budżet energetyczny urządzenia — 55 W. Budżet ten można przelosować między czterema portami z wyjściową mocą do 15,4 W na port. Te przełączniki mają tę samą wersję oprogramowania co TL-SG1218PE, a zatem mają również te same funkcje: monitorowanie sieci, priorytetyzację ruchu, QoS, MTU VLAN.
Pełny opis modelowej oferty urządzeń PoE TP-Link dostępny jest pod adresem .
Źródło: habr.com
