Anteriormente, em nossos switches, desenvolvemos a tecnologia Power over Ethernet apenas na direção do aumento da potência transmitida. Mas, ao usar soluções com PoE e PoE+, tornou-se evidente que isso não é suficiente. Nossos clientes enfrentam não apenas a falta de orçamento energético, mas também a limitação padrão das redes Ethernet — a distância de transmissão de 100 m. Neste artigo, vamos mostrar como contornamos essa limitação e vamos testar o long range PoE na prática.
Por que a tecnologia PoE long range é necessária
Cem metros é uma distância considerável. Ainda mais porque, na prática, o cabo nunca é instalado em linha reta: é preciso desviar de todas as curvas do edifício, subir ou descer de um canal de cabos para outro e assim por diante. Mesmo em edifícios de tamanho médio, a limitação no comprimento do segmento Ethernet pode se tornar um grande problema para o administrador.
Decidimos, como exemplo, demonstrar de forma clara em um edifício escolar quais dispositivos poderão receber energia através do PoE e se conectar à rede (estrelas verdes), e quais não poderão (estrelas vermelhas). Se o equipamento de rede não puder ser instalado entre os blocos, os dispositivos nas extremidades não conseguirão se conectar:
Para contornar a limitação de distância, utiliza-se a tecnologia Long Range PoE: ela permite ampliar a área de cobertura da rede cabeada e conectar assinantes localizados a até 250 metros de distância. Ao usar Long Range PoE, a transmissão de dados e energia acontece de duas maneiras:
- Se a velocidade da interface for de 10 Mbps (Ethernet comum), então em segmentos com até 250 metros é possível transmitir simultaneamente tanto energia quanto dados.
- Por outro lado, se a velocidade da interface for ajustada para 100 Mbps (para os modelos TL-SL1218MP e TL-SG1218MPE) ou 1 Gbps (para o modelo TL-SG1218MPE), não haverá transmissão de dados — apenas de energia. Nesse caso, será necessário algum outro método para transmitir dados, como uma linha óptica instalada em paralelo. O Long Range PoE, nesse caso, será utilizado apenas para alimentação remota.
Assim, ao utilizar Long Range PoE na mesma escola, o equipamento de rede que suporta velocidade de 10 Mbps pode ser posicionado em qualquer ponto.
O que os switches que suportam Long Range PoE são capazes de fazer
A função Long Range PoE está disponível em dois switches da linha TP-Link: e .
O TL-SL1218MP pertence aos switches não gerenciados. Ele possui 16 portas, com um orçamento PoE total de 192 W, permitindo fornecer até 30 W de potência por porta. Se não houver sobrecarga no orçamento de energia, todas as 16 portas Fast Ethernet podem receber alimentação.
A configuração é feita através de interruptores no painel frontal: um ativa o modo Long Range PoE e o outro configura a prioridade das portas ao distribuir o orçamento de energia do switch.
O TL-SG1218MPE pertence aos switches Easy Smart. O dispositivo pode ser gerenciado através da interface web ou utilitários especializados.
Na seção de interface do Sistema, os administradores têm acesso às operações padrão de rotina: alteração de login e senha para a conta de administrador, configuração do endereço IP do módulo de gestão, atualização de firmware e assim por diante.
Os modos de operação das portas são configurados na seção Switching → Port Setting. Com as outras abas da seção, é possível ativar/desativar IGMP e agrupar interfaces físicas.
Na seção de Monitoramento, são apresentadas informações estatísticas sobre o funcionamento das portas do switch. Também é possível espelhar o tráfego, ativar ou desativar proteção contra loops e executar o testador de cabos embutido.
O switch TL-SG1218MPE suporta vários modos de operação com redes virtuais: marcação 802.1q, VLAN baseada em porta, além de MTU VLAN. Quando em modo MTU VLAN, o switch permite apenas a troca de tráfego entre portas de usuário e a interface uplink, ou seja, a troca de tráfego entre portas de usuário é diretamente proibida. Esta tecnologia também é chamada de Asymmetric VLAN ou Private VLAN. Ela é usada para aumentar a segurança da rede, para que, ao se conectar fisicamente ao switch, um invasor não tenha como interceptar o controle do equipamento.
Na seção QoS, é possível definir a prioridade da interface, configurar limites de velocidade para o tráfego dos usuários, além de combater tempestades de tráfego.
Na seção PoE Config, o administrador pode forçar um limite máximo de potência disponível a cada consumidor, definir a prioridade de energia da interface e conectar ou desconectar consumidores.
Testando Long Range
No modelo TL-SL1218MP, incluímos suporte para Long Range nas primeiras oito portas. Nosso telefone IP de teste funcionou com sucesso. Através das configurações do telefone, descobrimos que a velocidade negociada era de 10 Mbps. Em seguida, desativamos o switch Long Range PoE e verificamos o que acontecia com o telefone de teste após isso. O aparelho iniciou corretamente e indicou que estava utilizando o modo de 100 Mbps em sua interface de rede, entretanto, os dados não eram transmitidos pelo canal e o telefone não se registrava na estação. Assim, a energia para os dispositivos conectados por canais Ethernet prolongados é possível mesmo sem ativar o modo Long Range PoE, mas neste caso apenas a energia será transmitida pelo canal, e não os dados.
No modo padrão de alimentação via Ethernet (quando o comprimento do segmento não ultrapassa 100 metros), a transmissão de energia e dados ocorre em velocidades de até 1 Gbps, inclusive. O teste do funcionamento do telefone, alimentado via PoE e conectado com um cabo de comprimento máximo, foi bem-sucedido.
No switch TL-SG1218MPE, mudamos a porta para o modo 10 Mbps Half Duplex — o aparelho conectou-se com sucesso.
Naturalmente, quisemos saber quanta energia o telefone consome com essa conexão, e descobrimos que é apenas 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
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Request timed out.
Request timed out.
Request timed out.
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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
Mas se mudarmos a interface do switch para o modo de operação 100 Mbps Half Duplex ou 100 Mbps Full Duplex, a comunicação com o telefone se perde imediatamente e não se restabelece.
A própria interface está no estado Link Down.
Quase o mesmo ocorre se a interface for mudada para o modo de automação de negociação de velocidade e duplex. Portanto, a única maneira de utilizar segmentos Ethernet longos é a configuração manual da velocidade de conexão para 10 Mbps.
Infelizmente, segmentos de cabos tão longos não são detectados pelo testador de cabos embutido.
Atualização de outros switches com PoE
À medida que o número de dispositivos alimentados por PoE continua a aumentar, atualizamos as fontes de alimentação nos modelos mais antigos. Agora, em vez de fontes de 110 W e 192 W, todos os modelos terão fontes de 150 W e 250 W. Todas essas mudanças podem ser vistas na tabela:
Como a tecnologia PoE começou a penetrar no nível consumidor, outra mudança na linha de modelos foi o surgimento de switches projetados para pequenos escritórios e uso doméstico.
Na linha de switches Fast Ethernet não gerenciados, em 2019 surgiram modelos e com 5 e 8 portas. O orçamento de energia dos modelos é de 58 W, e pode ser distribuído entre quatro interfaces (até 15,4 W por porta). Os switches não têm ventiladores, podem ser colocados diretamente em escritórios e ambientes de trabalho, apartamentos e usados para conectar câmeras IP e telefones IP. Os switches podem priorizar a distribuição de energia: em caso de sobrecarga, dispositivos de baixa prioridade são desligados.
Os modelos e , assim como os modelos SF, são projetados para instalação em mesa, no entanto, possuem um switch gigabit integrado, permitindo conectar equipamentos de ponta de alta velocidade com suporte a 802.3af.
O switch pode ser colocado tanto na mesa quanto em um rack. Este modelo possui oito portas Gigabit Ethernet, cada uma podendo ser conectada a um consumidor com suporte para IEEE 802.3af/at e potência de até 30 W. O orçamento total de energia do dispositivo é de 126 W. A característica do switch é o suporte ao modo de economia de energia, onde o switch periodicamente verifica seus portos, e na ausência de um dispositivo conectado, desliga a alimentação. Isso permite reduzir o consumo de energia em 75%.
Além do TL-SG1218PE, a linha de switches gerenciados da TP-Link inclui modelos e . Todos possuem o mesmo orçamento total de energia do dispositivo — 55 W. Esse orçamento pode ser redistribuído entre quatro portas com uma potência de saída de até 15,4 W por porta. Esses switches possuem o mesmo firmware que o TL-SG1218PE, e, consequentemente, as mesmas funções: monitoramento da rede, priorização de tráfego, QoS, MTU VLAN.
A descrição completa da linha de dispositivos PoE da TP-Link está disponível em .
Fonte: habr.com
