O artigo, em um formato popular de perguntas e respostas, fala sobre os pontos-chave ao usar energia via PoE (Power over Ethernet). As diferenças entre os padrões são fornecidas, são fornecidas informações sobre como proteger dispositivos contra surtos e outras coisas úteis.
O que é PoE?
PoE (Power over Ethernet) é uma tecnologia para fornecer energia a um dispositivo cliente por meio de um cabo Ethernet de par trançado (geralmente é usado um cabo cat.5 com conectores RJ45). O mesmo cabo é utilizado tanto para transmissão de dados quanto para alimentação do dispositivo.
Quais dispositivos são suportados?
O seguinte pode atuar como dispositivos de fonte de alimentação:
- comuta,
- roteadores,
- e outros equipamentos de rede.
O seguinte pode ser usado como dispositivos clientes:
- telefones com fio,
- câmeras de vídeo,
- pontos de acesso,
- vários sensores e outros equipamentos periféricos.
Existem também dispositivos para integração com equipamentos que não suportam
PoE.
O que ele faz?
Como escreveu o poeta Vladimir Mayakovsky: “Se as estrelas brilham, significa que alguém precisa delas”. Abaixo estão os benefícios de usar esta tecnologia.
Conectando dispositivos em locais de difícil acesso
Por exemplo, no local de trabalho do usuário existem apenas duas tomadas: para o monitor e para a unidade do sistema. Muitas vezes, tais requisitos não surgem devido a erros de planeamento, mas são ditados por normas industriais, regionais e outras normas de segurança informática, segurança contra incêndios, segurança ocupacional, etc.
Outro exemplo é se uma câmera de vídeo ou ponto de acesso estiver montado sob o teto, pode ser difícil estender o cabo de alimentação também.
Gestão Nutricional
O segundo benefício é que o PoE permite controlar o dispositivo com base na energia, por exemplo, desligar, ligar ou reiniciar temporariamente (quando congelado, atualizado ou necessário).
Isso é conveniente se você precisar trabalhar remotamente ou quando os dispositivos estiverem em locais de difícil acesso.
Isto é especialmente útil quando se trabalha com pontos de acesso que podem estar localizados a uma distância considerável ou mesmo escondidos em algum lugar acima de um teto falso.
Nota. Quase todos os pontos de acesso modernos da Zyxel suportam PoE
e incluindo novos modelos com suporte para Wi-Fi 6: como os mais “orçamentários” e mais avançado и
Figura 1. Ponto de acesso 802.11ax (Wi-Fi 6) de banda dupla NWA110AX.
Manutenção simplificada
Além da facilidade de utilização, a utilização do PoE permite aliviar dores de cabeça na compra e reparação de adaptadores de energia, disponibilizando tomadas aos utilizadores, por exemplo, através da compra de PDUs (ou seja, “transportar splitters”). Menos nós significam menos pontos de falha e menos chamadas para o suporte técnico.
segurança elétrica
Não importa o que digam, 220 Volts é muito. Dói, isso mata. Mas 57 volts, que é o máximo para PoE, também é desagradavelmente perigoso, mas nem tanto. Em algumas organizações, para que um administrador de sistema também execute o trabalho de eletricista, é necessária uma licença especial. Isso é regulamentado pelos mesmos padrões industriais e regionais. E com o PoE, nunca soubemos de nada parecido. Um ponto fraco é um ponto fraco.
Estética
O que a equipe técnica mais precisa? Se ao menos funcionasse. Mas alguns “camaradas” especialmente avançados também precisam que seja “bonito”. Por exemplo, para que os fios “extras” não fiquem pendurados. Ou para que tudo fique da mesma cor. E o PoE elimina esses condutores “extras”. Vários tipos de inspectores, comissões e “chefões” são especialmente sensíveis a isto.
Quais são as desvantagens do PoE?
Maior custo de dispositivos
Na verdade, custa mais. Principalmente se você pegar equipamentos mais ou menos comprovados e não confiar no “talvez”, comprando “soluções NoName baratas”.
Por outro lado, o princípio “mais caro significa melhor” nem sempre funciona. Portanto, só faz sentido procurar uma marca cara se houver requisitos adicionais (há uma lista de “equipamentos aprovados”).
Mas mesmo com o alto preço dos equipamentos com PoE, seu preço pode ser muito menor do que organizar do zero um sistema de cabeamento ramificado adicional para alimentar dispositivos remotos.
Queda de energia
Ao transmitir um sinal de baixa tensão por fios finos, a eficiência, digamos, não será muito boa. Quanto mais longe você estiver da fonte de alimentação, menos energia elétrica sobrará para os consumidores de energia. O restante é gasto em resistência e aquecimento dos fios. Com energia local (não PoE) a situação é mais simples. Coloquei a fonte na tomada “e a energia foi, foi...”
No entanto, tais problemas de distância podem ser resolvidos usando interruptores especiais com maior potência de sinal, por exemplo, série Zyxel [GS1300] () E .
Requisitos para qualificações de pessoal
Digamos apenas que embora o uso de PoE não exija grandes conhecimentos, alguns detalhes
precisa ser dominado. Informações sobre esse assunto podem ser encontradas sem muita dificuldade, embora se uma pessoa nunca trabalhou com essa tecnologia encontrará algum material educacional disperso e fragmentado.
Padrões PoE
Para iniciantes, pode haver alguma confusão. Existem 3 gerações
padrão:
PoE de primeira geração (padrão IEEE 802.3af) fornece até 15,4 W de energia CC para cada dispositivo conectado.
O padrão IEEE 802.3at de segunda geração, também chamado de PoE+, pode fornecer até 30 W de potência por dispositivo. Este padrão é usado para alimentar consumidores que consomem mais energia, como câmeras de vigilância Pan-Tilt-Zoom (PTZ) e pontos de acesso sem fio 11n.
Para facilitar a percepção, as principais diferenças estão resumidas na tabela:
Parâmetros
PoE
PoE +
Tensões CC no dispositivo alimentado
de 36 a 57 V (nominal 48V)
de 42,5 a 57 V
Tensão da fonte
de 44 a 57 V
de 50 a 57 V
Potência máxima da fonte PoE
15,4 W
30 W
Potência máxima recebida pelo consumidor PoE
12,95 W
25,50 W
Corrente máxima
350 mA
600 mA
Resistência máxima do cabo
20 Ohm (para cat.3)
12,5 Ohm (para cat.5)
Aulas de nutrição
0-3
0-4
A terceira geração é descrita pelo padrão IEEE 802.3bt.
Dispositivos PoE de terceira geração podem fornecer energia de até 51 W em um único cabo.
Nota. Para alimentar dispositivos usando tecnologias padrão IEEE 802.3bt. Todos os oito condutores de um cabo de par trançado moderno (cat. 5 e superior) são usados, enquanto nas duas primeiras gerações você pode sobreviver com apenas quatro.
Quando se trata de compatibilidade, os dispositivos PoE são compatíveis com versões anteriores – a fonte de alimentação 802.3bt mais potente pode ser usada para consumidores PoE e PoE+ mais antigos (802.3af e 802.3at).
Terminologia: vão final e vão médio
Extensão final - um dispositivo que fornece energia desde o início do cabo
linhas.
Um exemplo clássico: um switch de telefonia IP fornece energia para uma pequena rede de telefones fixos dentro de um escritório.
Outro exemplo é um sistema de videovigilância em um pequeno armazém, onde as câmeras de vídeo recebem energia de um switch via PoE.
Normalmente, tais sistemas não fornecem dispositivos adicionais para amplificar o sinal de alimentação.
Meio vão - quando a fonte de alimentação não está conectada desde o início da linha do cabo, mas adicionalmente entre o switch e o dispositivo final. Por exemplo, alimentar uma câmera de vídeo através de um injetor, que é ligado após a chave no gabinete intermediário de conexão cruzada.
Um pouco mais de terminologia:
- PSE (equipamento de fonte de energia) — equipamento de alimentação.
- PD (dispositivo alimentado) - dispositivo alimentado.
A fonte de alimentação consegue entender qual dispositivo cliente está conectado: com ou sem PoE?
Se estamos falando de End-span, por exemplo, de um switch, tudo acontece não de forma simples, mas muito simples. Uma fonte de energia, como um switch com portas PoE, liga a energia para essa porta somente se o dispositivo conectado (como um ponto de acesso) suportar PoE.
Como isso funciona?
- Primeiro, é feita uma verificação: se o dispositivo cliente suporta alimentação via PoE. Uma tensão de 2,8 a 10 Volts é aplicada e a resistência de entrada é determinada. Caso os resultados obtidos possam ser considerados satisfatórios para alimentação via PoE, o dispositivo de alimentação passa para a próxima etapa.
- O dispositivo de alimentação determina a potência necessária para alimentar o dispositivo cliente, para posterior gerenciamento desta potência. Dependendo do nível de consumo, os dispositivos recebem uma classe: de 0 a 4.
No entanto, se estamos falando de dispositivos Mid-Span baratos que são conectados após equipamentos de rede convencionais (sem PoE), nem tudo é tão otimista. Nesses casos, uma fonte de alimentação constante com parâmetros fixos é normalmente fornecida à linha e a verificação de “Qual dispositivo está no outro extremo da linha?” não é realizada.
O que fazer quando você precisa conectar dispositivos sem suporte PoE, mas não há tomada para adaptador de energia?
Para tais situações é utilizado PoE passivo usando Divisor PoE.
Neste caso, a fonte de alimentação não monitora o dispositivo conectado e não corresponde à sua alimentação. A energia é simplesmente fornecida através de condutores de par trançado livre usando um divisor PoE.
Um divisor PoE divide o sinal que chega via par trançado em dados e energia (12V-24V). Isto torna possível fornecer energia e integrar um dispositivo sem suporte PoE numa infraestrutura existente. Com este método de conexão, é necessário selecionar cuidadosamente a potência da fonte de alimentação e seu consumidor.
E se for o contrário? Precisa conectar um PD (dispositivo cliente PoE) a um equipamento de rede normal?
Para alimentar dispositivos clientes com PoE, você pode usar Injetor PoE, que foi projetado para fornecer energia adicional ao cabo de rede.
O injetor PoE possui um conector RJ45 na entrada e um conector para conexão a uma fonte de alimentação. Na saída possui um único conector RJ45 com PoE.
O injetor PoE aceita um sinal de rede padrão e injeta energia na linha de conexão de rede, o que permite conectar um dispositivo PoE na saída.
Figura 2. Injetor Zyxel PoE
Quais são os requisitos do cabo?
Para conexão quando alimentado via PoE, é utilizado um cabo de par trançado de pelo menos cat.5e.
É importante. Os condutores devem ser de cobre, não revestidos de cobre, e ter pelo menos 0,51 mm (24 AWG) de espessura. A resistência nos condutores não deve exceder 9,38 Ohm/100 m.
Na prática, normalmente é recomendado não usar cabos com comprimento superior a 75m, embora os padrões 802.3af e 802.3at suportem 100m. No caso do PoE Passivo, as recomendações práticas são ainda mais pessimistas - o comprimento real do cabo para operação normal não deve exceder 60m.
No entanto, switches especiais, como os gerenciados pode suportar dispositivos a uma distância de 250m a uma velocidade de 10Mb/s.
Figura 3. Ilustração de como funciona o Extended Range.
O que é proteção contra surtos (SPD)?
Em qualquer circuito elétrico estendido, existe a ameaça de impulsos de curto prazo causados pelo acúmulo de carga (aumento da diferença de potencial - sobretensão) seguido de descarga. Abaixo estão as razões para a ocorrência de pulsos curtos de sobretensão.
- Um raio perto de um objeto, incluindo um pára-raios, causa um impulso elétrico e uma perturbação eletromagnética, que cria uma fem induzida no cabo.
- O acúmulo de eletricidade estática causado pela ionização do ar e outros fenômenos externos leva ao aparecimento de pulsos de tensão estática que podem danificar o equipamento.
- Sobretensões devido à comutação e comutação de equipamentos, por exemplo, comutação de patch cords em um crossover, inclusão de dispositivos de energia adicionais, ativação e desativação de uma carga poderosa levam à ocorrência de processos transitórios em circuitos elétricos com picos bruscos de tensão pulsada, que pode levar à falha do equipamento.
Observação. Devido a uma série de razões: um raio perto de um objeto durante uma tempestade, bem como a ionização do ar e o acúmulo de eletricidade atmosférica antes de uma tempestade, esse tipo de proteção é às vezes chamado de “proteção contra raios”. Este termo não deve ser confundido com o termo “proteção contra raios” - isto é, com proteção contra queda direta de um raio.
Para evitar tais ameaças, são utilizados dispositivos de proteção contra sobretensões (SPDs). Existem duas opções de proteção (SPDs): comprar e instalar dispositivos externos e incorporar proteção em dispositivos PoE.
E por fim, a resposta à pergunta: quais dispositivos escolher?
Selecionando uma fonte de alimentação
Ao falar sobre a escolha de um dispositivo de origem para energia PoE, eles se referem ao intervalo final e, geralmente, é um switch. Um switch é a opção mais utilizada, pois é utilizado em telefonia IP, videovigilância, na suspensão de pontos de acesso e na instalação de todos os tipos de sensores de sistema de segurança, controladores ACS e assim por diante.
É importante considerar vários fatores:
- Compatível de cima para baixo. Ou seja, um dispositivo mais moderno que suporte o mais recente padrão IEEE 802.3bt pode ser usado para conectar e alimentar dispositivos mais antigos. Mas pelo contrário - não.
- Afastamento de PD (dispositivos alimentados). Além da duração que é “aqui e agora”, vale a pena pensar no futuro. Por exemplo, se a área de armazém estiver em expansão ou se estiver planeada uma mudança de escritório. É melhor deixar alguma reserva de características “para o futuro”.
- Gerenciamento de dispositivo. Além de “entrar” na chave e desligar e ligar manualmente, existem outras opções de controle, por exemplo, para câmeras de vídeo.
- Proteção contra sobretensões (SPD) e outros fatores prejudiciais.
Zyxel possui switches que atendem a todos os requisitos acima. Estes são modelos da nova série GS1350. Nós já Esta série foi originalmente posicionada como No entanto, eles podem ser usados em outras aplicações sem problemas, como alimentar telefones, pontos de acesso e outros dispositivos PoE.
Figura 4. Switch PoE gerenciado dedicado GS1350-26HP.
Série de switches não gerenciados também são uma boa escolha. Uma seleção de switches especializados da Zyxel pode ser vista na Figura 5.
Figura 5. Portfólio Zyxel de switches PoE gerenciados e não gerenciados.
Selecionando um dispositivo de consumidor
Normalmente, ao escolher os dispositivos finais, eles se orientam pelas características do consumidor, por exemplo, qualidade da imagem na escolha de uma câmera de vídeo, suporte aos padrões Wi-Fi na escolha dos pontos de acesso e assim por diante.
Porém, a fonte de alimentação também deixa sua marca. Faz sentido considerar os seguintes fatores:
- Custo-benefício do dispositivo.
- Capacidades de gerenciamento.
- Preço e qualidade.
Importante! Apesar da compatibilidade de cima para baixo declarada, você não deve confiar 100% nesta oportunidade. Em um bom projeto, a fonte de alimentação e os consumidores devem suportar um padrão, de preferência o mais atual, ser totalmente compatível e adquirido com expectativa de utilização de novas tecnologias, por exemplo, Wi-Fi 6. Reestruturar toda uma infraestrutura, orgulhosamente chamada de “modernização”, é na maioria das vezes mais cara do que alguns custos adicionais na fase de implementação.
Links úteis
Pontos de acesso Wi-Fi 6: ,
и
Série especial de switches gerenciados e incontrolável no site da Zyxel
Fonte: habr.com