Articolul, într-o formă populară de întrebări și răspunsuri, vorbește despre punctele cheie atunci când utilizați alimentarea prin PoE (Power over Ethernet). Sunt date diferențele dintre standarde, sunt furnizate informații despre protejarea dispozitivelor de supratensiuni și alte lucruri utile.
Ce este PoE?
PoE (Power over Ethernet) este o tehnologie pentru alimentarea cu energie a unui dispozitiv client printr-un cablu Ethernet cu pereche răsucită (de obicei se folosește un cablu cat.5 cu conectori RJ45). Același cablu este folosit atât pentru transmiterea datelor, cât și pentru alimentarea dispozitivului.
Ce dispozitive sunt acceptate?
Următoarele pot acționa ca dispozitive de alimentare cu energie:
- comutatoare,
- routere,
- și alte echipamente de rețea.
Următoarele pot fi utilizate ca dispozitive client:
- telefoane cu fir,
- camere video,
- puncte de acces,
- diverși senzori și alte echipamente periferice.
Există și dispozitive pentru integrare cu echipamente care nu suportă
PoE.
Ce face?
După cum a scris poetul Vladimir Mayakovsky: „Dacă stelele se aprind, înseamnă că cineva are nevoie de el”. Mai jos sunt beneficiile utilizării acestei tehnologii.
Conectarea dispozitivelor în locuri greu accesibile
De exemplu, la locul de muncă al utilizatorului există doar două prize: pentru monitor și unitatea de sistem. Adesea, astfel de cerințe nu apar din cauza erorilor de planificare, ci sunt dictate de standarde industriale, regionale și de altă natură pentru securitatea IT, securitatea la incendiu, siguranța muncii și așa mai departe.
Un alt exemplu este dacă o cameră video sau un punct de acces este montat sub tavan, poate fi dificil să prelungești și acolo cablul de alimentare.
Managementul nutriției
Al doilea beneficiu este că PoE vă permite să controlați dispozitivul în funcție de putere, de exemplu, oprirea, pornirea sau repornirea temporară (când este înghețată, actualizată sau necesară în alt mod).
Acest lucru este convenabil dacă trebuie să lucrați de la distanță sau când dispozitivele sunt în locuri greu accesibile.
Acest lucru este util în special atunci când lucrați cu puncte de acces care pot fi situate la o distanță considerabilă sau chiar ascunse undeva deasupra unui tavan fals.
Nota. Aproape toate punctele de acces moderne de la Zyxel acceptă PoE
și includerea de noi modele cu suport pentru Wi-Fi 6: ca cel mai „buget” si mai avansate и
Figura 1. Punct de acces NWA802.11AX dual-band 6ax (Wi-Fi 110).
Întreținere simplificată
Pe lângă ușurința în utilizare, utilizarea PoE vă permite să atenuați durerile de cap în ceea ce privește achiziționarea și repararea adaptoarelor de alimentare, oferind utilizatorilor prize, de exemplu, prin achiziționarea de PDU-uri (cu alte cuvinte, „carry splitter”). Mai puține noduri înseamnă mai puține puncte de defecțiune înseamnă mai puține apeluri la suport tehnic.
siguranta electrica
Indiferent ce spune cineva, 220 de volți este mult. Doare, ucide. Dar 57 de volți, care este maximul pentru PoE, este, de asemenea, neplăcut de periculos, dar nu atât de mult. În unele organizații, pentru ca un administrator de sistem să efectueze și munca unui electrician, este necesar un permis special. Acest lucru este reglementat de aceleași standarde industriale și regionale. Și cu PoE, nu am știut niciodată așa ceva. Un punct slab este un punct slab.
Estetică
De ce are cel mai mare nevoie personalul tehnic? Dacă ar funcționa. Dar unii „tovarăși” deosebit de avansați au nevoie să fie și „frumos”. De exemplu, pentru ca firele „în plus” să nu atârne. Sau pentru ca totul să fie de aceeași culoare. Și PoE scapă de acești conductori „în plus”. Diverse tipuri de inspectori, comisii și „mari șefi” sunt deosebit de sensibili la acest lucru.
Care sunt dezavantajele PoE?
Cost mai mare al dispozitivelor
Într-adevăr, costă mai mult. Mai ales dacă luați echipamente mai mult sau mai puțin dovedite și nu vă bazați pe „poate”, cumpărând „soluții ieftine NoName”.
Pe de altă parte, principiul „mai scump înseamnă mai bine” nu funcționează întotdeauna. Prin urmare, are sens să vânați o marcă scumpă numai dacă există cerințe suplimentare (există o listă de „echipamente aprobate”).
Dar chiar și cu prețul ridicat al echipamentelor cu PoE, prețul acestuia poate fi mult mai mic decât organizarea unui sistem suplimentar de cablare ramificată de la zero pentru a alimenta dispozitivele de la distanță.
Cadere de putere
La transmiterea unui semnal de joasă tensiune prin fire subțiri, eficiența, să spunem, nu va fi foarte bună. Cu cât sunteți mai departe de sursa de alimentare, cu atât mai puțină energie electrică va fi lăsată consumatorilor de energie. Restul este cheltuit pe rezistența și încălzirea firelor. Cu putere locală (nu PoE) situația este mai simplă. Am pus sursa de alimentare în priză „și energia a plecat, a plecat...”
Cu toate acestea, astfel de probleme de distanță pot fi rezolvate prin utilizarea comutatoarelor speciale cu putere de semnal crescută, de exemplu, seria Zyxel [GS1300] () Și .
Cerințe pentru calificarea personalului
Să spunem doar că, deși utilizarea PoE nu necesită cunoștințe mari, câteva detalii
trebuie stăpânit. Informațiile despre această problemă pot fi găsite fără prea multe dificultăți, deși dacă o persoană nu a lucrat niciodată cu această tehnologie, va întâlni material educațional dispersat și fragmentat.
Standarde PoE
Pentru începători, poate exista o confuzie. Sunt 3 generații
standard:
Prima generație PoE (standard IEEE 802.3af) oferă până la 15,4 W de curent continuu fiecărui dispozitiv conectat.
Standardul IEEE 802.3at de a doua generație, numit și PoE+, poate furniza până la 30 W de putere per dispozitiv. Acest standard este folosit pentru a alimenta mai mulți consumatori avizi de energie, cum ar fi camerele de supraveghere Pan-Tilt-Zoom (PTZ) și punctele de acces wireless 11n.
Pentru ușurința percepției, principalele diferențe sunt rezumate în tabel:
Parametrii
PoE
PoE +
Tensiuni DC pe dispozitivul alimentat
de la 36 la 57 V (48V nominal)
de la 42,5 la 57 V
Tensiune sursă
de la 44 la 57 V
de la 50 la 57 V
Puterea maximă a sursei PoE
15,4 W
30 W
Puterea maximă primită de către consumatorul PoE
12,95 W
25,50 W
Curent maxim
350 mA
600 mA
Rezistenta maxima a cablului
20 Ohm (pentru cat.3)
12,5 Ohm (pentru cat.5)
Cursuri de nutriție
0-3
0-4
A treia generație este descrisă de standardul IEEE 802.3bt.
Dispozitivele PoE din a treia generație pot furniza putere de până la 51 W printr-un singur cablu.
Notă. Pentru alimentarea dispozitivelor care utilizează tehnologiile standard IEEE 802.3bt. Sunt folosiți toți cei opt conductori ai unui cablu modern cu perechi răsucite (cat. 5 și mai sus), în timp ce pentru primele două generații te poți descurca cu doar patru.
În ceea ce privește compatibilitatea, dispozitivele PoE sunt compatibile înapoi - sursa de alimentare 802.3bt mai puternică poate fi utilizată pentru consumatorii PoE și PoE+ mai vechi (802.3af și 802.3at).
Terminologie: End-span și Mid-Span
Sfarsit - un dispozitiv care asigură alimentarea cu energie de la începutul cablului
linii.
Un exemplu clasic: un comutator de telefonie IP asigură alimentarea unei rețele mici de telefoane fixe dintr-un birou.
Un alt exemplu este un sistem de supraveghere video într-un depozit mic, unde camerele video primesc energie de la un comutator prin PoE
De obicei, astfel de sisteme nu oferă dispozitive suplimentare pentru a amplifica semnalul de alimentare.
La mijloc - când sursa de alimentare este conectată nu de la începutul liniei de cablu, ci suplimentar între comutator și dispozitivul final. De exemplu, alimentarea unei camere video printr-un injector, care este pornit după comutatorul din dulapul intermediar de conectare încrucișată.
Mai multă terminologie:
- PSE (Echipament sursă de energie) — echipamente de alimentare cu energie electrică.
- PD (Dispozitiv alimentat) - dispozitiv alimentat.
Poate sursa de alimentare să înțeleagă ce dispozitiv client este conectat: cu sau fără PoE?
Dacă vorbim despre End-span, de exemplu, despre un comutator, totul se întâmplă nu simplu, ci foarte simplu. O sursă de alimentare, cum ar fi un comutator cu porturi PoE, pornește portul respectiv numai dacă dispozitivul conectat (cum ar fi un punct de acces) acceptă PoE.
Cum funcționează?
- În primul rând, se face o verificare: dacă dispozitivul client acceptă alimentare prin PoE. Se aplică o tensiune de 2,8 până la 10 volți și se determină rezistența de intrare. În cazul în care rezultatele obținute pot fi considerate satisfăcătoare pentru alimentarea cu energie prin PoE, dispozitivul de alimentare trece la etapa următoare.
- Dispozitivul de alimentare determină puterea necesară pentru alimentarea dispozitivului client, pentru gestionarea ulterioară a acestei puteri. În funcție de nivelul de consum, dispozitivelor li se atribuie o clasă: de la 0 la 4.
Totuși, dacă vorbim de dispozitive Mid-Span ieftine care sunt conectate după echipamente de rețea convenționale (fără PoE), totul nu este atât de roz. În astfel de cazuri, linia este de obicei furnizată o sursă de alimentare constantă cu parametri fiși și nu se efectuează o verificare pentru „Ce dispozitiv se află la celălalt capăt al liniei?”.
Ce să faceți când trebuie să conectați dispozitive fără suport PoE, dar nu există o priză pentru adaptorul de alimentare?
Pentru astfel de situații se folosește PoE pasiv folosind Splitter PoE.
În acest caz, sursa de alimentare nu interocționează dispozitivul conectat și nu se potrivește cu puterea acestuia. Alimentarea este pur și simplu furnizată prin conductorii de perechi răsucite libere folosind un splitter PoE.
Un splitter PoE împarte semnalul care ajunge prin pereche răsucită în date și putere (12V-24V). Acest lucru face posibilă furnizarea de energie și integrarea unui dispozitiv fără suport PoE într-o infrastructură existentă. Cu această metodă de conectare, este necesar să selectați cu atenție puterea sursei de alimentare și a consumatorului acesteia.
Dacă e invers? Trebuie să conectați un PD (dispozitiv client PoE) la echipamente obișnuite de rețea?
Pentru a alimenta dispozitivele client cu PoE, puteți utiliza Injector PoE, care este conceput pentru a furniza energie suplimentară cablului de rețea.
Injectorul PoE are un conector RJ45 la intrare și un conector pentru conectarea la o sursă de alimentare. La iesire are un singur conector RJ45 cu PoE.
Injectorul PoE acceptă un semnal de rețea standard și injectează energie în linia de conectare la rețea, ceea ce vă permite să conectați un dispozitiv PoE la ieșire.
Figura 2. Injector Zyxel PoE
Care sunt cerințele pentru cablu?
Pentru conectare atunci când este alimentat prin PoE, se folosește un cablu torsadat de cel puțin cat.5e.
Este important. Conductoarele trebuie să fie din cupru, nu placate cu cupru și cu o grosime de cel puțin 0,51 mm (24 AWG). Rezistența în conductori nu trebuie să depășească 9,38 Ohm/100 m.
În practică, de obicei, se recomandă să nu folosiți cabluri mai lungi de 75 m, deși standardele 802.3af și 802.3at acceptă 100 m. În cazul PoE pasiv, recomandările practice sunt și mai pesimiste - lungimea reală a cablului pentru funcționarea normală nu trebuie să depășească 60 m.
Cu toate acestea, comutatoare speciale, cum ar fi gestionate poate suporta dispozitive la o distanta de 250m la o viteza de 10Mb/s.
Figura 3. Ilustrație a modului în care funcționează Extended Range.
Ce este protecția la supratensiune (SPD)?
În orice circuit electric extins, există amenințarea de impulsuri pe termen scurt cauzate de acumularea de sarcină (creșterea diferenței de potențial - supratensiune) urmată de descărcare. Mai jos sunt motivele apariției impulsurilor scurte de supratensiune.
- O lovitură de fulger în apropierea unui obiect, inclusiv a unui paratrăsnet, provoacă un impuls electric și o perturbare electromagnetică, care creează o f.e.m. indusă în cablu.
- Acumularea de electricitate statică cauzată de ionizarea aerului și de alte fenomene externe duce la apariția impulsurilor de tensiune statică care pot deteriora echipamentele.
- Supratensiunile datorate comutării și comutării echipamentelor, de exemplu, comutarea cablurilor de corelare într-un crossover, pornirea dispozitivelor de alimentare suplimentare, pornirea și oprirea unei sarcini puternice duce la apariția proceselor tranzitorii în circuitele electrice cu creșteri bruște ale tensiunii în impulsuri, care poate duce la defectarea echipamentului.
Notă. Din mai multe motive: un fulger în apropierea unui obiect în timpul unei furtuni, precum și ionizarea aerului și acumularea de electricitate atmosferică înainte de o furtună, acest tip de protecție este uneori numit „protecție împotriva trăsnetului”. Acest termen nu trebuie confundat cu termenul „protecție împotriva trăsnetului” - adică cu protecție împotriva unei lovituri directe de trăsnet.
Pentru a preveni astfel de amenințări, sunt utilizate dispozitive de protecție la supratensiune (SPD). Există două opțiuni de protecție (SPD): achiziționarea și instalarea de dispozitive externe și construirea protecției în dispozitivele PoE.
Și în sfârșit, răspunsul la întrebarea: ce dispozitive să alegi?
Alegerea unei surse de alimentare
Când se vorbește despre alegerea unui dispozitiv sursă pentru alimentarea PoE, acestea înseamnă sfârșitul intervalului și, de obicei, acesta este un comutator. Un comutator este cea mai utilizată opțiune; acestea sunt utilizate în telefonia IP, supraveghere video, atunci când agățați puncte de acces și când se instalează tot felul de senzori de sistem de securitate, controlere ACS și așa mai departe.
Este important să luați în considerare mai mulți factori:
- Compatibil de sus în jos. Adică, un dispozitiv mai modern care acceptă cel mai recent standard IEEE 802.3bt poate fi folosit pentru a conecta și alimenta dispozitive mai vechi. Dar dimpotrivă - nu.
- Dispozitivele PD (dispozitive alimentate). Pe lângă lungimea „aici și acum”, merită să ne gândim la viitor. De exemplu, dacă zona depozitului se extinde sau este planificată o mutare a biroului. Este mai bine să stabiliți o rezervă de caracteristici „pentru viitor”.
- Gestionarea dispozitivelor. În plus față de „intrați” comutatorul și opriți și porniți manual alimentarea, există și alte opțiuni de control, de exemplu, pentru camere video.
- Protecție împotriva supratensiunilor (SPD) și alți factori dăunători.
Zyxel are comutatoare care îndeplinesc toate cerințele de mai sus. Acestea sunt modele ale noii serii GS1350. Noi deja Această serie a fost poziționată inițial ca Cu toate acestea, ele pot fi utilizate în alte aplicații fără probleme, cum ar fi alimentarea telefoanelor, punctelor de acces și alte dispozitive PoE.
Figura 4. Switch PoE gestionat dedicat GS1350-26HP.
Seria de comutatoare neadministrate sunt, de asemenea, o alegere bună. O selecție de comutatoare specializate de la Zyxel poate fi văzută în Figura 5.
Figura 5. Portofoliul Zyxel de switch-uri PoE gestionate și neadministrate.
Selectarea unui dispozitiv de consum
De obicei, atunci când aleg dispozitivele finale, acestea sunt ghidate de caracteristicile lor de consum, de exemplu, calitatea imaginii atunci când alegeți o cameră video, suport pentru standardele Wi-Fi atunci când alegeți punctele de acces și așa mai departe.
Cu toate acestea, sursa de alimentare își lasă amprenta. Este logic să luați în considerare următorii factori:
- Cost-eficiența dispozitivului.
- Capabilitati de management.
- Pret si calitate.
Important! În ciuda compatibilității declarate de sus în jos, nu ar trebui să vă bazați 100% pe această oportunitate. Într-un proiect bun, sursa de alimentare și consumatorii trebuie să suporte un singur standard, de preferință cel mai actual, să fie pe deplin compatibile și achiziționate cu așteptarea utilizării noilor tehnologii, de exemplu, Wi-Fi 6. Reprelucrarea unei întregi piese de infrastructură, numită cu mândrie „modernizare”, este cel mai adesea mai scumpă decât unele costuri suplimentare în etapa de implementare.
Link-uri utile
Hotspot-uri Wi-Fi 6: ,
и
Seria de comutatoare gestionate speciale și incontrolabil pe site-ul web Zyxel
Sursa: www.habr.com