Раніше у своїх комутаторах ми розвивали технологію Power over Ethernet тільки в напрямку збільшення потужності, що передається. Але в процесі експлуатації рішень з PoE і PoE+ стало очевидним, що цього недостатньо. Наші клієнти стикаються не лише з нестачею енергетичного бюджету, а й зі стандартним обмеженням Ethernet-мереж — дальністю передачі інформації в 100 м. У цій статті ми розповімо, як обійшли це обмеження та перевіримо long range PoE на практиці.
Для чого потрібна технологія PoE long range
Відстань у сотню метрів – це багато. Тим більше що насправді кабель ніколи не прокладається прямою: потрібно обійти всі вигини будівлі, піднятися або опуститися з одного кабельного каналу до іншого і так далі. Навіть у будинках середніх розмірів обмеження на довжину Ethernet-сегменту може призвести до головного болю для адміністратора.
Ми вирішили на прикладі школи наочно продемонструвати, які пристрої зможуть отримувати електроенергію за допомогою PoE і підключитися до мережі (зелені зірочки), а які — ні (червоні зірочки). Якщо мережне обладнання не можна встановити між корпусами, то в крайніх точках пристрою не зможуть підключитись:
Щоб уникнути обмеження по дальності, використовується технологія Long Range PoE: вона дозволяє розширити зону покриття провідної мережі та підключити абонентів, розташованих на відстані до 250 метрів. При використанні Long Range PoE передача даних та електроенергії йде двома способами:
- Якщо швидкість інтерфейсу становить 10 Mbps (звичайний Ethernet), то сегментах довжиною до 250 метрів можлива одночасна передача як енергії, і даних.
- Якщо ж швидкість інтерфейсу виставити рівною 100 Mbps (для моделей TL-SL1218MP та TL-SG1218MPE) або 1 Gbps (для моделі TL-SG1218MPE), то передачі даних відбуватися не буде лише передача енергії. У цьому випадку буде потрібний інший спосіб передавати дані, наприклад, паралельно прокладена оптична лінія. Long Range PoE у цьому випадку використовуватиметься лише для віддаленого живлення.
Таким чином, при використанні Long Range PoE на території тієї ж школи мережеве обладнання, яке підтримує швидкість 10 Mbps, можна розташувати в будь-якій точці.
Що вміють комутатори за допомогою Long Range PoE
Функція Long Range PoE має два комутатори в лінійці TP-Link: и .
TL-SL1218MP відноситься до некерованих комутаторів. Він має 16 портів, його сумарний PoE бюджет дорівнює 192 Вт, що дозволяє подавати харчування з потужністю до 30 Вт на порт. Якщо немає перевитрати енергетичного бюджету, живлення можуть одержувати усі 16 портів Fast Ethernet.
Налаштування здійснюється за допомогою перемикачів на лицьовій панелі: один активує режим Long Range PoE, а другий налаштовує пріоритет портів під час розподілу енергетичного бюджету комутатора.
TL-SG1218MPE відноситься до Easy Smart комутаторів. Керувати пристроєм можна через веб-інтерфейс або спеціалізовані утиліти.
У розділі інтерфейсу System адміністраторам доступні стандартні рутинні операції: зміна логін і пароль для облікового запису адміністратора, налаштування IP-адреси модуля, що управляє, оновлення прошивки і так далі.
Режими роботи портів задаються у розділі Switching → Port Setting. За допомогою інших вкладок розділу можна вмикати/відключати IGMP та об'єднувати фізичні інтерфейси у групи.
У розділі Monitoring наведено статистичні відомості про роботу портів комутатора. Також тут можна віддзеркалювати трафік, включати або відключати захист від петель та запускати вбудований кабельний тестер.
Комутатор TL-SG1218MPE підтримує кілька режимів роботи з віртуальними мережами: тегування 802.1q, VLAN на базі порту, також MTU VLAN. При роботі в режимі MTU VLAN комутатор дозволяє лише обмін трафіком між портами користувача і інтерфейсом uplink, тобто обмін трафіком між портами користувача безпосередньо заборонений. Ця технологія також називається Asymmetric VLAN або Private VLAN. Вона використовується для підвищення безпеки мережі, щоб при фізичному підключенні до комутатора у зловмисника не було можливості перехопити керування обладнанням.
У розділі QoS можна задати пріоритет інтерфейсу, налаштувати обмеження швидкості трафіку користувача, а також боротися зі штормами.
У розділі PoE Config адміністратор може примусово обмежити максимальну потужність, доступну тому чи іншому споживачеві, встановити енергетичний пріоритет інтерфейсу, підключити або вимкнути споживача.
Тестуємо Long Range
У моделі TL-SL1218MP ми включили підтримку Long Range для перших восьми портів. Наш тестовий IP-телефон успішно заробив. Через налаштування телефону ми з'ясували, що узгоджена швидкість – 10 Mbps. Потім ми перевели перемикач Long Range PoE у стан Off та перевірили, що відбувається з тестовим телефоном після цього. Апарат успішно завантажився та повідомив про використання режиму 100 Mbps на своєму мережевому інтерфейсі, проте дані через канал не передавалися та телефон не реєструвався на станції. Таким чином, живлення споживачів, підключених протяжними Ethernet-каналами, можливе і без активації режиму Long Range PoE, але в цьому випадку через канал передаватиметься лише живлення, а не дані.
У стандартному режимі живлення через Ethernet (коли довжина сегмента не перевищує 100 метрів) передача енергії та даних відбувається на швидкостях до 1 Gbps включно. Перевірка роботи телефону, що живиться за допомогою PoE і підключеного кабелем максимальної довжини, пройшла успішно.
На комутаторі TL-SG1218MPE ми перевели порт у режим 10 Mbps Half Duplex – апарат успішно підключився.
Звичайно, ми захотіли дізнатися, скільки енергії споживає телефон при такому підключенні, виявилося, що всього 1,6 Вт.
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
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
Але якщо перевести інтерфейс комутатора в режимі роботи 100 Mbps Half Duplex або 100 Mbps Full Duplex, зв'язок з телефоном відразу втрачається і не відновлюється.
Сам інтерфейс перебуває у стані Link Down.
Майже те саме виходить, якщо інтерфейс перевести в режим автоматичного узгодження швидкості та дуплексу. Тому єдиним способом використання таких довгих Ethernet-сегментів є ручне встановлення швидкості з'єднання 10 Mbps.
На жаль, такі довгі кабельні сегменти не детектуються вбудованим кабельним тестером.
Оновлення інших комутаторів з PoE
Так як кількість пристроїв, які живляться по PoE, постійно збільшується, ми оновили блоки живлення у старих моделей. Тепер замість блоків живлення на 110 Вт та 192 Вт у всіх моделях будуть блоки на 150 Вт та 250 Вт. Всі ці зміни можна переглянути в таблиці:
Оскільки технологія PoE почала проникати на споживчий рівень, ще однією зміною в модельному ряду стала поява комутаторів, розрахованих на невеликі офіси та домашнє використання.
У лінійці некерованих Fast Ethernet комутаторів у 2019 році з'явилися моделі и на 5 та 8 портів. Енергетичний бюджет моделей становить 58 Вт, і може бути розподілений між чотирма інтерфейсами (до 15,4 Вт на порт). Комутатори не мають вентиляторів, вони можуть стояти прямо в офісних і робочих приміщеннях, квартирах і використовуватися для підключення будь-яких IP-камер і IP-телефонів. Комутатори можуть пріоритетно розподіляти енергію: при перевантаженні відключаються пристрої з низьким пріоритетом.
Моделі и , Як і SF-моделі, призначені для настільної установки, однак у них є вбудований гігабітний комутатор, що дозволяє підключати високошвидкісне кінцеве обладнання з підтримкою 802.3af.
комутатор можна розміщувати як у столі, і у стійці. Дана модель має вісім портів Gigabit Ethernet, до кожного з яких може бути підключений споживач з підтримкою IEEE 802.3af/at і потужністю до 30 Вт. Сумарний енергетичний бюджет пристрою становить 126 Вт. Особливість комутатора — підтримка режиму енергозбереження, коли комутатор періодично пінгує свої порти, а за відсутності підключеного пристрою відключає живлення. Це дозволяє зменшити енергоспоживання на 75%.
Крім TL-SG1218PE в лінійці керованих комутаторів TP-Link є моделі и . Вони мають однаковий сумарний енергетичний бюджет пристрою — 55 Вт. Цей бюджет можна перерозподілити між чотирма портами із вихідною потужністю до 15,4 Вт на порт. У цих комутаторів та ж прошивка, що й у TL-SG1218PE, відповідно, і функції ті ж самі: моніторинг мережі, пріоритизація трафіку, QoS, MTU VLAN.
Повний опис модельного ряду PoE-пристроїв TP-Link доступний .
Джерело: habr.com