Что такое рое коммутатор

PoE — питаемся по витой паре

Содержание

Содержание

Проводные локальные сети не спешат сдавать позиции даже несмотря на повсеместное распространение Wi-Fi. Подключение с помощью витой пары все еще надежнее беспроводного во многих аспектах. Системы видеонаблюдения, IP-телефоны, индустриальные локальные сети, и локальные сети предприятий — во всех этих случаях использование беспроводной связи нежелательно. Передача электрической энергии по витой паре (PoE — «Power over Ethernet») позволяет немного сократить расходы на построение такой сети, снимая необходимость оснащения розеткой 220В каждой точки подключения сетевого устройства.

Преимущества и недостатки

Оборудование с поддержкой PoE (концентраторы и конечные устройства) стоит дороже обычного, поэтому в некоторых случаях особой экономии не будет. Например, при построении сети IP-телефонии — как правило, в точках установки телефонов розетки уже есть. Но выгода от использования PoE может быть не только экономической.

Подключение устройств через PoE безопаснее, так как питание по витой паре стабилизировано и не зависит от помех в сети 220В. А еще с помощью PoE можно очень просто обеспечить все устройства сети гарантированным питанием — для этого всего лишь надо запитать с ИБП базовый концентратор сети (разумеется, и у него, и у сетевых устройств должна быть поддержка PoE).

PoE обеспечивает централизованное управление и контроль всех устройств сети: включение/выключение каждого отдельного устройства (в том числе автоматическое), ведение учета потребленной каждым устройством электроэнергии; интерфейс PoE-концентраторов обычно также позволяет определять режим работы отдельных устройств и своевременно обнаруживать поломки.

Подключение с использованием PoE выглядит эстетически совершеннее — меньше розеток, меньше проводов.

К недостаткам устройств с PoE (кроме уже упомянутой высокой цены) можно отнести ограниченную электрическую мощность и повышенный уровень энергопотерь: сечение жилы витой пары невелико, поэтому в ней возрастает сопротивление и падает напряжение. Кроме того, из-за большей мощности концентратора с поддержкой PoE, ему потребуется более мощный (и дорогой) ИБП.

Как это работает?

PoE-устройства делятся на несколько видов:

1. Конечные источники питания (endspan) — свитчи, коммутаторы, маршрутизаторы с поддержкой PoE. При подключении к такому коммутатору сетевого устройства, оно получит питание автоматически — если, конечно, тоже поддерживает PoE.

2. Промежуточные источники питания (midspan) — адаптеры (инжекторы) PoE и блоки питания PoE. Эти устройства используются, когда нужно организовать PoE на отдельных линиях сети. Они позволяют подключать PoE-потребителей к обычным коммутаторам.

3. Сплиттеры — устройства, предназначенные для подключения к сети с PoE обычных сетевых устройств. Они разделяют (англ. «split» — разделять) поступающее по одному кабелю питание и данные, выводя их на два отдельных разъема: RJ-45 и разъем питания.

PoE-инжектор и PoE-сплиттер в паре можно использовать для передачи питания по кабелю Ethernet в обычной сети без устройств с поддержкой PoE.

4. PoE-потребители — сетевые устройства (IP-телефоны, видеокамеры, точки доступа, коммутаторы и пр.), способные получать питание по сети Ethernet.

Технология PoE использует два метода передачи данных по витой паре, называемые метод «А» и метод «В». По методу «А» питание передается по тем же проводам, что и данные (1,2,3 и 6 контакты в разъеме). По методу «В» питание передается по другим проводам — 4,5,7 и 8. В сетях 10Base-T и 100Base-TX (10 Мбит и 100 Мбит соответственно) эти провода не задействованы, что позволяет использовать для них недорогой четырехпроводной кабель. Очевидно, метод «В» с такими кабелями работать не будет.

Все PoE-потребители и сплиттеры могут работать по обоим вариантам. А вот источники питания, как правило, поддерживают только один метод.

Таким образом, если у вас сеть 10Base-T или 100Base-TX, построенная на четырехпроводном кабеле, источники питания должны поддерживать метод «А». К сожалению, определить, какой метод поддерживается источником, не так просто. Почему-то в спецификации эта особенность указывается нечасто и порой определить метод питания можно только по документации или по наклейке на корпусе. Если там указаны контакты 1-2-3-6, то питание подается по методу «А», если 4,5,7,8 — по методу «В».

Если же вы используете в ЛВС восьмипроводной кабель, о методе PoE можно не думать — на таких кабелях будет работать любое PoE-оборудование.

У незнакомых с технологией часто возникает вопрос: не опасно ли подключать в сеть с РоЕ «обычные» устройства без поддержки РоЕ? В общем, это безопасно — инжектор подаст в кабель питание только после того, как получит ответ о поддержке протокола от питаемого устройства. Это защищает оборудование от повреждений не только когда PoE не поддерживается, но и если сетевой кабель был обжат неправильно.

Однако существует технология Passive PoE, в которой передача питания по кабелю осуществляется парой отдельных устройств — подключенный к питанию инжектор подает напряжение на свободные пары, а сплиттер снимает его и выводит на отдельный разъем (розетку), к которому уже подключается обычное сетевое оборудование.

Инжектор Passive PoE подает питание в кабель сразу после включения и, если с другой стороны кабеля подключить не сплиттер Passive PoE, а непосредственно сетевое устройство, оно может выйти из строя. Ну и ошибка при обжимке кабеля в этом случае также может привести к неприятным последствиям.

Passive PoE может упростить (и удешевить) подключение «обычных» сетевых устройств без внедрения PoE в локальную сеть, но пользоваться им следует с осторожностью. Кроме того, поскольку Passive PoE может передавать питание только по свободным парам (как метод В в РоЕ и РоЕ+), в сетях 1000Base-T его использовать нельзя.

Стандарты

PoE описан стандартом 802.3af. В настоящее время разработаны и поддерживаются многими устройствами новые стандарты — 802.3at (PoE+) и 802.3bt (PoE++). Различия стандартов приведены в таблице:

Кроме того, последний стандарт 802.3bt задействует для передачи питания все 4 пары, поэтому использовать его на кабелях с двумя парами проводов не получится.

Стандарты 802.3 частично обратно совместимы: питающее устройство 802.3bt снабдит питанием и питаемое устройство 802.3af, и 802.3at. А вот сплиттер 802.3at от инжектора 802.3af может и не заработать — производители порой реализуют обратную совместимость и для приемников, но стандарт этого не требует; кроме того, порой таковая совместимость просто невозможна — например, если сплиттер потребляет больше, чем способен выдать инжектор.

Как мы видим, PoE — это достаточно просто и безопасно, и — в некоторых случаях — может значительно упростить внедрение распределенной системы на базе сети Ethernet и снизить её стоимость. Однако при её использовании следует уделить большее время планированию системы и правильно подобрать оборудование в соответствии с требуемыми скоростями передачи данных, используемыми кабелями, потребляемой мощностью и так далее.

Источник

Как выбрать PoE-коммутатор для проектов разного масштаба. Примеры из практики

Видеонаблюдение, Wi-Fi сети и даже кассовое оборудование: в нашем портфолио есть проекты, под которые закупалась не одна сотня наших PoE-коммутаторов. Мы хотим рассказать вам о применении PoE оборудования, некоторых нюансах при его подборе — а самое вкусненькое мы припасли, конечно, под конец.

Сначала пара слов о самой технологии и стандартах.

Пара слов о PoE

PoE (Power over Ethernet) позволяет передавать электрическую энергию удаленному устройству, подключенному к сети по канальному протоколу Ethernet (Ethernet / Fast Ethernet / Gigabit Ethernet). Передача энергии осуществляется по одному и тому же кабелю UTP (Unshielded Twisted Pair).

Главное преимущество PoE — в снижении затрат на инфраструктуру. Конечно, питающее оборудование обладает более высокой ценой (CAPEX), однако вложения быстро окупятся при внедрении и в процессе эксплуатации (OPEX), особенно если учитывать все сопутствующие затраты. Например, нельзя игнорировать стоимость протяжки силового кабеля и установки дополнительных розеток при использовании традиционной схемы питания. Кроме того, такой подход повышает эстетическую составляющую.

Вторым преимуществом является удобство использования конечного оборудования, питаемого через один кабель с данными.

Распределение энергии с помощью PoE позволяет централизовать управление системой энергоснабжения, вести мониторинг потребляемой мощности и производить включение/отключение потребителей, в том числе и автоматически по расписанию. Следствием централизации станет повышение надежности и контролируемости всей системы в целом. Так, например, используемая в организации система управления сетью может собирать статистику потребляемой мощности по протоколу SNMP.

Еще одним преимуществом использования PoE является безопасность, так как обеспечивается интеллектуальная передача энергии, защищающая оконечное оборудование от перегрузки или недостатка питания.

Предоставляемая технологией гибкость позволяет размещать питаемое оборудование в любом месте без привязки к электрическим сетям.

Не стоит забывать и о простоте установки и скорости развертывания сети. Меньше проводных подключений – короче сроки внедрения.

На сегодняшний день в домашних и корпоративных сетях, а также в сетях операторов связи широко используются два стандарта передачи энергии по витой паре: IEEE 802.3af-2003 и 802.3at-2009. Основное отличие между ними состоит в максимальной передаваемой мощности. Стандарт IEEE 802.3af-2003 обеспечивает подачу мощности до 15,4 Ватт (минимально 44 В и 350 мА) по двум парам проводников, тогда как при использовании IEEE 802.3at-2009 (именуемого также PoE+ или PoE plus) максимальная мощность повышается до 25,5 Ватт. Столь огромная мощность может потребоваться, например, при использовании камер видеонаблюдения с сервоприводом (поворотных), либо размещенных в специализированных подогреваемых боксах.

IP-телефоны с дополнительными панелями управления/расширения тоже могут не укладываться в стандартный энергетический бюджет, предлагаемый стандартом 802.3af. Нельзя не упомянуть и о появляющихся на рынке небольших коммутаторах, которые сами способны получать питание с помощью PoE.

Однако не вся указанная мощность доступна устройствам-потребителям. Так, например, при использовании стандарта 802.3af на расстоянии ста метров лишь 12,95 Ватта будет доступно конечному устройству из-за сопротивления проводов и прочих потерь.

Успешные проекты

Многие корпоративные заказчики перед покупкой оборудования того или иного вендора желают знать ответы на целый ряд вопросов. Были ли уже успешные внедрения? Какое оборудование в каких случаях использовалось и почему? Сколько устройств использовано? Какая зона покрытия? Мы приведем несколько примеров успешного внедрения оборудования TP-Link в сетях некоторых наших крупных заказчиков, которые были произведены в 2016/2017 годах, а также ответим на некоторые из этих вопросов.

Видеонаблюдение

Задача питания видеокамер — одна из стандартных при использовании PoE коммутаторов. Наше оборудование применяют различные ритейлеры, в том числе группа компаний X5 RETAIL GROUP. В сети супермаркетов «Пятерочка», принадлежащей группе, была развернута система видеонаблюдения, построенная на базе PoE коммутаторов TP-Link T1500-28PCT. Данная модель предназначена для монтажа в телекоммуникационную стойку, имеет 24 питаемых порта Fast Ethernet, четыре разъема Gigabit Ethernet и два комбинированных гигабитных SFP-слота. К сильным сторонам коммутатора можно также отнести встроенные функции защиты и приоритезации трафика. Изначально в «Пятерочке» начали строить инфраструктуру с 16-портовыми коммутаторами конкурента, но потом обратили внимание на наши аналогичные по цене 24-портовые модели, которые в итоге помогли компании заметно сэкономить благодаря большему числу подключаемых камер.

TP-Link T1500-28PCT

Технология PoE в данном проекте также использовалась для обеспечения питания некоторых точек доступа и VoIP-телефонов. А прочее оборудование (серверы, принтеры, устройства обеспечения сетевой безопасности) подключалось с использованием обычных интерфейсов Gigabit Ethernet. Всего в супермаркетах сети было установлено порядка 2000 наших питающих коммутаторов.

Другая крупная федеральная сеть магазинов для дома и дачи также построила свою систему видеонаблюдения на основе модели T1500-28PCT: 180-ваттный энергетический бюджет идеально подошел под их требования. Типичные внутренние камеры для видеонаблюдения относятся ко второму классу питаемых устройств с точки зрения стандарта IEEE 802.3af и вписываются в диапазон потребляемой мощности от 3,8 до 6,5 Ватт. В их системе видеонаблюдения использовались внутренние неповоротные модели камер (без сервоприводов и подогреваемых кожухов), что позволило обеспечить их питанием даже с использованием не обладающих максимальным энергетическим бюджетом коммутаторов.

Есть у нас еще один пример успешного масштабного внедрения наших PoE-коммутаторов. В данном случае речь идет о модели T2600G-28MPS, у которой для 24 гигабитных портов PoE отводится мощность до 384 Вт. На базе данного коммутатора (совместно с TRASSIR) была развернута система видеонаблюдения в сети семейных гипермаркетов (всего для построения широкомасштабной системы видеонаблюдения заказчику потребовалось около 750 коммутаторов с поддержкой PoE+).

Видеонаблюдение на ЕГЭ

Одним из частных случаев применения стала организация видеонаблюдения во время ЕГЭ в 2017 году. Для этой цели мы предоставили коммутаторы T1600G-28PS: 24 гигабитными порта PoE+ с поддержкой стандартов 802.3at/af и энергетическим бюджетом в 192 Вт. Выбор на T1600G взамен T1500 пал из-за гигабитных портов, которыми также обладали установленные видеокамеры.

Фото: opennov.ru

Разница между T1600G-28PS и T2600G-28MPS заключается в том, что первый обладает меньшим энергетическим бюджетом, но оказывается более предпочтительным по цене.

Сети в ВУЗах

Вообще ВУЗовские сети интересны своей разнородностью. Тут мы хотели бы отметить проекты в двух крупных учебных заведениях нашей страны. В обоих случаях использовались коммутаторы T2600G-28MPS (TL-SG3424P) с большим энергетическим бюджетом (до 390 Вт). Данные коммутаторы относятся к линейке JetStream уровня 2+ и обладают 24 медными гигабитными портами с поддержкой PoE+ 802.3at/af, а также четырьмя SFP-слотами. Максимальная производительность устройства составляет 56 Гбит/с или 41,7 миллионов пакетов в секунду. Модель T2600G-28MPS может быть установлена в 19″ телекоммуникационную стойку либо размещена на столе или полке.

В первом случае была развернута широкомасштабная система видеонаблюдения, техническое задание для которой требовало установки коммутаторов с энергетическим бюджетом не менее 380 Вт. Также в данном случае было необходимо обеспечивать безопасность уже на уровне доступа к сети. Оба этих условия и определили выбор модели.

На территории другого учебного заведения коммутаторы T2600G-28MPS использовались для организации проводного сегмента, поддерживающего работу беспроводной Wi-Fi сети. Эта модель была выбрана потому, что энергопотребление точек доступа заметно выше стандартных IP-камер.

Беспроводные функции были возложены на контроллер TP-Link AC500 и точки доступа CAP1750, о которых мы уже рассказывали в деталях в нашем блоге ранее.

Примеры построения небольших сетей

Разумеется, успехом пользуются и компактные модели с PoE, рассчитанные на работу вне специализированных серверных. Например, безвентиляторный TL-SG108PE. У этого коммутатора восемь гигабитных портов, четыре из которых позволяют обеспечить питанием подключенное оборудование (до 15,4 Вт на порт). Суммарный PoE бюджет устройства составляет 55 Вт. Именно эти коммутаторы были использованы при построении локальных сетей в федеральной розничной сети салонов обуви и еще одной популярной аптечной сети. В обоих случаях наши PoE коммутаторы использовались для питания камер видеонаблюдения и обеспечения электроэнергией точек доступа для создания Wi-Fi сетей, тоже построенных на TP-Link.

На вкусненькое: из нестандартного

Есть у нас и нестандартные случаи применения. Один из нетривиальных проектов был выполнен совместно с компанией CloudKassir. В июле 2017 года вступил в силу закон, обязывающий интернет-магазины проводить расчеты через кассы и выдавать электронные чеки. Налоговая в реальном времени видит выручку бизнеса, а покупатель всегда имеет на руках документ, подтверждающий сделку.

В основе всего этого лежат кассовые аппараты, подключенные к интернету. Продавец может разместить такую кассу у себя, обеспечить питание, доступ к глобальной сети и так далее. Но также может воспользоваться услугой специализированных компаний, предоставляющих кассы из облака в аренду. В построении одного из таких сервисов мы и принимали участие. Стоит отметить, что решение строилось в момент острого дефицита кассовой техники, чем и были обусловлены некоторые из принятых технических решений.

В основу сети легли коммутаторы TP-Link T1600G-52PS, устанавливаемые в стойку. Данная модель не только выполняет коммутацию трафика, но также обеспечивает кассы питанием. К сожалению, использованные модели касс не поддерживали технологию Power over Ethernet (да и вообще не предназначались для монтажа в стойку), поэтому пришлось дополнить структуру PoE-сплиттерами, расположенными вместе с онлайн-кассами на специализированных выдвижных полках, смонтированных в стандартную телекоммуникационную стойку.

Примененное решение позволило получить выигрыш в использованном пространстве внутри стойки (за счет отсутствия традиционных блоков питания), а также обеспечить большую гибкость в управлении энергосистемой. Компактность решения в дальнейшем позволит сэкономить на аренде стоек и в целом повысить эффективность функционирования IT-системы заказчика.

Нестандартность решения в данном случае состоит в том, что PoE применяется внутри серверных комнат дата-центра, где обычно нет недостатка в электропитании, а плотность установки оборудования достаточно высока.

В сухом остатке

Как мы видим, оборудование с PoE достаточно часто используется для организации масштабных систем видеонаблюдения и для обеспечения беспроводного доступа в сеть на больших территориях. И тут все логично, но есть один момент: по нашей практике выбор оборудования того или иного производителя в российских проектах зачастую определяется степенью вовлеченности вендора в сам проект. И речь здесь идет не только или не столько о гарантии или поддержке (на некоторые модели у нас есть ограниченная пожизненная гарантия, в ряде случаев мы можем предложить бесплатную опережающую замену), сколько о гибкости подхода производителя к проектам, использующим его оборудование.

Так, например, в ряде проектов основную роль при выборе оборудования сыграла кастомизация прошивки устройств. Также не остаётся незамеченной возможность бесплатного предварительного тестирования оборудования. Ну а полноценное радиочастотное обследование и планирование, произведенное на этапе проработки проектов, обеспечило выбор и нашего беспроводного оборудования в ВУЗах. Другими словами, мы старались.

В заключение нам хотелось бы помочь вам разобраться в модельном ряде наших коммутаторов и предоставить пояснения по нумерации моделей. Для примера рассмотрим коммутатор T2600G-28MPS.

Цифра после T указывает на уровень управления: 1 — Smart, 2 — управляемый коммутатор L2/L2+, 3 — коммутатор с функциями третьего уровня.

Для управляемых коммутаторов вторая цифра в названии модели означает базовый набор функций прошивки и аппаратную платформу: 5 — стандартные L2-функции, 6 — поддержка статической маршрутизации, 7 — наличие интерфейсов 10 Gigabit Ethernet или поддержка физического стекирования.

Буква после цифр указывает на основные скорости портов: G — Gigabit Ethernet, X — 10 Gigabit Ethernet, отсутствие обозначения указывает, что интерфейсы коммутатора поддерживают Fast Ethernet.

Общее количество портов закодировано во второй группе цифр.

Последний набор букв используется для указания на тип интерфейсов и прочие аппаратные характеристики: T — UTP-порты, P — коммутатор с поддержкой PoE, MP — коммутатор с увеличенным энергетическим бюджетом, S — независимые порты SFP Uplink и так далее.

Из сказанного выше получается, что модель T2600G-28MPS — управляемый L2/L2+ коммутатор TP-Link с поддержкой статической маршрутизации и увеличенным энергетическим бюджетом, обладающий 28-ю портами, работающими на скорости 1 Гбит/с, а также имеющий независимые Uplink-интерфейсы, предназначенные для установки SFP.

Сравнительный обзор всех моделей всегда доступен здесь

Источник

Питание по витой паре: главное о технологии Power over Ethernet

Технология PoE помогает сэкономить на проводах, подводимых к сетевому устройству, и на количестве источников питания. Работает она просто — одна и та же витая пара используется как для передачи данных, так и для энергоснабжения подключенного устройства. Впрочем, это лишь верхушка айсберга, так что давайте копнем глубже.

Технология создавалась для IP-телефонии, систем видеонаблюдения и прочего оборудования, расположенного, к примеру, в труднодоступных местах или в зоне дефицита свободных розеток.

Что это такое и какое оборудование поддерживает технологию?

В развернутом виде аббревиатура PoE выглядит как Power over Ethernet, что в дословном переводе означает «питание по сети Ethernet». Технология создана с прицелом на передачу удаленному устройству электрической энергии вкупе с данными через обычную витую пару.

На роль источников питания в таких сетях могут быть назначены коммутаторы, роутеры и другое активное сетевое оборудование. Принимающая сторона питания PoE — точки доступа, камеры видеонаблюдения, IP-телефоны, всевозможные охранные и служебные датчики. Также существуют промежуточные звенья цепочки, позволяющие связать активное оборудование PoE с устройствами, не поддерживающими технологию. Об этом ниже.

Существует три стандарта технологии PoE.

В сетях с пропускной способностью до 100 Мбит/с данные передаются только по двум парам Ethernet-кабеля. Соответственно, две оставшиеся пары остаются свободными. По ним то и налажена подача удаленного питания в простейшей схеме PoE. На деле же это не единственный вариант распиновки провода — она зависит еще и от стандарта технологии питания по сети.

Стандарты PoE

Всего существует три стандарта PoE:

Для первого стандарта IEEE 802.3af предусматривается распиновка типа А и типа В:

Во втором стандарте IEEE 802.3at (PoE+) применяется только схема В. Наглядные отличия между стандартами PoE можно лицезреть в табличке:

Разница в поколениях стандартов технологии PoE

Характеристики	PoE	PoE+	PoE++
Напряжение постоянного тока на питаемом устройстве (В)	36-57	42.5-57	41.1-57
Напряжение, выдаваемое источником (В)	44-57	50-57	52-57
Максимальная мощность PoE-источника (Вт)	15,4	30	90
Максимальная мощность, получаемая потребителем (Вт)	12.95	25.5	71.3
Максимальный ток (мА)	350	600	960
Максимальное сопротивление кабеля (Ом)	20 (для cat.3)	12.5 (для cat.5)	12.5 (для cat.5)
Классы питания	0-3	0-4	0-8

В довесок каждому питаемому устройству присваивается определенный класс от 0 до 4 в зависимости от уровня потребляемой мощности. Это необходимо для дальнейшего управления мощностью.

Распределение питаемых устройств по классам

Класс	Вт на порт PoE	Вт на устройство
0	15.4	от 0.44 до 12.95
1	4.5	от 0.44 до 3.84
2	7	от 3.84 до 6.49
3	15.4	от 6.49 до 12.95
4	30	от 12.95 до 25,5

Сетевое устройство подает питание потребителям только в том случае, если подключенное оборудование поддерживает технологию PoE. На первом этапе производится проверка питаемого устройства, в ходе чего на него подается напряжение от 2.8 до 10 B и определяется входное сопротивление. Если параметры соответствуют требуемым, питающее оборудование переходит к определению вышеупомянутых классов. После прохождения этапов определения и классификации питающее устройство подает в кабель напряжение 48 В с фронтом нарастания не быстрее 400 мс.

Источник