Как проверить poe коммутатор

Обновлено: 28.04.2024

Для любого сетевого администратора, занимающегося прокладкой и обслуживанием сетей Ethernet, проверка и диагностика кабельных систем всегда представляла серьезную проблему. Если в «обычных» сетях вопрос решается применением повсеместно распространенных Ethernet-тестеров, то в сетях с подачей питания к устройствам по технологии PoE всё не так просто. Проблемы, которые могут возникнуть:

  • Имеется ли на данном кабеле PoE-питание. Если да, какого оно типа (Passive PoE или 802.3 af/at), какой обеспечивается вольтаж, какие пары используются для подачи питания? Неверный тип питания может привести либо к неработоспособности подключенного оборудования либо даже к его повреждению.
  • Насколько PoE-коммутатор или блок питания способен обеспечить передачу на текущей длине кабеля? Достаточно ли будет мощности для нормальной работы оборудования? В практике использования PoE-устройств нередки случаи, когда при изменении режима работы устройство может зависать или уходить в перезагрузку (например, при включении подсветки в мощных камерах видеонаблюдения или при максимальной скорости передачи для точек доступа Wi-Fi).

Для проверки работоспособности и диагностики PoE питания существуют несколько удобных инструментов. В данном обзоре будут рассмотрены три устройства производства компании PoE World/Maxlink, доступных к заказу в нашем магазине.

2. Проверка работы PoE-детектора.

Для проверки работы PoE-детектора использовались три блока питания:

Как и следовало ожидать, детектор четко показал наличие и тип питания соответствующим индикатором. В работе нашей службы технической поддержки такое устройство используется уже давно (детектор еще бета-версии в корпусе, напечатанном на 3D-принтере) и зарекомендовало себя как крайне полезный инструмент.


Рисунок 10. PoE-Detector – проверка блока питания 24 В.


Рисунок 11. PoE-Detector – проверка блока питания 48 В.


Рисунок 12. PoE-Detector – проверка блока питания 802.3af.

Какие требования к кабелю?

Для подключения при питании через PoE используется витая пара не ниже cat.5e.

Важно. Проводники должны быть медными, а не омедненными, толщиной не менее 0,51 мм (24 AWG). Сопротивление в проводниках не должно превышать 9,38Ом/100 м.

Обычно на практике рекомендуют не использовать кабели длиной более 75м, хотя стандарты 802.3af и 802.3at говорят о поддержке 100м. В случае с Passive PoE практические рекомендации носят ещё более пессимистичный характер — реальная длина кабеля для нормальной работы не должна превышать 60м.

Однако специальные коммутаторы, например, управляемые GS1350 Extended Range Essentials могут поддерживать устройства на расстоянии 250м при скорости 10Mb/s.


Рисунок 3. Иллюстрация работы Extended Range.

1. Комплектация и возможности устройств.

Первое из устройств представляет собой PoE-детектор. Компактное (размер брелока для ключей), недорогое и предельно простое решение, показывающее наличие и тип PoE-питания на кабеле Ethernet. Детектор имеет один разъем RJ-45. В комплекте поставки ничего кроме самого детектора. Инструкция напечатана прямо на корпусе. Тип питания и вольтаж отображаются световыми индикаторами разного цвета. Имеются индикаторы для режимов A и B.


Рисунок 1. PoE-детектор.

Второе устройство – PoE-тестер/детектор обладает намного более широкими возможностями. Оно способно не только определять наличие и тип питания, но и при «проходящем» подключении PoE-устройства типа точки доступа или видеокамеры показывать реальное энергопотребление. Также тестер может использоваться для проверки стандартных блоков питания с разъемом 2,1/5,5 мм и проверки энергопотребления устройств, использующих такие блоки. В комплект поставки входят сам тестер, шнур питания с штекерами 2,1/5,5 мм и руководство пользователя. Тестер оснащен двумя светодиодными индикаторами (для режимов А и B). Напряжение, сила тока и потребляемая мощность отображаются в режиме бегущей строки. Тестер оснащен двумя входящими Ethernet-портами 1 Гбит (для режимов А и B), входящим разъемом 2,1/5,5 мм, выходящими портом RJ-45 и 2,1/5,5 мм. Имеется переключатель режимов Passive PoE и 802.3 af/at.


Рисунок 2. PoE-тестер. Упаковка.


Рисунок 3. PoE Tester. Комплектация.



Рисунок 5. PoE-тестер. Выходные порты.

Третье устройство – PoE-Тестер/Детектор Gen2 представляет собой улучшенную версию предыдущего тестера и оснащен более информативным ЖК-дисплеем. В остальном тестер имеет те же возможности, что и предыдущее устройство. В комплект поставки входят сам тестер, шнур питания с штекерами 2,1/5,5 мм и руководство пользователя. Экран в верхней части показывает режим PoE (A или B), тип питания. Напряжение, сила тока и потребляемая мощность отображаются ниже в режиме бегущей строки. Тестер оснащен входящим Ethernet-портом 1 Гбит, входящим разъемом 2,1/5,5 мм, выходящими портами RJ-45 и 2,1/5,5 мм. Имеется переключатель режимов Passive Poe и 802.3 af/at.


Рисунок 6. PoE-Тестер Gen2. Упаковка.


Рисунок 7. PoE-Тестер Gen2. Комплектация.



Рисунок 9. PoE-тестер Gen2. Выходные порты.

3. Проверка работы PoE-тестеров.

Для проверки работы PoE-тестеров использовались те же блоки питания и стандартный блок питания MikroTik 24 В с штекером 2,1/5,5 мм. В качестве устройств-потребителей PoE-питания использовались:

  • для питания Passive PoE 24 В – камера Ubiquiti AirCam Mini и роутер MikroTik mAP-2n.
  • для питания Passive PoE 48 В и 802.3af – точка доступа Ubiquiti UniFi UAP-AC-Pro.
  • для блока питания 24 В с штекером 2,1/5,5 мм - роутер MikroTik mAP-2n.

3.1 Питание Passive PoE 24 В.

Оба тестера отлично справились с заданием. Использование PoE-Тестер/Детектор Gen2 было более удобным за счет информативного экрана с большим количеством отображаемой информации. Кроме того, один входной порт вывод режимов PoE на экран делает более удобным проверку PoE при наличии питания типов A и B.


Рисунок 13. PoE Tester, питание Passive PoE 24 вольта, без нагрузки, напряжение.


Рисунок 14. PoE Tester, питание Passive PoE 24 вольта, без нагрузки, сила тока.


Рисунок 15. PoE Tester, питание Passive PoE 24 вольта, mAP-2n, напряжение.


Рисунок 16. PoE Tester, питание Passive PoE 24 вольта, mAP-2n, сила тока.


Рисунок 17. PoE Tester, питание Passive PoE 24 вольта, mAP-2n, потребляемая мощность, Вт.


Рисунок 18. PoE Tester, питание Passive PoE 24 вольта, Aircam, напряжение.


Рисунок 19. PoE Tester, питание Passive PoE 24 вольта, Aircam, сила тока.


Рисунок 20. PoE Tester, питание Passive PoE 24 вольта, Aircam, потребляемая мощность, Вт.


Рисунок 21. PoE Tester gen2, питание Passive PoE 24 вольта, без нагрузки.


Рисунок 22. PoE Tester gen2, питание Passive PoE 24 вольта, mAP-2n, напряжение, сила тока.


Рисунок 23. PoE Tester gen2, питание Passive PoE 24 вольта, mAP-2n, сила тока, потребляемая мощность, Вт.


Рисунок 24. PoE Tester gen2, питание Passive PoE 24 вольта, Aircam, напряжение, сила тока.


Рисунок 25. PoE Tester gen2, питание Passive PoE 24 вольта, Aircam, сила тока, потребляемая мощность, Вт.

3.2 Питание Passive PoE 48 В.

Также, как и в предыдущем случае, оба тестера отлично справились с работой. Преимущество опять же за PoE-Тестер/Детектор Gen2 из-за более информативного экрана.


Рисунок 26. PoE Tester, питание Passive PoE 48 вольт, без нагрузки.


Рисунок 27. PoE Tester, питание Passive PoE 48 вольт, UAP-AC-Pro, напряжение.


Рисунок 28. PoE Tester, питание Passive PoE 48 вольт, UAP-AC-Pro, сила тока.


Рисунок 29. PoE Tester, питание Passive PoE 48 вольт, UAP-AC-Pro, потребляемая мощность, Вт.


Рисунок 30. PoE Tester gen2, питание Passive PoE 48 вольт, без нагрузки.


Рисунок 31. PoE Tester gen2, питание Passive PoE 48 вольт, UAP-AC-Pro, напряжение, сила тока.


Рисунок 32. PoE Tester gen2, питание Passive PoE 48 вольт, UAP-AC-Pro, сила тока, потребляемая мощность, Вт.

3.3 Питание 802.3af.

При проверке питания стандарта 802.3 af PoE-Tester к сожалению не обеспечил показа результатов, хотя питание на подключенную точку доступа поступало и точка работала. Также тестер не показал результата при прямом подключении к PoE-коммутатору Ubiquiti Edge Switch. Единственным режимом 802.3 af, который привел к отображению результатов теста, стало включение на тестере режима симуляции потребителя PoE при подключении к коммутатору. Тот же режим на блоке питания не привел к показу данных.

В то же время PoE Tester gen2 корректно показал тип PoE, потребляемый ток и мощность как на блоке питания, так и на коммутаторе.


Рисунок 33. PoE Tester, питание 802.3 af, Edge Switch PoE, режим симуляции, напряжение.


Рисунок 34. PoE Tester, питание 802.3 af, Edge Switch PoE, режим симуляции, сила тока.


Рисунок 35. PoE Tester, питание 802.3 af, Edge Switch PoE, режим симуляции, отребляемая мощность, Вт.


Рисунок 36. PoE Tester gen2, питание 802.3 af, UAP-AC-Pro, напряжение, сила тока.


Рисунок 37. PoE Tester gen2, питание 802.3 af, UAP-AC-Pro, сила тока, потребляемая мощность, Вт.

3.4 Блок питания 24 вольта с штекером 2,1/5,5 мм.

Проверка работы тестеров со стандартным блоком питания 24 В 2,1/5,5 мм показала хорошие результаты для обоих устройств. Для PoE-Tester результаты проверки блоков питания отображаются в верхнем дисплее. Наличие в комплекте кабеля с двумя штекерами позволяет без проблем проверять не только работоспособность блока питания, но и показывать фактическое энергопотребление подключенных устройств.


Рисунок 38. PoE Tester, питание питание 24 вольта 2,1/5,5 мм, mAP-2n, напряжение.


Рисунок 39. PoE Tester, питание питание 24 вольта 2,1/5,5 мм, mAP-2n, сила тока.


Рисунок 40. PoE Tester, питание питание 24 вольта 2,1/5,5 мм, mAP-2n, потребляемая мощность, Вт.


Рисунок 41. PoE Tester gen2, питание 24 вольта 2,1/5,5 мм, mAP-2n, напряжение, сила тока.


Рисунок 42. PoE Tester gen2, питание 24 вольта 2,1/5,5 мм, mAP-2n, сила тока, потребляемая мощность, Вт.

Проверка PoE

Существует много точек, в которых при подаче электропитания PoE могут возникать неисправности. Это и порты коммутаторов и PoE инжекторов, а также в самой Ethernet сети. Тем более что многие кабельные инфраструктуры существовали еще до развертывания технологии PoE или при использовании только маломощного стандарта 802.3af. Благодаря использованию двух дополнительных пар и увеличению тока до 960 мА на пару доступная для устройств PD электрическая мощность увеличилась по сравнению со стандартом 802.3af в пять раз. А это говорит об использовании кабельной инфраструктуры так, как никогда раньше.

Проверка и тестирование PoE

Горизонтальная кабельная проводка

Powered Device (PD)

Питаемое устройство (PD)

Коммутатор (источник PSE)

Изображенная выше система подачи электропитания PoE имеет много точек, в которых могут возникать неисправности.

  • Правильно ли настроен коммутатор (или PoE инжектор) для подачи запрошенной электрической мощности на правильные порты. Если коммутатор настроен правильно, нет ли у него каких-либо ограничений по электрической мощности?
  • Обычно между источником PSE и устройством PD имеется два патч-кабеля. Имеют ли кабели правильную категорию, размер и состав?
  • Имеют ли разъемы RJ-45 100-процентное соединение на всех 8 контактах?
  • Имеет ли горизонтальная кабельная проводка надлежащую категорию, размер, материал проводника и экран? Правильно ли подключены пары кабелей на задней стороне патч-панели и на настенной розетке? Высокая температура, например, при плотной прокладке кабелей или в подвесном потолке с осветительными приборами, может приводить к снижению тока в кабеле.
  • Совместимо ли устройство PD с источником PSE? Помимо согласования класса оборудования существует еще два разных протокола (LLDP и CDP), которые можно использовать для согласования дополнительной мощности.

Наилучшим способом гарантировать всю необходимую электрическую мощность на существующих и будущих устройствах PD является функциональная проверка возможности получения на устройстве PD максимальной запрошенной мощности.

А если наоборот? Необходимо подключить PD (клиентское устройство с PoE) к обычному сетевому оборудованию?

Для питания клиентских устройств с PoE, можно использовать PoE инжектор, который и предназначен для подачи в сетевой кабель дополнительного электропитания.

PoE инжектор имеет на входе разъём RJ45 и разъем для подключения к источнику питания. На выходе у него единственный разъем RJ45 с PoE.

PoE инжектор принимает стандартный сетевой сигнал и приводит «инъекцию» электропитания в линию для сетевого подключения, что позволяет подключить на выходе устройство c PoE.


Рисунок 2. Zyxel PoE инжектор PoE12-HP

Выводы

Технология PoE

Технология PoE позволяет экономить средства, когда необходимо развертывать разнообразные сетевые устройства в самых разных местах. Особенно, когда организовать локальный источник электропитания для устройства дорого и неудобно. С принятием стандарта 802.3bt (4PPoE), который задает доступную на устройстве PD мощность до 71 Вт, прогнозируется рост числа и разнообразия устройств PoE, включая цифровые системы освещения, автоматизацию зданий и вывески.

Для обеспечения надежности и совместимости системы особое внимание необходимо уделить ее проектированию, выбору оборудования (PSE и PD), а также целостности и совместимости новой и существующей кабельной инфраструктуры. Проведение необходимых испытаний и использование системы документирования дают неоспоримые преимущества на этапах развертывания и обслуживания системы. Выбор правильного инструмента для установщиков и обслуживающего персонала, а также разработка и выполнение процедуры проверки и документирования параметров системы PoE увеличит ваши шансы на успех.

Стандарты и совместимость PoE

С течением времени стандарты PoE эволюционировали, обеспечивая подачу все более высокой мощности для удовлетворения требований новых приложений. Это привело к появлению сложного многообразия продуктов PoE, как основывающихся на стандартах, так и являющихся достандартными реализациями. Эти многочисленные реализации различаются функционально, предлагаемыми уровнями напряжения, уровнями мощности, управлением подачей питания и классификацией. Из-за большого разнообразия представленного на рынке оборудования PSE и PD бремя выбора правильного оборудования и проверки совместимости ложится на потребителя. Требующие более высокой электрической мощности устройства PD, например, камеры PTZ с подогревом для систем уличного видеонаблюдения, отличаются тем, что имеют изменяющиеся требования к электропитанию, например, для режимов ожидания и активного состояния. Успешное развертывание систем PoE требует от установщика понимания этого многообразия и учета максимальной мощности, необходимой устройствам PD.

Ниже расписаны четыре типа PoE, заданные стандартом IEEE. Новый стандарт IEEE 802.3bt обеспечивает наивысший уровень максимальной мощности, подходящий для электропитания киосков и освещения. Существуют также нестандартные реализации PoE, такие как подача питания 12 или 24 В постоянного тока для камер видеонаблюдения и точек доступа конкретного производителя.

Характеристика / Стандарт (тип PoE)

IEEE 802.3af (тип 1) PoE

IEEE 802.3at / PoE+ (тип 2)

UPOE / 802.3bt (тип 3) PoE++

802.3bt (тип 4) PoE++

Выходная мощность PSE [Вт]

Мощность на устройстве PD [Вт]

Выходное напряжение на PSE [В]

Напряжение на устройстве PD [В]

Максимальный ток в паре [мА]

PoE на расстоянии 200+ метров. Мониторинг и автоматический перезапуск PoE клиентов

В моей практике запитать устройство и получить с него картинку на значительном удалении от свитча оказалось не самой простой задачей. Особенно когда от одной железки отходят сети к нескольким камерам на разном удалении.

Любое маломальски сложное устройство периодически виснет. Что-то реже, а что-то чаще, и это догма. Чаще всего это решается… верно… вот этим:


И если с другой стороны трубки не окажется нужных рук, придется отрывать свою пятую точку от стула и идти/ехать/лететь к устройству.

Особо неприятно, если этот девайс где-нибудь под крышей или на столбе… или в удаленном офисе.

Экономия — главный бич удаленного администрирования. Иногда насяльника-ма находит на алиэкспрессе камеру/свитч/роутер и объяснить почему эта железка стоит 700 рублей, а так которую предлагаешь больше 5к бывает непосильной задачей. Особенно, если это устройство уже в наличии и к тебе обращаются по принципу «а чего это оно у нас не работает?». Клиент всегда прав, особенно когда звонит, как можно реже. А это значит то, что это самое китайское г***о плохое устройство должно обладать некой самостоятельностью и желательно «пинаться» автоматически еще до того, как клиент это заметит.

Ситуацию готовы спасти управляемые PoE коммутаторы, благо на рынке они представлены в огромном количестве.

И тут проблема номер Раз: кем или вернее, чем осуществлять мониторинг, чтобы в случае «залипания» устройства push`ить команду сброса питания на порту PoE-свитча. Поднимание и настраивание сервера – это дополнительные телодвижения и железо.

Допустим, у меня на объекте: всего 15 видеокамер, видеорегистратор и… всё. При этом 7 находятся на расстоянии менее 100 м, еще 5 до 150, и еще 3 на расстоянии в 200 м. Надо упростить инфраструктуру так, чтобы на этот объект приезжать только с профилактикой.

Решение достаточно простое – наличие PoE свитча, который умеет мониторить камеры и сбрасывать питание на порту, а также «дотягивается» по кабелю на расстояние 200+ метров «без единого разрыва».

Zyxel

При изучении представителей конкурирующих вендоров наткнулся на Хабре. Свитч от Zyxel серии GS1350. Стоит ощутимо дороже Микротика, но при этом мною проблем у Zyxel со «слабыми» блоками питания замечено не было.

Зуксель позиционирует свитчи GS1350 как, созданные специально для систем видеонаблюдения. Коммутаторы определяют, что камера «залипла» и перезагружают ее по питанию.

Метод определения зависания

До того, как я начал знакомиться с этим устройством, я представлял себе, что свитч анализирует тип трафика и как только видеопоток заканчивается — свитч сбрасывает питание…
Но все оказалось намного проще.

image

«Auto PD Recovery» может работать в двух режимах:

  1. LLDP, то есть устройство само предоставляет информацию о себе, если, конечно, устройство поддерживает. LLDP ответ пришел — значит железка «жива». Если ответа нет – принудительно «режем» питание и ждем отклика.
  2. Ping. Куда проще? Пингуем — Нет ответа — Ребутаем!

Только я не понял: в чём ТУТ специализация на видеокамерах?
Таким способом можно мониторить любое сетевое устройство. Даже то, которое не поддерживает PoE.

Заказываем с алиэкспресс такой гаджет и любое сетевое устройство у нас превращается в РoЕ.



В случае зависания гаджета, коммутатор сбросит питание на порту и в логах мы увидим примерно это:

Максимальная длина кабеля.

Применение в этих коммутаторах режима Extended range позволяет увеличить максимальное расстояние до запитываемых устройство до 250 метров.

Мы привыкли к любому рекламному проспекту относиться скептически.

Я обжал два конца новой бухты (305 метров) и воткнул один в камеру, а другой в свитч. Камера не взлетела… Вроде бы ожидаемо ^_^


Посидел, почесал тыкву – зашел в настройки, поставил галочку «Extended range», и… секунд десять молчания – барабанная дробь… камера заработала! На 305 МЕТРАХ!




Таким образом, свитч GS1350 серии дотянулся не на 250 заявленных, а аж на 305 метров!

Правда, возможно, чит кроется еще и в качестве кабеля:
Rexant FTP Cat.6 и обошёлся почти 12к рублей



Если требуется бОльшая длина, можно состыковать несколько отрезков кабеля через какой-нибудь повторитель. Так же на конце можно подключить ещё одни poe свитч для подключения нескольких устройств.

Например, через UPVEL UP-215SGE (На сколько надёжный — не проверял. Просто попался в руки.) Он сам питается по PoE и запитывает устройства по PoE.


Но это отдельная тема под конкретные условия так, как требует проектирования с учетом всех факторов.

При включении опции «Extended range» порт автоматически установит протокол 802.3at и задаёт бюджет мощности в 33W.

Но стоит расставить приоритеты на случай, когда все потребители начнут активно кушать… Порты с низким приоритетом, в случае дефицита мощности на свитче, получат запрашиваемые мощности в последнюю очередь.

Грозозащита


Второй вопрос при расположении девайсов на свежем воздухе — защита от перепадов напряжения.

Значение ESD/Surge Protection:
ESD – 15 кВ / 8 кВ (Air/Contact);
Surge – 4 кВ (Ethernet Port).

Примечание. ESD – защита от электростатического напряжения, Surge –
защита от перенапряжения. Если возникнет статический разряд в воздухе до 15
киловольт, или 8 кВ электростатики при близком контакте, или временный скачок
напряжения до 4 киловольт — коммутатор имеет хорошие шансы пережить подобные
неприятности.

Ну и на корпусе есть куда прицепить заземление.
Надеюсь, мне этого проверять не придётся ^_^

Continuous PoE

Подаёт питание даже если устройство не отвечает. По умолчанию эта опция включена. Не забывайте проверить эту опцию перед обновлением прошивок на камерах. Иначе может быть неприятно…


Cisco like CLI

Для любителей консолей, а так же для автоматизации настройки, можно воспользоваться привычной CLI в стиле Cisco.


Если Вы не используете, например, telnet/snmp и другие протоколы, то рекомендую их выключить для повышения безопасности устройства.

Не без ложки дёгтя.

На коммутаторе есть пункт меню «Cloud Management»


Но при попытке заригистрироваться получаем это


На данный момент поддержка данных устройств на Nebula пока не включена. Производитель обещает их добавить в 2020 году. При этом обновлять прошивку свитча не надо будет!

Заключение

Zyxel GS1350 пока единственный коммутатор, который удовлетворил мои запросы:

  • управляемый со стандартным набором функционала
  • длина кабеля 200+ метров без стыков
  • мониторинг и перезагрузка PoE потребителей
  • простота и гибкость конфигурирования.

Желающих обсудить статью приглашаю в Telegram на мною созданные чаты:

1. @zyxelru — Тематический чат по Zyxel
2. @router_os — Тематический чат по Mikrotik

4. Выводы.

Вопросы развертывания PoE

Вопросы развертывания PoE

Общее преимущество технологии PoE заключается в упрощении развертывания подключаемых к сети устройств. При развертывании системы PoE необходимо учитывать принцип доставки, типы/классы и управление электропитанием.

Доставка электроэнергии

Для подачи электропитания постоянного тока на поддерживающие технологию PoE устройства используются две или четыре витые пары стандартного кабеля Ethernet. Питание PoE подается по проводникам передачи данных путем приложения к каждой паре синфазного напряжения. Поскольку в витой паре Ethernet для передачи данных используется дифференциальная сигнализация, это не помешает передаче данных, пока соблюдаются следующие правила:

  1. Электропитание PoE подается по витой паре кабеля через разъем RJ45 в соответствии со схемой разводки проводов, определенной в стандарте IEEE 802.3 Ethernet.
  2. Напряжения на двух проводниках в паре имеют одинаковый уровень и полярность.
  3. На электропитание PoE распространяются те же ограничения по расстоянию, что и для стандартного кабельного канала: 100 метров или 328 футов.

Если для подачи электропитания PoE используются только две из четырех пар, и это пары 1-2 и 3-6, в стандарте IEEE такая схема называется Alternative А. Поскольку для 10BASE-T или 100BASE-TX необходимы только две из четырех пар, электропитание может передаваться по неиспользуемым проводникам кабеля, например, 4-5 и 7-8. В стандартах IEEE это называется Alternative B. Технологию PoE также можно использовать со стандартами Ethernet 1000BASE-T и 10GBase-T, когда для передачи данных используются все четыре пары. Позволяющие передавать более высокую электрическую мощность 4-парные системы PoE используют все четыре пары кабеля, как для электропитания, так и для передачи данных. В следующей таблице подробно показано, как электропитание подается по парам. Пары, по которым будет передаваться электрическая мощность, определяет источник PSE.

Подробная информация об организации подачи электропитания:

Контакт на коммутаторе

TIA/EIA-568 Разводка T568B

TIA/EIA-568 Разводка T568A

1000 (1 гигабит) Режим B

1000 (1 гигабит) Режим A

1000 (1 гигабит) UPOE / 802.3bt

Заманчиво передвинуть границу расстояния за пределы 100 метров, указанных в стандарте IEEE, когда единственной альтернативой является добавление питания переменного тока на устройстве PD или промежуточном коммутаторе / инжекторе. Хотя это и не рекомендуется, сетевой тестер позволяет проверить канал передачи данных, и в этих обстоятельствах все еще доступна максимальная мощность.

Типы и классы PoE

Типы и классы PoE

Стандарты PoE изменялись со временем для удовлетворения растущих потребностей питаемых устройств (PD) в электропитании. Созданный в 2003 году оригинальный стандарт IEEE 802.3af обеспечивает подачу электропитания постоянного тока мощностью до 13 Вт на каждое устройство. Обновленный в 2009 году стандарт IEEE 802.3at, также известный как PoE Plus (PoE+), обеспечивает электрическую мощность до 25,5 Вт. В собственной реализации UPOE компании Cisco для увеличения электрической мощности на устройстве PD до 51 Вт использовались все четыре пары кабеля. С принятием стандарта IEEE 802.3bt в настоящее время существует девять возможных классов мощности для четырех классов источников PSE. Для распознавания требований и возможностей электропитания между источниками PSE и устройствами PD используются различные схемы установления связи и согласования. В следующей таблице показаны тип PoE, мощность, пары и управляющий стандарт для каждого класса мощности.

Разделение уровней мощности по классу и типу:

Мощность на источнике (PSE)

Мощность на устройстве (PD)

Управление электропитанием

Видео обзор тестирования POE при помощи различных измерительных приборов

Стандарты PoE

Для новичков может возникнуть некоторая путаница. Существует 3 поколения
стандарта:

Первое поколение PoE (стандарт IEEE 802.3af) обеспечивает питание до 15,4 Вт постоянного тока для каждого подключенного устройства.

Второе поколение стандарт IEEE 802.3at, также называемое PoE+ может выдавать мощность до 30 Вт для каждого устройства. Данный стандарт используется для питания более «прожорливых» потребителей, например, камер видеонаблюдения Pan-Tilt-Zoom (PTZ) и беспроводных точек доступа 11n.

Для простоты восприятия основные отличия сведены в таблицу:

Параметры PoE PoE+
Напряжения постоянного тока на питаемом устройстве от 36 до 57 V (номинальное 48V) от 42,5 до 57 V
Напряжение, выдаваемого источником от 44 до 57 V от 50 до 57 V
Максимальная мощность PoE источника 15,4 Вт 30 Вт
Максимальная мощность, получаемая PoE потребителем 12,95 Вт 25,50 Вт
Максимальный ток 350 mA 600 mA
Максимальное сопротивление кабеля 20 Ом (для cat.3) 12,5 Ом (для cat.5)
Классы питания 0-3 0-4

Третье поколение описано стандартом IEEE 802.3bt.

Устройства, третьего поколения PoE позволяют обеспечить электропитание мощностью до 51 Вт по одному кабелю.

Примечание. Для питания устройств с использованием технологий стандарта IEEE 802.3bt. задействованы все восемь проводников кабеля современной витой пары (кат. 5 и выше), в то время как для первых двух поколений можно обойтись только четырьмя.

Если говорить о совместимости, то устройства PoE обратно совместимы — более мощное питающее устройство стандарта 802.3bt может использоваться для более старых потребителей PoE и PoE+ (802.3af, и 802.3at).

Mikrotik


При наличии двух сертификатов (MTCNA и MTCRE) мой взор в первую очередь пал на Mikrotik. Выбор у данного производителя моделей с индексом P небольшой, например, вот эта.

ИМХО, слишком малый набор настроек. Что будет, если камера задумалась и пропустила пару пингов? — в ребут!

А если камера просто сдохла? Микротик будет каждую минуту её отрубать.

В моей практике было большое количество брака у CCR по блоку питания. А какой смысл в PoE коммутаторе, если он имеет высокий риск сдохнуть по питанию через полгода.

К тому же я не нашёл информации, что Микротик умеет работать с проводами длиной хотя бы 150+ метров…

Какие минусы у PoE?

Более высокая стоимость устройств

Действительно, стоит дороже. Особенно если брать более или менее проверенное оборудование, а не полагаться на «авось», покупая «недорогие NoName решения».

С другой стороны, принцип «подороже — значит получше» работает не всегда. Поэтому охотиться за дорогим брендом имеет смысл, только если существуют дополнительные требования (есть список «разрешенного оборудования»).

Но даже при высокой цене на оборудование с PoE, его цена может быть гораздо ниже, чем организация «с нуля» дополнительной разветвлённой кабельной системы для электропитания удалённых устройств.

Падение мощности

При передаче низковольтного сигнала по тоненьким проволочкам КПД, скажем так, будет не очень. Чем дальше от питающего устройства, тем меньше электрической мощности останется для питания потребителей. Остальное тратится на сопротивление и нагрев проводов. С местным питанием (не PoE) дело обстоит проще. Сунул блок питания в розетку «и пошла энергия, пошла…»

Требования к квалификации персонала

Скажем так, хотя применение PoE не требует великих знаний, кое-какие детали
освоить нужно. Информацию по данному вопросу найти можно без особого труда, хотя, если человек ни разу не работал с данной технологией, он столкнется с некоторой разрозненностью и фрагментацией учебного материала.

Полезные ссылки

Специальные управляемые коммутаторы серии GS1350 и неуправляемые GS1300 на сайте Zyxel

Стандарты питания от PoE до PoE++, внедрение и методы проверки

Стандарты питания от PoE до PoE++ (4PPoE, IEEE 802.3bt)

Power over Ethernet (PoE) представляет собой технологию, обеспечивающую подачу электрической энергии вместе с данными по сетевой инфраструктуре Ethernet. Впервые технология PoE была разработана для упрощения развертывания телефонов VoIP и исключения необходимости в дополнительном источнике электропитания на самом телефоне. С тех пор данная технология играет важную роль в увеличении числа подключенных к сети устройств, особенно в тех случаях, когда в месте установки таких устройств сложно или дорого установить дополнительные электрические розетки. Технология PoE обеспечивает расширение сетей Wi-Fi за счет использования активных точек доступа и систем IP-наблюдения за счет использования активных камер. С учетом прогнозируемого роста числа устройств IoT (Интернета вещей) в сочетании с недавно утвержденными в стандарте 802.3bt (4PPoE) более высокими уровнями мощности правильность функционирования систем PoE становится критически важной.

Когда передачу данных и подачу электропитания обеспечивает единая кабельная инфраструктура, без хорошего проектирования и правильных методов проверки многое может пойти не так. Обязательными условиями для беспрепятственного развертывания являются глубокие знания спецификаций электропитания и передачи данных для развертываемых устройств, а также понимание характеристик существующей или новой кабельной инфраструктуры, которая будет использоваться для соединения устройств и источников электропитания.

В этой статье описывается технология PoE, включая недавно принятую спецификацию IEEE 802.3bt, также называемую PoE++ или 4PPoE (PoE по четырем парам). Здесь можно будет найти ответы на следующие вопросы:

  • Как работает технология PoE?
  • Каковы особенности развертывания систем PoE, особенно при увеличении потребности в электрической мощности?
  • Существуют ли стандартные проверенные методики для проверки и устранения неисправностей во время развертывания?

Терминология: End-span и Mid-Span

End-span — устройство обеспечивающее подачу электропитания от начала кабельной
линии.

Классический пример: коммутатор IP телефонии обеспечивает электропитание небольшой сети стационарных телефонов в пределах офиса.

Другой пример — система видеонаблюдения на небольшом складе, где видеокамеры получает электропитание от коммутатора через PoE

Обычно в таких системах не предусмотрено дополнительных устройств для усиления питающего сигнала.

Mid-span — когда питающее устройство, подключается не с начала кабельной линии, а дополнительно между коммутатором и конечным устройством. Например, питание видеокамеры через инжектор, который включается после коммутатора в промежуточном кроссовом шкафу.

Ещё немного терминологии:

  • PSE (Power Source Equipment) — питающее оборудование.
  • PD (Powered Device) — питаемое устройство.

Какие устройства поддерживаются?

В качестве питающих устройств могут выступать:

  • коммутаторы,
  • маршрутизаторы,
  • и другое сетевое оборудование.

В качестве клиентских устройств могут использоваться:

  • проводные телефоны,
  • видеокамеры,
  • точки доступа,
  • различные датчики и другое периферийное оборудование.

Существуют также устройства для интеграции с оборудованием, не поддерживающим
PoE.

Что такое защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)?

В любой протяженной электрической цепи существует угроза возникновения краткосрочных импульсов, вызванных накоплением заряда (увеличения разности потенциала — перенапряжения) с последующим разрядом. Ниже приводятся причины возникновения коротких импульсов перенапряжений.

  • Удар молнии поблизости от объекта, в том числе в молниеотвод вызывает электрический импульс и электромагнитное возмущение, что создает наведенную ЭДС в кабеле.
  • Накопление статического электричества, вызванное ионизацией воздуха и другими внешними явлениями, приводит к появлению импульсов статического напряжения, способных вывести из строя оборудование.
  • Перенапряжения вследствие коммутаций и переключений оборудования, например, коммутация патчкордов в кроссовой, включение дополнительных устройств питания, включение и отключение мощной нагрузки приводит к возникновению переходных процессов в электрических цепях с резкими скачками напряжения импульсного характера, что может привести к выходу из строя оборудования.

Примечание. Из-за ряда причин: удар молнии поблизости от объекта во время грозы, а также ионизации воздуха и накопления атмосферного электричества перед грозой такой вид защиты иногда называют «грозозащита». Не следует путать данный термин с термином «молниезащита» — то есть с защитой от непосредственного удара молнии.

Для предотвращения подобных угроз применяются устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Существует два варианта защиты (УЗИП): приобретение и установка внешних устройств и встраивание защиты в устройства с PoE.

Поиск неисправностей PoE с помощью Netscout LinkRunner G2

На приведенной ниже блок-схеме показаны основные этапы поиска неисправностей питания PoE с помощью сетевого тестера LinkRunner G2 (LR-G2).

Поиск неисправностей PoE с помощью Netscout LinkRunner G2

Configure tester to the desired PD power level

Настройте тестер на желаемый уровень мощности устройства PD

Received Class match Requested Class?

Принимаемый класс совпадает с запрошенным классом?

Is the power present under load?

Присутствует ли питание под нагрузкой?

Are you on the right port?

Вы выбрали правильный порт?

The switch and cabling is verified

Коммутатор/инжектор и кабельная проводка проверены

Retest at the switch to eliminate horizontal cabling

Повторите тестирование на коммутаторе, чтобы исключить горизонтальную кабельную проводку

Switch is not capable or not provisioned for the requested class

Коммутатор не способен соответствовать или не предназначен для требуемого класса

Re-patch to correct port

Подключитесь к правильному порту

Выполнение этих шагов позволит локализовать причину проблемы. Netscout LinkRunner G2 (LR-G2) настраивается на любой из девяти классов мощности для эмуляции любого устройства PD. Наличие тестера PoE, который включает в себя активные измерения сети, такие как скорость передачи / дуплексный режим, обнаружение портов, VLAN, помогает убедиться с оконечной точки кабеля в том, что вы находитесь на правильном порту коммутатора.

Во время согласования мощности тестер отобразит запрошенный класс, полученный класс и тип PSE. После согласования мощности LinkRunner G2 измеряет напряжение без нагрузки, используемые пары и полярность. Знание пар и полярности полезно при обнаружении и устранении неисправностей в PSE Mid-Span. При наличии нестандартного электропитания PoE тестер показывает напряжение (обычно 12 или 24 В), пары и полярность.

Единственный способ проверить источник электропитания и кабельную систему – это нагрузить ее, подобно автомобильному аккумулятору в холодный день. Запатентованная система измерения TruePower генерирует нагрузку, подобную запуску автомобиля. Чтобы обеспечить полную мощность на устройстве PD, тестер будет увеличивать свою нагрузку до максимального уровня класса. При полной нагрузке LR-G2 снова измеряет напряжение, чтобы убедиться в превышении напряжением на устройстве PD минимально допустимого уровня. На приведенной ниже иллюстрации видно, что удалось подать мощность 71 Вт, а напряжение упало до 49,6 В, что означает потерю в кабеле 5,3 В. При использовании более длинных или менее качественных кабелей напряжение может упасть ниже указанного в спецификации.

решение проблем с PoE

TruePower нагружает цепь, подвергая напряжению коммутаторы, коммутационные и горизонтальные кабели и патч-панели для проверки полной мощности перед установкой устройств PD. Это позволит сетевым установщикам и техническим специалистам быть уверенными, что устройство PD будет работать на требуемом уровне мощности.

Что такое PoE?

PoE (Power over Ethernet) — технология подачи электропитания на клиентское устройство через витую пару стандарта Ethernet (обычно используется кабель cat.5. c разъемами RJ45). Один и тот же кабель используется и для передачи данных и для питания устройства.

Технология PoE в вопросах и ответах


В статье в популярной форме вопрос-ответ рассказывается о ключевых моментах при использовании питания посредством PoE (Power over Ethernet). Приводятся различия между стандартами, даётся информация о защите устройств от импульсов перенапряжений и о других полезных вещах.

А что делать, когда нужно подключить устройства без поддержки PoE, а розетки для адаптера электропитания не предусмотрено?

Для таких ситуаций служит Passive PoE с использованием PoE сплиттера.

В этом случае источник питания не опрашивает подключенное устройство и не согласовывает его мощность. Питание просто подается по свободным проводникам витой пары при помощи PoE сплиттера.

PoE сплиттер разделяет поступающий по витой паре сигнал на данные и питание (12В-24В). Таким образом становится возможным подать питание и интегрировать в существующую инфраструктуру устройство без поддержки PoE. При данном способе подключения необходимо тщательно подбирать мощность источника питания, и его потребителя.

Ну и напоследок ответ на вопрос: какие устройства выбрать?

Выбор питающего устройства

Когда говорят о выборе устройства-источника для питания PoE, имеют в виду end-span, и обычно это коммутатор. Коммутатор — самый используемый вариант, они применяются и в IP телефонии, и видеонаблюдении, и при развешивании точек доступа, и при расстановке всевозможных датчиков охранных систем, контроллеров СКУД и так далее.

Тут важно учитывать несколько факторов:

  1. Совместимость сверху вниз. То есть более современное устройство, поддерживающее последний стандарт IEEE 802.3bt может использоваться для подключения и питания более старых устройств. А вот наоборот — нет.
  2. Удаленность PD (питаемых устройств). Помимо длины, которая есть «здесь и сейчас», стоит задуматься о будущем. Например, если будет расширяться складская территория, или намечается переезд офиса. Лучше заложить некоторый запас характеристик «на перспективу».
  3. Управление устройствами. Помимо варианта ««зайти» на коммутатор и вручную выключить-включить питание», существуют и другие возможности управления, например, с использованием протокола LLDP для видеокамер.
  4. Защита от импульсных перенапряжений (УЗИП) и других вредных факторов.

У Zyxel есть коммутаторы, которые советуют всем указанным выше требованиям. Это модели новой серии GS1350. Мы уже писали о них ранее Данная серия изначально позиционировалась как «Смарт-управляемые коммутаторы для систем видеонаблюдения» Однако они без проблем применяются и для других случаев, например, для питания телефонов, точек доступа и других устройств с PoE.


Рисунок 4. Специализированный управляемый коммутатор PoE GS1350-26HP.

Неуправляемые коммутаторы серии GS1300 также являются неплохим выбором. Подборку специализированных коммутаторов от Zyxel можно посмотреть на рисунке 5.


Рисунок 5. Модельный ряд управляемых и неуправляемых коммутаторов с поддержкой PoE от Zyxel.

Выбор устройства-потребителя

Обычно при выборе конечных устройств ориентируются на их потребительские характеристики, например, на качество картинки при выборе видеокамеры, поддержке Wi-Fi стандартов при выборе точек доступа и так далее.

Однако электропитание также накладывает свой отпечаток. Имеет смысл учитывать следующие факторы:

  1. Экономичность устройства.
  2. Возможности управления.
  3. Цена и качество.

Важно! Несмотря на заявленную совместимость сверху вниз не стоит 100% уповать на эту возможность. В хорошем проекте источник питания и потребители должны поддерживать один стандарт, желательно самый актуальный, иметь полную совместимость, приобретаться в расчёте на использование новых технологий, например, Wi-Fi 6. Переделка целого куска инфраструктуры, гордо именуемая «модернизацией», чаще всего обходится дороже, чем некоторые дополнительные затраты на этапе внедрения.

Для чего это нужно?

Как писал поэт Владимир Маяковский: «Если звезды зажигаются, значит это кому-нибудь нужно». Ниже приводятся преимущества использования данной технологии.

Подключение устройств в труднодоступных местах

Например, на рабочем месте пользователя предусмотрены только две розетки: для монитора и системного блока. Часто такие требования возникают не из-за ошибки в планировании, а диктуются отраслевыми, региональными и другим стандартами ИТ-безопасности, пожарной безопасности, охраны труда и так далее.

Другой пример — если видеокамера или точка доступа закреплена под потолком, туда бывает сложно протянуть ещё и провод питания.

Управление по питанию

Вторая польза заключается в том, что PoE позволяет управлять устройством по питанию, например, временно отключать, включать или выполнять перезапуск (при зависании, обновлении или другой необходимости).

Это удобно, если приходится работать удалённо, или, когда устройства находятся в труднодоступных местах.

Особенно это полезно при работе с точками доступа, которые могут находиться на значительном расстоянии или вообще скрыты где-нибудь над фальшь-потолком.

Примечание. Практически все современные точки доступа от Zyxel поддерживают PoE
и в том числе новые модели с поддержкой Wi-Fi 6: как самые «бюджетные»
NWA110AX так и более продвинутые WAX650S и WAX510D


Рисунок 1. Двухдиапазонная точка доступа 802.11ax (Wi-Fi 6) NWA110AX.

Упрощение обслуживания

Помимо удобства эксплуатации, применение PoE позволяет снять головную боль в плане закупки и ремонта адаптеров питания, обеспечения пользователей розетками, например, через приобретение PDU (проще говоря, «переносок-разветвителей). Меньше узлов — меньше точек отказа — меньше звонков в техподдержку.

Электробезопасность

Кто бы что ни говорил, а 220 Вольт — это много. Это больно бьёт, это убивает. А вот 57 вольт, что является максимумом для PoE — тоже неприятно опасно, но уже не так сильно. В некоторых организациях для того, чтобы сисадмин выполнял работу ещё и электрика — нужен специальный допуск. Регламентируется это всё теми же отраслевыми и региональными стандартами. А с PoE — ничего такого отродясь не знали. Слаботочка — она и есть слаботочка.

Эстетика

Техническому персоналу что в первую очередь нужно? Лишь бы работало. Но некоторым особенно продвинутым «товарищам» нужно, чтобы это было еще и «красиво». Например, чтобы «лишние» провода не свисали. Или чтобы всё одного цвета было. А PoE избавляет от этих самый «лишних» проводников. Особенно чувствительны к этому разного рода проверяющие, комиссии и «большое начальство».

Может питающее устройство понять, какое подключили клиентское устройство: с PoE или без?

Если речь идёт об End-span, например, о коммутаторе, все происходит не просто, а очень просто. Источник питания, например, коммутатор с портами PoE включает подачу питания для данного порта только в том случае, если подключенное устройство (например, точка доступа) поддерживает технологию PoE.

Как это работает?

  1. В начале выполняется проверка: поддерживает ли устройство-клиент питание через PoE. Подается напряжение от 2,8 до 10Bольт, определяется входное сопротивление. В случае, когда полученные результаты можно признать удовлетворительными для питания чрез PoE, питающее устройство переходит к следующему этапу.
  2. Питающее устройство определяет требуемую мощность для питания устройства-клиента, для последующего управления этой мощностью. В зависимости от уровня потребления устройствам присваивается класс: от 0 до 4.

Однако если речь идёт о недорогих устройствах Mid-Span, включаемых после обычного сетевого оборудования (без PoE), здесь всё не так радужно. В таких случаях обычно в линию подаётся постоянное питание с фиксированными параметрами, а проверка на предмет: «Какое устройство находится на другом конце линии?», — не производится.

Типы оборудования PoE

Типы оборудования PoE

Прежде чем погрузиться в рассмотрение технологии PoE, важно уяснить несколько ключевых терминов:

PSE (Power Source Equipment / Питающее оборудование)

Это устройство, которое обеспечивает подачу электропитания. Устройство PSE может быть либо End-Span, либо Mid-Span (смотрите ниже).

PD (Powered Device / Питаемое устройство)

Это устройство, получающее электропитание от системы PoE.

Источник электропитания End-Span – это обычно сетевой коммутатор или инжектор, который обеспечивает подачу электропитания от конца кабельной линии.

Источник электропитания Mid-Span – это устройство (обычно PoE инжектор), которое обеспечивает питание PoE из середины кабельной линии, и находится между сетевым коммутатором и устройством PD.

Технология PoE использует кабели типа «витая пара» для соединения между устройствами PSE и PD. Сечение и материал кабеля и соединительного оборудования (например, патч-панели) влияют на потерю мощности.

На рисунке ниже показаны конфигурации электропитания End-Span и Mid-Span для PSE. Оборудование End-Span обычно используется в новых установках, когда необходимы и другие обновления коммутатора (например, переход на технологию 1000-BaseT). Развертывание коммутатора PoE обеспечит более удобную подачу электропитания в вашей сети и добавит меньше потенциальных точек неисправностей и сложностей, чем в случае конфигурации Mid-Span.

Конфигурация Mid-Span используется, когда коммутатор, пусть и не поддерживающий технологию PoE, заменять нежелательно, а в сеть необходимо добавить только подачу электропитания, обычно с помощью PoE инжектора. При использовании абсолютно пассивного источника электропитания Mid-Span в линии передачи данных максимальное расстояния между коммутатором и устройством PD по-прежнему должно быть менее 100 метров. Некоторые источники Mid-Span могут получать электропитание от оконечного устройства PoE и работать как повторитель сигнала для увеличения расстояния между устройством PD и коммутатором за пределы установленного ограничения в 100 метров.

Типы источников PSE

Типы источников PSE.

Power Source Equipment (PSE), e.g. Switch

Питающее оборудование, например, коммутатор

Powered Device (PD)), e.g. VoIP Phone

Питаемое устройство, например, телефон VoIP

Switch with no PoE

Коммутаторы без PoE

PoE Injector (PSE)

Источник PoE (устройство PSE)

Читайте также: