Poe сколько метров

Обновлено: 13.05.2024

В соответствии со стандартом ANSI/TIA/EIA для медного кабеля категории 5е максимальная длина кабеля сегмента составляет 100 метров. Если требуются более далёкие расстояния, необходимо использовать активные аппаратные средства, такие как повторитель или коммутатор. В случае малого офиса или дома таких дистанций достичь сложно, а вот если компания расположилась на нескольких этажах большого здания или дом большой и надо охватить большею площадь, то расстояния могут быть заметно больше 100 метров. Тут мы уже сталкиваемся с нюансами помех от наведенного ЭДС и затуханием сигнала. В офисе такая задача легко решается 19 дюймовым боксом под потолком, куда будет заведен дальний сегмент сети, но когда надо подключить в дальнем углу всего несколько точек, экономически целесообразнее дотянуть несколько проводов до главного коммутатора. То же самое с камерами системы видеонаблюдения: на дальних точках моего участка дистанция кабеля будет достигать 120-170 метров, то есть либо придется примерно на середине пути ставить свитч и к нему тянуть дополнительное питание, либо…
Вот тут я и хочу сказать о новинке, с которой столкнулся недавно — Zyxel GS1350-26HP. У меня уже стоят камеры с PoE питанием, кроме того у меня используется LTE роутер с PoE питанием. Вполне логично было бы камеры на дальних углах забора поставить с питанием по PoE. С учетом всей подключенной инфраструктуры дома, у меня уже сейчас занято 20 портов Ethernet, поэтому я выбрал коммутатор на 24 (плюс 2 комбо порта Ethernet/SFP) порта. Кратко изложу технические спецификации моей модели, чтобы не пришлось заходить на сайт производителя.

Общее число портов: 26
100/1000 Мбит/сек: 24
Gigabit combo (RJ-45/SFP): 2
Конфигурируемый расширенный диапазон портов: 16
Портов PoE: 24
Общий бюджет PoE (Ватт): 325
Стандарт PoE: 802.3af/at
Switching capacity (Гбит/сек): 52
Forwarding rate (Мбит/сек): 38,7
Буфер пакетов (байт): 525 тыс.
Таблица MAC-адресов: 8 тыс.
Максимальное энергопотребление (Ватт): 449
Размер (ШxГxВ) (мм): 441 x 270 x 44
Вес (кг): 3,58
Защита портов Ethernet от скачков напряжения: 4КВ
Защита блока питания от скачков напряжения: Line-GND: 4КВ
Защита блока питания от скачков напряжения: Line-Line: 2 КВ
Защита портов Ethernet от статического разряда (воздух/контакт): 15 КВ / 8 КВ
Акустический шум при +25°C (dBA): 40,1

Останавливаться на типовых возможностях этого смарт-коммутатора особого смысла нет, так как функциональность подобных устройств во многом схожа, а упор конкретно этой серии сделан на работу в системе видеонаблюдения.
Поскольку этот девайс изначально создавался для видеонаблюдения, то в нем сразу учтены многие пожелания владельцев таких систем. К примеру, питание на камеры подается непрерывно: даже во время обновления прошивки коммутатора или его перезагрузке. То есть камеры продолжают работать всегда, пока коммутатор подключен к питанию. Кроме того, он имеет встроенный watchdog, который по LLDP или по Ping проверяет доступность камеры, и если оная не отвечает, то он перезагружает сам порт, отключая только на нем питание и включая его заново. Таким образом, будет перезагружена только одна камера, а остальная система продолжит функционировать без перебоев.

А там, где большие дистанции, там и наведенная ЭДС от молний или попутных кабелей. Начнем со второго: порты имеют защиту от скачков напряжения до 4 киловольт и защиту от статического разряда воздух/контакт 15/8 КВ.
Гораздо интереснее с бюджетом питания по PoE: в обычном режиме с дистанциями до 100 м происходит питание автоматически. Если увеличивается дистанция вплоть до 250 метров, то необходимо в ручном режиме поставить в соответствующем пункте меню галочку напротив «Extended Range». Это переведет режим работы порта в 10 Мбит/с Full Duplex и обеспечит питание по порту до 15 Вт.

Хочу практики!

Пора приступать к экспериментам. У меня уже есть установленная камера с PoE-питанием Milesight MS-C2973-PB. Это купольная уличная камера с потреблением до 5 Вт при ИК-подсветке и вдвое меньшим потреблением днем.

Вторая камера — Vimtag B5, еще не смонтирована, и она имеет собственный адаптер питания на 12В 1,5А. Вот с ними я и буду проводить эксперименты.

Для своих испытаний я выбрал качественный провод из меди, а не омедненного алюминия, с сечением жилы 0,52 мм. Кабель российского производства для прокладки внутри помещений — Neonate U/UTP CAT5e PVC 4x2x0.52. Для уличного использования стоит брать кабель с другой оплеткой, которая более стойкая к ультрафиолету. Простой способ отличить хороший кабель от плохого-по весу. К примеру, бухта этого кабеля весит более 11 кг. А кабель конкурента почти на 2 кг легче.

Первый эксперимент буду проводить с полной бухтой кабеля, размотав ее и равномерно разложив по полу в большой комнате. Смотанный кабель образует катушку, что не лучшим образом сказывается на сигнале. Итак, 305 метров кабеля обжаты. Начнем!
Первым делом включаем галочку “Extended Range” в соответствующем поле меню коммутатора. Подключаем уличную камеру Milesight через бочонок. Сама камера уже подключена проводом 20м. Таким образом получаем 325 метров+соединение. Камера получила питание и даже иногда проскакивал пинг, но дистанция слишком велика и помех слишком много. Камера Vimtag тоже не смогла подключиться к сети и получить видео, а равно и зайти на web-интерфейс, не удалось.

Тогда я урезал кабель до гарантированных производителем 250м и сделал второй заход. На этот раз у меня получилась дистанция 270 м (помним, что 20 метров уже смонтированы до камеры Milesight) и на этот раз камера инициировалась. Меню коммутатора показывает соединение и потерю пакетов, но это не сказалось на картинке и возможности зайти в меню камеры. Камера Vimtag B5 также инициировалась без проблем и видео пошло с нормальным качеством.

Подведение итогов
Для передачи видео в отличном качестве с разрешением 1920х1080 точек, 25 кадров в секунду и кодеком H.264 достаточно битрейта до 4-5 Мбит/с. То есть выделенной полосы в 10 Мбит/с при дистанции до 250 метров хватит с избытком. Кроме того, уличная купольная камера потребляет 6 Вт, в то время как на каждый порт выделяется до 15 Вт, то есть питания тоже с запасом. Мой эксперимент показал, что на обычном кабеле без экранирования, даже с промежуточным соединением через «бочонок» можно достичь 270 метров. Полагаю, что с экранированным кабелем эту дистанцию можно увеличить.
Тут надо отметить, что коммутатор, помимо хорошего бюджета питания PoE, имеет защиту не только на БП, но и на Ethernet портах, что убережет технику от наведенного разряда во время гроз. Для этого потребуется обеспечить качественное заземление техники, о чем отдельно упоминается в инструкции.
Готов ответить на все вопросы, а если будет интересно, то могу сделать проверку на достижение максимальной дистанции с экранированным кабелем.

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.

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.

«Auto PD Recovery» может работать в двух режимах:

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.
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

Типы распиновки

Для стандарта 802.3af

Тип А. И электричество, и данные подаются по жилам 1, 2, 3, 6. Жилы 5, 7, 8 не используются.

Тип B. Для подачи электропитания используются жилы 4, 5, 7, 8. Данные передаются по остальным.

Для стандарта 802.3at

Применяется только тип B. Использование распиновки типа A запрещено стандартом.

Для Passive PoE:

В большинстве случаев подача электропитания осуществляется по проводникам 4, 5, 7, 8 (как в типе B стандарта 802.3af).

(картинка увеличивается по клику).

Существует также распиновка по третьему типу, когда для подачи питания задействуются все жилы стандартного четырехпарного кабеля, но она встречается реже, обычно в фирменных реализациях PoE, например, UPOE от Cisco.

Если с обеих сторон сети вы устанавливаете оборудование с поддержкой стандартов 802.3af/802.3at, то тип распиновки, фактически не имеет значения, так как устройство-потребитель PoE по стандарту может работать с любой из них. Однако если речь идет о совмещении оборудования разных стандартов, это может быть важным.

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».

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.

Длина PoE

Согласно стандартов 802.3af и 802.3at длина кабеля для PoE заявляется равной 100 метрам. Однако на практике максимальная длина витой пары PoE зависит от многих факторов, в том числе заранее неизвестных:

сечения проводников,
металла проводников,
количества изгибов на линии,
наводок, неравномерных характеристик витой пары, перегибов кабеля и пр.

Со скидкой на перегибы и прочее максимальная длина кабеля PoE желательна не более 75 метров. Однако с действительно качественным кабелем, того же Одескабель, к примеру, можно сделать и больший пролет.

Если же мы говорим о Passive PoE, то здесь длина может быть меньше, вплоть до 30-60 метров. Расчет линии надо проводить с учетом:

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.

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).

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.

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…

FAQ по PoE, часть 2

Технология PoE на данный момент существует в нескольких, кардинально отличающихся видах. Почему так произошло?

К тому времени, как ребята из IEEE решили стандартизировать технологию, а произошло это не сразу после ее появления, некоторые корпорации уже изобрели свои собственные реализации PoE. Cisco, к примеру, еще в 2000 году представила питание устройств по витой паре.

Да и после принятия официальных стандартов IEEE 802.3af в 2003 году, IEEE 802.3at в 2009 году многие производители внедряют свои собственные способы PoE. В основном, потому что реализация полноценных стандартов 802.3af, 802.3at - это сложно и дорого, а потребителям часто нужны модели эконом-класса.

В итоге на данный момент PoE существует в нескольких вариантах:

по стандарту 802.3af,
по стандарту 802.3at,
по фирменным частным стандартам, из которых наиболее известен Passive PoE.

Питание по витой паре согласно стандартам 802.3af, 802.3at называют активным PoE, питание, реализованное по технологии Passive PoE - пассивным.

Реализация питания по витой паре в устройствах может различаться по типу распиновки. А также, в зависимости от напряжения, подаваемого на порт, существует несколько классов PoE.

Все эти данные должны быть указаны в паспорте производителя и помогают правильно подобрать оборудование для проекта.

Стандарты IEEE 802.3af, 802.3at - активное PoE

Главное преимущество PoE-источников, которые поддерживают эти стандарты, это интеллектуальная схема работы. Она позволяет избежать порчи оборудования, продлить срок его службы, сэкономить потребляемую энергию.

Прежде чем подать питание на подключенное устройство, активный PoE-источник (коммутатор или адаптер) стандарта 802.3af/at проводит согласование с ним и устанавливает:

Поддерживает ли подключенное устройство технологию питания по витой паре. Если нет, электричество по сетевому кабелю подаваться не будет.
Какое напряжение необходимо устройству. PoE-источник установит его класс питания и подаст соответствующее напряжение на порт.
Включено ли вообще устройство (потребляет ли оно электроэнергию). Если нет, подача питания по кабелю прекращается.
Не произошла ли перегрузка питаемого устройства. Если да, подача питания прекращается.

Параметры

Характеристика	Стандарт 802.3af	Стандарт 802.3at (PoE+, PoE plus)
Диапазон напряжения постоянного тока на питаемом устройстве	от 36 до 57 V (номинальное 48V)	от 42,5 до 57 V
Диапазон напряжения, 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

Классы питания

Самым распространенным является 1 класс питания.

Класс	Стандарт	Мощность на порт, Вт	Мощность на устройство, Вт
0	802.3af/802.3at	15,4	0,44 - 12,95
1	802.3af/802.3at	4,5	0,44 - 3,84
2	802.3af/802.3at	7	3,84 - 6,49
3	802.3af/802.3at	15,4	6,49 - 12,95
4	802.3at	30	12,95 - 25,5

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:

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.
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».
Управление устройствами. Помимо варианта ««зайти» на коммутатор и вручную выключить-включить питание», существуют и другие возможности управления, например, с использованием протокола LLDP для видеокамер.
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:

Экономичность устройства.
Возможности управления.
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.

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.

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

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.

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.

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?

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.
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.

Кабель для PoE

От качества кабеля напрямую зависит качество PoE, и то, на какую расстояние его можно провести. Витую пару необходимо подбирать:

четырехпарную, не ниже cat.5e,
медную, а не омедненную (не биметалл),
с толщиной проводников не менее 0,51 мм (24 AWG),
с сопротивлением проводников не выше 9,38 Ом/100 м (более высокие значения способствуют большей потери мощности в кабеле),
хорошего производителя.

Отлично подойдут для линка с PoE, к примеру:

. . Возможность использования экранированного кабеля нужно уточнять по спецификациям производителя. Например, PoE стандарта 802.3af/802.3atв некоторых моделях MikroTik возможно только с неэкранированной витой парой.

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».

Полезные ссылки

Специальные управляемые коммутаторы серии GS1350 и неуправляемые GS1300 на сайте Zyxel

Passive PoE

Этот тип PoE - удешевленный аналог международных стандартов питания по витой паре. Как мы уже говорили выше, полноценная реализация 802.3af/802.3at сложна и повышает стоимость устройства. Поэтому производители сетевого оборудования эконом-сегмента используют вместо них в своей продукции пассивное питание по витой паре.

Его особенность в том, что источник Passive PoE не опрашивает питаемое устройство и не согласовывает мощность. По свободным проводникам витой пары просто подается постоянное напряжение. Поэтому, если соединить источник PoE и потребитель, несовместимые друг с другом, оборудование может сгореть: сразу или через некоторое время, в результате постоянного перегрева и подгорания плат.

Некоторые производители дополняют технологию Passive PoE полезными функциями. Например, PoE out в устройствах MikroTik способно определять, подключено ли к питаемому порту устройство, выявлять, нет ли перегрузки или короткого замыкания. Кроме того, функциями PoE на большинстве устройств MikroTik можно управлять: включать, отключать их на портах, менять режим и т. п. Речь, конечно идет не о простеньких PoE-шнурах, а о реализации PoE в роутерах, коммутаторах и другом оборудовании производителя.

Источники Passive PoE довольно широко варьируются по напряжению, мощности, силе тока. Чаще всего производители выпускают их под свое оборудование, поэтому в каждом отдельном случае нужно подбирать PoE-источник под конкретные потребности.

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.

Читайте также: