El artículo en un popular formulario de preguntas y respuestas habla sobre los puntos clave cuando se usa energía a través de PoE (Power over Ethernet). Se dan las diferencias entre los estándares, se da información sobre la protección de dispositivos contra impulsos de sobretensión y sobre otras cosas útiles.
¿Qué es el PoE?
PoE (Power over Ethernet) es una tecnología para suministrar energía a un dispositivo cliente a través de un cable de par trenzado del estándar Ethernet (generalmente se usa un cable cat.5 con conectores RJ45). El mismo cable se usa tanto para la transmisión de datos como para alimentar el dispositivo.
¿Qué dispositivos son compatibles?
Como dispositivos de alimentación pueden ser:
- interruptores
- enrutadores
- y otros equipos de red.
Como los dispositivos cliente se pueden usar:
- teléfonos con cable
- videocámaras
- puntos de acceso
- Varios sensores y otros equipos periféricos.
También hay dispositivos para la integración con equipos que no admiten
PoE
¿Para qué es esto?
Como escribió el poeta Vladimir Mayakovsky: "Si las estrellas se iluminan, entonces alguien necesita esto". Los siguientes son los beneficios de usar esta tecnología.
Conexión de dispositivos en lugares de difícil acceso.
Por ejemplo, en el lugar de trabajo del usuario, solo se proporcionan dos enchufes: para un monitor y una unidad del sistema. A menudo, tales requisitos no surgen debido a un error en la planificación, sino que están dictados por estándares industriales, regionales y de otro tipo de seguridad de TI, seguridad contra incendios, protección laboral, etc.
Otro ejemplo es si la videocámara o el punto de acceso se fijan debajo del techo, puede ser difícil extender el cable de alimentación allí.
Oficina de nutrición
El segundo beneficio es que PoE le permite controlar el dispositivo mediante alimentación, por ejemplo, desconectarlo temporalmente, habilitarlo o reiniciarlo (si se cuelga, actualiza u otra necesidad).
Esto es conveniente si tiene que trabajar de forma remota o cuando los dispositivos están en lugares de difícil acceso.
Esto es especialmente útil cuando se trabaja con puntos de acceso que pueden ubicarse a una distancia considerable o incluso ocultarse en algún lugar por encima del falso techo.
Nota Casi todos los puntos de acceso modernos de Zyxel admiten PoE
incluyendo nuevos modelos con soporte para Wi-Fi 6: tanto el NWA110AX más "económico" como los WAX650S y WAX510D más avanzados
Figura 1. Punto de acceso NWA110AX de banda dual 802.11ax (Wi-Fi 6).
Simplificacion de servicio
Además de la facilidad de uso, el uso de PoE le permite eliminar el dolor de cabeza en términos de compra y reparación de adaptadores de energía, proporcionando a los usuarios enchufes, por ejemplo, mediante la compra de PDU (en otras palabras, "divisores de transferencia"). Menos nodos, menos puntos de falla, menos llamadas al soporte técnico.
Seguridad electrica
Quien lo diga, pero 220 voltios es mucho. Duele, mata. Pero 57 voltios, que es el máximo para PoE, también es desagradablemente peligroso, pero no tanto. En algunas organizaciones, para que el administrador del sistema también realice el trabajo de un electricista, se necesita un permiso especial. Está regulado por los mismos estándares industriales y regionales. Y con PoE, no sabían nada desde el principio. Debilidad: es debilidad.
Estética
¿Qué necesita primero el personal técnico? Solo para trabajar Pero algunos "camaradas" particularmente avanzados también necesitan que sea "hermoso". Por ejemplo, para que los cables "extra" no se cuelguen. O para que todo sea del mismo color. Y PoE elimina estos conductores "extra". Los inspectores de diversos tipos, comisiones y los "grandes jefes" son especialmente sensibles a esto.
¿Cuáles son las desventajas de PoE?
Mayor costo del dispositivo
De hecho, cuesta más. Especialmente si lleva equipos más o menos probados y no confía en "tal vez", comprando "soluciones de bajo costo NoName".
Por otro lado, el principio "más caro significa mejor" no siempre funciona. Por lo tanto, buscar una marca costosa solo tiene sentido si hay requisitos adicionales (hay una lista de "equipo autorizado").
Pero incluso con el alto precio de los equipos con PoE, su precio puede ser mucho más bajo que la organización desde cero de un sistema de cable ramificado adicional para alimentar dispositivos remotos.
Caída de energía
Al transmitir una señal de bajo voltaje a través de cables delgados, la eficiencia, digamos, no será muy alta. Cuanto más lejos del dispositivo de suministro, menos energía eléctrica quedará para alimentar a los consumidores. El resto se gasta en cables de resistencia y calentamiento. El poder local (no PoE) es más fácil. Puse la fuente de alimentación en el tomacorriente "y la energía se fue, se fue ..."
Sin embargo, tales problemas con la distancia se pueden resolver mediante el uso de interruptores especiales con mayor potencia de señal, por ejemplo, la serie Zyxel [GS1300] ( https://www.zyxel.com/ru/ru/products_services/Unmanaged-Switch-For-Surveillance -GS1300-Series / ) y GS1350 .
Requisitos de calificación del personal
Digamos que aunque aplicar PoE no requiere un gran conocimiento, algunos detalles
Necesito dominar. Se puede encontrar información sobre este tema sin mucha dificultad, aunque si una persona nunca ha trabajado con esta tecnología, se encontrará con cierta fragmentación y fragmentación del material educativo.
Estándares PoE
Para los principiantes, puede haber algo de confusión. Hay 3 generaciones
estándar:
La primera generación de PoE (estándar IEEE 802.3af) proporciona una potencia de hasta 15,4 W de corriente continua para cada dispositivo conectado.
El estándar IEEE 802.3at de segunda generación, también llamado PoE +, puede entregar hasta 30 vatios de potencia para cada dispositivo. Este estándar se utiliza para alimentar a más consumidores "glotones", por ejemplo, cámaras de vigilancia Pan-Tilt-Zoom (PTZ) y 11n puntos de acceso inalámbrico.
Para facilitar la percepción, las principales diferencias se resumen en la tabla:
La tercera generación está descrita por el estándar IEEE 802.3bt.
Los dispositivos de PoE de tercera generación pueden proporcionar energía de hasta 51 vatios en un solo cable.
Nota Para alimentar dispositivos con tecnología IEEE 802.3bt. están involucrados los ocho conductores de cable de un cable de par trenzado moderno (cat. 5 y superior), mientras que para las dos primeras generaciones solo puede hacer cuatro.
Hablando de compatibilidad, los dispositivos PoE son compatibles con versiones anteriores: se puede usar un dispositivo de fuente de alimentación 802.3bt más potente para los consumidores mayores de PoE y PoE + (802.3af y 802.3at).
Terminología: tramo final y tramo medio
End-span : un dispositivo que proporciona energía desde el principio del cable
líneas
Un ejemplo clásico: un conmutador de telefonía IP proporciona energía a una pequeña red de teléfonos fijos dentro de una oficina.
Otro ejemplo es un sistema de videovigilancia en un pequeño almacén donde las videocámaras reciben energía del interruptor a través de PoE
Típicamente, tales sistemas no proporcionan dispositivos adicionales para amplificar la señal de potencia.
Intervalo medio : cuando el dispositivo de fuente de alimentación está conectado no desde el comienzo de la línea de cable, sino adicionalmente entre el interruptor y el dispositivo final. Por ejemplo, la videocámara se alimenta a través de un inyector, que se enciende después del interruptor en un armario intermedio.
Un poco más de terminología:
- PSE (Equipo de fuente de energía) - equipo de energía .
- PD (Dispositivo alimentado) : dispositivo alimentado.
¿Puede el dispositivo de suministro entender qué dispositivo cliente está conectado: con o sin PoE?
Si estamos hablando de End-span, por ejemplo, sobre un interruptor, todo sucede no solo, sino de manera muy simple. Una fuente de alimentación, como un conmutador con puertos PoE, solo activa la alimentación de un puerto determinado si el dispositivo conectado (como un punto de acceso) es compatible con la tecnología PoE.
Como funciona
- Al principio, se realiza una verificación: ¿el dispositivo del cliente admite alimentación a través de PoE? Se aplica un voltaje de 2.8 a 10 voltios, se determina la resistencia de entrada. En el caso de que los resultados obtenidos puedan considerarse satisfactorios para el suministro de energía a través de PoE, el dispositivo de suministro de energía pasa al siguiente paso.
- El dispositivo de alimentación determina la potencia requerida para alimentar el dispositivo del cliente, para el control posterior de esta potencia. Dependiendo del nivel de consumo, a los dispositivos se les asigna una clase: de 0 a 4.
Sin embargo, cuando se trata de dispositivos Mid-Span de bajo costo que se encienden después del equipo de red convencional (sin PoE), aquí no todo es tan color de rosa. En tales casos, generalmente se suministra a la línea una fuente de alimentación constante con parámetros fijos, y no se realiza una verificación del tema: "¿Qué dispositivo está en el otro extremo de la línea?"
¿Y qué hacer cuando necesita conectar dispositivos sin soporte PoE y no se proporcionan enchufes para el adaptador de corriente?
Para tales situaciones, se utiliza PoE pasivo utilizando el divisor PoE.
En este caso, la fuente de alimentación no interroga al dispositivo conectado y no coordina su potencia. La energía se suministra simplemente a través de los conductores libres de un cable de par trenzado utilizando un divisor PoE.
El divisor PoE divide la señal que llega a través del cable de par trenzado en datos y energía (12V-24V). Por lo tanto, es posible suministrar energía e integrar el dispositivo en la infraestructura existente sin soporte PoE. Con este método de conexión, es necesario seleccionar cuidadosamente la potencia de la fuente de alimentación y su consumidor.
¿Y si viceversa? ¿Necesita conectar un PD (dispositivo cliente con PoE) a un equipo de red normal?
Para alimentar dispositivos cliente con PoE, puede usar el inyector PoE , que está diseñado para suministrar energía adicional al cable de red.
El inyector PoE tiene un conector RJ45 en la entrada y un conector para conectarse a una fuente de alimentación. La salida es su único conector RJ45 con PoE.
El inyector PoE recibe una señal de red estándar e "inyecta" energía en la línea para la conexión de red, lo que le permite conectar un dispositivo PoE a la salida.
Figura 2. Inyector PoE Zyxel PoE12-HP
¿Cuáles son los requisitos de cable?
Para conectarse cuando se alimenta a través de PoE, se utiliza un cable de par trenzado no inferior a cat.5e.
Es importante Los conductores deben ser de cobre, no chapados en cobre, con un grosor mínimo de 0,51 mm (24 AWG). La resistencia en los conductores no debe exceder los 9.38 Ohm / 100 m.
Por lo general, en la práctica se recomienda no utilizar cables de más de 75 m, aunque los estándares 802.3af y 802.3at hablan de soporte para 100 m. En el caso de PoE pasivo, las recomendaciones prácticas son aún más pesimistas: la longitud real del cable para el funcionamiento normal no debe superar los 60 m.
Sin embargo, los conmutadores especiales, por ejemplo, administrados por GS1350 Extended Range Essentials, pueden admitir dispositivos a una distancia de 250 ma una velocidad de 10 Mb / s.
Figura 3. Ilustración del funcionamiento de Extended Range.
¿Qué es la protección contra sobretensiones (SPD)?
En cualquier circuito eléctrico extendido, existe el riesgo de impulsos a corto plazo causados por la acumulación de carga (aumento de la diferencia de potencial - sobretensión) con la descarga posterior. Las causas de los pulsos de sobretensión cortos se dan a continuación.
- Un rayo en la vecindad de un objeto, incluyendo un pararrayos, causa un pulso eléctrico y una perturbación electromagnética, que crea un EMF inducido en el cable.
- La acumulación de electricidad estática causada por la ionización del aire y otros fenómenos externos conduce a la aparición de pulsos de voltaje estático que pueden dañar el equipo.
- Las sobretensiones debidas a la conmutación y la conmutación de equipos, por ejemplo, la conexión de cables de conexión en una cruz, la activación de dispositivos de alimentación adicionales, la activación y desactivación de una carga potente, conduce a transitorios en los circuitos eléctricos con sobretensiones repentinas en la naturaleza pulsada, lo que puede provocar la falla del equipo.
Nota Debido a una serie de razones: un rayo cerca de un objeto durante una tormenta eléctrica, así como la ionización del aire y la acumulación de electricidad atmosférica antes de una tormenta eléctrica, este tipo de protección a veces se denomina "protección contra rayos". Este término no debe confundirse con el término "protección contra rayos", es decir, con protección contra la caída directa de rayos.
Para evitar tales amenazas, se utilizan dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD). Hay dos tipos de protección (SPD): la adquisición e instalación de dispositivos externos y la integración de protección en dispositivos con PoE.
Y finalmente, la respuesta a la pregunta: ¿qué dispositivos elegir?
Selección de fuente de alimentación
Cuando hablan de elegir un dispositivo fuente para alimentar PoE, se refieren al final del tramo, y generalmente es un interruptor. El conmutador es la opción más utilizada, se utilizan en telefonía IP y videovigilancia, y al colgar puntos de acceso, y al organizar todo tipo de sensores para sistemas de seguridad, controladores ACS, etc.
Es importante tener en cuenta varios factores:
- Compatibilidad de arriba hacia abajo. Es decir, se puede usar un dispositivo más moderno que admita el último estándar IEEE 802.3bt para conectar y alimentar dispositivos más antiguos. Pero por el contrario, no.
- La lejanía de la PD (dispositivos alimentados). Además de la longitud, que es "aquí y ahora", vale la pena pensar en el futuro. Por ejemplo, si el territorio del almacén se expande o se planea un traslado de oficina. Es mejor establecer un cierto margen de características "a largo plazo".
- Administración de dispositivos. Además de "iniciar sesión" en el interruptor y apagar / encender manualmente, hay otras opciones de control, por ejemplo, el uso del protocolo LLDP para cámaras de video.
- Protección contra sobretensiones (SPD) y otros factores nocivos.
Zyxel tiene interruptores que aconsejan todos los requisitos anteriores. Estos son los modelos de la nueva serie GS1350. Ya escribimos sobre ellos anteriormente. Esta serie se posicionó originalmente como "interruptores administrados de manera inteligente para sistemas de videovigilancia". Sin embargo, se pueden usar sin problemas en otros casos, por ejemplo, para alimentar teléfonos, puntos de acceso y otros dispositivos con PoE.
Figura 4. Interruptor PoE gestionado especializado GS1350-26HP.
Los interruptores no administrados de la serie GS1300 también son una buena opción. Se puede ver una selección de interruptores especializados de Zyxel en la Figura 5.
Figura 5. Línea de conmutadores administrados y no administrados con soporte PoE de Zyxel.
Selección de dispositivo de consumidor
Por lo general, al elegir dispositivos finales, se guían por las características de sus consumidores, por ejemplo, la calidad de la imagen al elegir una cámara de video, la compatibilidad con los estándares de Wi-Fi al elegir puntos de acceso, etc.
Sin embargo, la fuente de alimentación también deja su huella. Tiene sentido considerar los siguientes factores:
- Dispositivo rentable.
- Capacidades de gestión.
- Precio y calidad.
Importante! A pesar de la compatibilidad declarada de arriba a abajo, no debe confiar al 100% en esta oportunidad. En un buen proyecto, la fuente de energía y los consumidores deben admitir un estándar, preferiblemente el más relevante, tener plena compatibilidad, comprarse con el uso de nuevas tecnologías, por ejemplo, Wi-Fi 6. Reconstruir una pieza completa de infraestructura, orgullosamente denominada "modernización", a menudo cuesta más que algunos costos adicionales en la etapa de implementación.
Enlaces utiles
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Puntos de acceso Wi-Fi 6: NWA110AX ,
WAX650S y WAX510D
Interruptores especiales administrados de la serie GS1350 y interruptores no administrados GS1300 en Zyxel
La página en el sitio oficial del inyector PoE Zyxel PoE12-HP
Comparación de los interruptores de la serie GS1350
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