Technologia PoE++. Jak wybrać odpowiedni switch?

Najstarsza wersja IEEE 802.3af zaprojektowana była do zasilania urządzeń o małym poborze mocy, do 15,4 W przy napięciu z zakresu 44–57 V, np. telefonów IP i prostych kamer. Szybko okazało się, że oferowana moc nie jest wystarczająca np. dla kamer PTZ, dlatego już rok po opublikowaniu standardu 802.3af rozpoczęły się prace nad nowym standardem. W 2009 r. opublikowany został standard IEEE 802.3at, zwany PoE typu 2, który oferował do 30 W na porcie PoE, przy napięciu 50–57 V. Dzięki obniżeniu dolnej granicy napięcia zasilania i obniżeniu rezystancji kabli przez zastosowanie kabli kategorii 5e udało się zwiększyć prąd maksymalny do 600 mA. Dodatkowo wprowadzono specjalne rozwiązania na poziomie łącza danych.

W 802.3at switch dwukrotnie powtarza próbę napięciową znaną z 802.3af. Jeśli urządzenie PD wykryje napięcie z zakresu od 15,5 V do 20,5 V, wtedy podłącza odpowiednie obciążenie i na tej podstawie jest kwalifikowane do jednej z czterech klas. Podwójny impuls napięciowy wysyłany przez switch jest informacją dla urządzenia PD, że zasilacz jest zgodny z nowym standardem i może dostarczyć więcej mocy. Mimo istotnych zmian w warstwie fizycznej i łącza danych, przejście z PoE na PoE+ jest bezproblemowe, ponieważ w obu przypadkach mamy do czynienia z trybem dwuparowym. Wraz z nadejściem idei Internetu Rzeczy pojawiły się pomysły zastosowania PoE w kolejnych urządzeniach, np. w komputerach przenośnych lub telewizji hotelowej. W takich zastosowaniach 30 W to zdecydowanie za mało, dlatego w 2018 r. nastąpiła kolejna iteracja w rozwoju PoE i powstało PoE++, czyli IEEE 802.3bt.

Dwa warianty PoE++

PoE++ występuje w dwóch odmianach: typ 3 do 60 W na port i typ 4 do 100 W na port. 802.3bt typ 3, podobnie jak 802.3at, oferuje prąd maksymalny do 600 mA na parę. Podstawowa różnica to użycie wszystkich czterech par skrętki w celu uzyskania 60 W. 802.3bt typ 3 nadal obsługuje tryby A i B. W przypadku standardu IEEE 802.3bt typ 4 maksymalny prąd został zwiększony do 960 mA na parę, a konwerter musi pracować w trybie czteroparowym, aby uzyskać 100 W na porcie Ethernet.

Parametry i budżet mocy

W przypadku PoE++ wyraźnie widać, że parametry portu nie są jednoznaczne, jak w przypadku PoE i PoE+. IEEE 802.3bt może oznaczać tryb dwuparowy lub czteroparowy, inne poziomy napięć oraz różne sposoby zarządzania mocą. Z tego względu przy wyborze switcha 802.3bt trzeba poświęcić więcej uwagi parametrom technicznym poszczególnych portów. Switche oznaczone etykietą PoE++ zwykle mają tylko część portów PoE++, ale to nie jedyny problem. Część producentów oznacza porty 802.3bt jako typ 3 lub typ 4, ale nie brakuje rozwiązań, przy których podawana jest tylko dostępna moc. Aby ustalić czy PoE typu 3 używa trybu dwuparowego czy czteroparowego, trzeba często zajrzeć do instrukcji obsługi.

Przy wyborze switcha PoE trzeba zwrócić uwagę nie tylko na parametry portów, ale również na dostępny budżet mocy. Dla PoE+ zwykle można było maksymalnie obciążyć wszystkie porty PoE. W przypadku PoE++ mogłoby to stanowić bardzo poważne wyzwanie, dlatego producenci zakładają, że nikt nie użyje maksymalnego obciążenia na wszystkich portach PoE. Może zatem okazać się, że switch z ośmioma portami PoE obsłuży tylko cztery urządzenia typu 4. Dobierając switch do konkretnego zastosowania należy uwzględnić całościowe zapotrzebowanie na moc podłączonych urządzeń PoE PD.

Nowe funkcje

W celu zapewnienia stabilności i bezpieczeństwa sieci PoE dużej mocy Antaira Technologies zaimplementowała w swoich przełącznikach i media konwerterach szereg opatentowanych rozwiązań, które gwarantują bezawaryjną pracę i znacząco podnoszą komfort użytkowania całej infrastruktury. Przykładem jest funkcja „Safe PoE Disable”, czyli bezpieczne wyłączanie PoE. Dzięki niej, przy pomocy przełącznika DIP, można odłączyć zasilanie dla wybranego portu przed fizycznym odpięciem kabla. Odłączanie i podłączanie kabli Ethernet przy obciążeniu bliskiemu 100 W może doprowadzić do degradacji złącz, a w konsekwencji uszkodzenia urządzeń PoE. Safe PoE zapewnia w pełni bezpieczne i łatwe sterowanie zasilaniem w przełącznikach niezarządzalnych.

Kolejną innowacją w przełącznikach Antaira jest PRRT (Power Remote Reset Technology). Funkcja jest dostępna w niezarządzalnych przełącznikach i konwerterach PoE++, a aktywowana jest przełącznikiem DIP na panelu frontowym urządzenia. Konwertery PoE++ na światłowód zwykle są umieszczone w odległych i trudno dostępnych lokalizacjach, a PRRT pozwala na zdalny reset urządzenia PoE PD podłączonego do konwertera przez odpięcie światłowodu na trzy sekundy. Po ponownym podłączeniu portu optycznego konwerter automatycznie przywraca zasilanie na porcie PoE.

Przeciwieństwem Safe PoE i PRRT jest funkcja Persistent PoE, dostępna w zarządzalnych przełącznikach PoE++ Antaira. Umożliwia ona ponowne uruchomienie przełącznika przy jednoczesnym dostarczaniu zasilania do podłączonego urządzenia PoE PD. Jeśli np. oprogramowanie układowe przełącznika wymaga aktualizacji, a tym samym ponownego uruchomienia, zapobiega ponownemu uruchomieniu podłączonych urządzeń PoE PD. Ma to duże znaczenie np. w przypadku kamer IP, których ponowny rozruch zajmuje kilka minut, tworząc martwy punkt w nagraniu z kamery. Technologia Persistent PoE firmy Antaira może pomóc w rozwiązaniu tych problemów, zapewniając nieprzerwane zasilanie PoE. Dzięki temu sieć Ethernet pozostaje stabilna, a ewentualne przestoje są zredukowane do minimum.

Standard 802.3bt sprawia, że zarządzanie energią staje się bardzo ważnym czynnikiem podczas projektowania sieci Ethernet. Coraz ważniejsze jest budowanie sieci z myślą o ewentualnym rozwoju, np. gdy pojawi się potrzeba dodania energochłonnych aplikacji lub monitorowania zużycia energii. Na szczęście technologia Power over Ethernet zapewnia zdumiewający poziom elastyczności zarówno w trakcie projektowania, jak i przy utrzymaniu sieci Ethernet.

ANTAIRA TECHNOLOGIES Sp. z o.o.
ul. Kieślowskiego 3/U6
02-962 Warszawa
tel. 22 862 88 81, fax 22 862 88 82

źródło: Automatyka 11/2022