Питание оконечных устройств по витой паре
се
сетевые устройства нуждаются в среде передачи данных и в системе электропитания.
До недавнего времени только аналоговые телефоны получали питание от АТС посредством
тех же проводов, по которым передавался голосовой трафик, а для остальных устройств
(цифровые телефоны, в том числе IP-телефоны, точки беспроводного доступа, Web-камеры
и др.) требовалась подводка двух сетей — информационной и электропитания. Подобное
положение ограничивало возможности быстрого внедрения новых технологий и не
могло продолжаться долго. В июне 2003 года институт стандартов IEEE одобрил
новый стандарт, получивший название IEEE 802.3af — «Питание терминального оборудования
данных (Data Terminal Equipment, DTE) через интерфейс среды передачи (Media
Dependent Interface, MDI)».
Описанная в стандарте технология PoE (Power over Ethernet) предлагает подачу питания к маломощным оконечным устройствам, работающим в сетях 10Base-T, 100Base-TX и 1000Base-T, непосредственно по кабелям Ethernet категории CAT5 и выше. Помимо очевидного плюса — экономии на прокладке сети электропитания — у такого способа подачи питания имеются и другие преимущества.
Технология PoE дает возможность задействовать централизованные источники бесперебойного питания, гарантирующие питание устройств в случае общих сбоев в электросети. Это становится тем важнее, чем больше по сетям Ethernet передается данных, относящихся к системам безопасности, контроля доступа и управления различным инженерным оборудованием здания, а кроме того, улучшаются возможности управления оконечными устройствами, которые можно отключать или перезагружать дистанционно.
Работает технология следующим образом. Электропитание подается в кабельную систему через питающее устройство PSE (Power Sourcing Equipment), которое располагается на одном из концов канала передачи данных. На другом конце канала располагается приемное устройство PD (Powered Device), которое разделяет сигнал и питание и понижает напряжение питания с 48 В, вырабатываемых источником, до того напряжения, которое необходимо оконечному устройству. Источник PSE может подавать питание к устройствам PD по одной из двух возможных схем. Первая схема применяется только при работе в сетях 10Base-T и 100Base-TX, имеющих свободные пары (пары 1 и 4), по которым и подается питание (рис. 1). Вторая схема предусматривает подачу питания по сигнальным парам (пары 2 и 3) и может применяться в любых сетях Ethernet (рис. 2).
Рис. 1. Подача питания по резервным парам
Рис. 2. Подача питания по сигнальным парам
В стандарте IEEE 802.3af определено несколько классов мощности источника и приемного устройства. По умолчанию применяется класс 0, который разрешает на выходе источника PSE максимальную мощность 15,4 Вт (на каждый канал) и от 0,44 до 12,95 Вт на входе приемного устройства PD. В настоящее время рассматривается вопрос об увеличении возможности до 30 Вт на каждый канал.
Максимальная величина тока в нормальном режиме работы устройства PSE составляет 350 мА на пару или 175 мА на один проводник. Эти характеристики были рассчитаны с учетом максимальной нагрузочной способности кабеля, состоящего из проводников 26 AWG (диаметр примерно 0,4 мм), при максимально допустимой температуре эксплуатации. Предусмотрено, что при включении электропитания в первую миллисекунду ток, потребляемый оконечным устройством, может достигать значения 5 А, а затем еще 50 мс оставаться на уровне 450 мА.
Обеспечена защита оконечных устройств, не поддерживающих технологию PoE. Источник PSE подает электропитание в кабель Ethernet только после обнаружения подключенного к кабелю приемного устройства PD.
Существуют различные способы аппаратной реализации новой технологии. Так, питающее устройство PSE может встраиваться в коммутатор или выпускаться в виде отдельного блока питания. Приемное устройство PD также может встраиваться в оконечное устройство или выпускаться в виде отдельного блока — сплиттера.
MultiCo 8 Port 10/100Mbps PoE Switch
MultiCo 16 Port PoE Mid-Span Power Supply
Примером коммутатора, поддерживающего технологию PoE, является неуправляемый восьмипортовый коммутатор MultiCo 8 Port 10/100Mbps PoE Switch, выполненный в солидном металлическом корпусе, в котором имеются отверстия для крепления кронштейнов для монтажа в 19-дюймовую стойку.
Коммутатор имеет встроенное питающее устройство PSE, подключенное к четырем из восьми имеющихся портов.
На передней панели расположены восемь разъемов RJ-45 (порты 10BaseT/100Base-TX/1000Base-T), индикатор подключения питания и индикаторы портов (по два на каждый порт), позволяющие определять сетевую активность, установленную скорость соединения и режим передачи (дуплекс или полудуплекс). Для четырех портов, поддерживающих технологию PoE, добавлены индикаторы связи с приемным устройством PD.
На задней панели находится гнездо подключения стандартного кабеля сети электропитания с выключателем.
Коммутатор оснащен встроенным блоком питания с автоматическим выбором напряжения в пределах 90-260 В.
Все порты коммутатора поддерживают автоопределение скорости 10/100 Мбит/с и режима соединения «дуплекс/полудуплекс», а также автоматическое определение полярности MDI/MDIX.
Коммутатор имеет неблокируемую архитектуру, причем коммутация осуществляется по технологии Store and forward, что позволяет осуществлять фильтрацию пакетов и удалять поврежденные.
Управление потоком выполняется по IEEE 802.3x на основе кадров в дуплексном режиме и методом backpressure в полудуплексном режиме. Пассивное охлаждение обеспечивает бесшумную работу коммутатора.
С целью подключения оконечных устройств, поддерживающих технологию PoE, для коммутаторов, не оснащенных новой технологией, применяются специальные источники питания. Источник питания MultiCo 16 Port PoE Mid-Span Power Supply тоже изготовлен в металлическом корпусе, на котором имеются отверстия для крепления кронштейнов для монтажа в 19-дюймовую стойку.
На передней панели расположены 16 разъемов RJ-45, образующие восемь пар «вход-выход», индикатор подключения питания и индикаторы связи с приемным устройством PD. Оконечные устройства, поддерживающие технологию PoE, подключаются к выходным разъемам источника, а коммутатор, не поддерживающий технологию PoE, — к входным. Источник осуществляет наложение напряжения питания на сигнал, передаваемый по парам 2 и 3.
MultiCo PoE Splitter
На задней панели источника питания расположено гнездо подключения стандартного кабеля сети электропитания с выключателем. Встроенный блок питания предоставляет автоматический выбор напряжения в пределах 90-260 В. Пассивное охлаждение обеспечивает бесшумную работу источника питания.
Для подключения оконечных устройств, не поддерживающих технологию PoE, к коммутатору, поддерживающему технологию PoE, используются приемные устройства PD, выполненные в виде отдельного блока. Такое устройство (сплиттер) выполняет разделение сигнала с данными и питающего напряжения, а также понижение питающего напряжения с 48 В до той величины, которая необходима оконечному устройству. Так, сплиттер MultiCo PoE Splitter имеет выходное напряжение питания 5 В.
Редакция выражает признательность компании MultiCo (www.multico.com.ru) за предоставление оборудования, поддерживающего стандарт IEEE 802.3af.
