Czym kierować się przy wyborze przemysłowego switcha PoE

PoE czyli Power over Ethernet to znana od niemal dwóch dekad technologia, która pozwala na przesyłanie danych i zasilania tym samym kablem Ethernet. Rozwój sieci komputerowych i urządzeń IoT spowodował, że standard PoE a tym samym switche PoE rozwijają się bardzo dynamicznie. Na rynku funkcjonują równolegle aż trzy standardy: PoE, PoE+ i PoE++, dlatego warto wiedzieć czym się różnią i co oferują.


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 802.3af rozpoczęły się prace nad nowym standardem. W 2009 roku opublikowany został standard IEEE 802.3at, zwany PoE typu 2, który oferował do 30 W na porcie PoE, przy napięciu 50–57 V. Dzięki zwiększeniu dolnej granicy napięcia zasilania i obniżeniu rezystancji kabli poprzez zastosowanie kabli kategorii 5e udało się podnieść 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 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. Pomimo istotnych zmian w warstwie fizycznej i łącza danych przejście z PoE na PoE+ jest bezproblemowe, ponieważ w obu przypadkach mamy do czynienia z trybem 2-parowym. Wraz z nadejściem idei IoT, czyli Internet of Things, pojawiły się pomysły zastosowania PoE w kolejnych urządzeniach, np. w komputerach przenośnych lub telewizji hotelowej. W takich zastosowaniach 30W to zdecydowanie za mało, dlatego w 2018 roku nastąpiła kolejna iteracja w rozwoju PoE i powstało PoE++, czyli IEEE 802.3bt.

PoE++ występuje w dwóch odmianach: Typ 3 do 60W na port i Typ 4 do 100W na port. 802.3bt typ 3, podobnie jak 802.3at, oferuje prąd maksymalny do 600 mA na parę. Podstawowa różnica to użycie wszystkich 4 par skrętki w celu uzyskania 60W. 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 4 parowym, aby wystawić 100W na porcie Ethernet.





W przypadku PoE++ wyraźnie widać, że parametry portu nie są jednoznaczne jak dla PoE i PoE+. IEEE 802.3bt może oznaczać tryb 2-parowy lub 4-parowy, inne poziomy napięć oraz różne sposoby zarządzania mocą. Dlatego przy wyborze switcha 802.3bt trzeba poświęcić więcej uwagi na parametry techniczne 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, gdzie podawana jest tylko dostępna moc. Aby ustalić czy PoE typu 3 używa trybu 2-parowego czy 4-parowego, 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 się zatem okazać, że switch z 8 portami PoE obsłuży tylko 4 urządzenia typu 4. Dobierając switch pod konkretne zastosowanie należy uwzględnić całościowe zapotrzebowanie na moc podłączonych urządzeń PoE PD.

Aby zapewnić stabilność i bezpieczeństwo sieci PoE dużej mocy, Antaira Technologies zaimplementowała w swoich przełącznikach i media konwerterach szereg opatentowanych rozwiązań, które zapewniają bezawaryjną pracę i znacząco podnoszą komfort użytkowania całej infrastruktury. Przykładem jest funkcja Safe PoE Disable, czyli bezpieczne wyłączanie PoE, która przy pomocy przełącznika DIP pozwala na odłączenie zasilania 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 (ang. Power Remote Reset Technology). Funkcja ta jest dostępna w niezarządzalnych przełącznikach i konwerterach PoE++ i aktywowana jest przełącznikiem DIP na panelu frontowym urządzenia. Konwertery PoE++ na światłowód zwykle znajdują się w odległych i trudno dostępnych lokalizacjach, dlatego PRRT pozwala na zdalny reset urządzenia PoE PD podłączonego do konwertera poprzez odpięcie światłowodu na 3 sekundy. Po ponownym podłączeniu portu optycznego konwerter automatycznie przywraca zasilanie na porcie PoE.

Przeciwieństwem Safe PoE i PRRT jest funkcja Persistent PoE, która dostępna jest w zarządzalnych przełącznikach PoE++ Antaira. Umożliwia ona ponowne uruchomienie przełącznika przy jednoczesnym dostarczaniu zasilania do podłączonego urządzenia PoE PD. W sytuacji, gdy 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 ponownych 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 ew. przestoje są zredukowane do minimum.

Standard 802.3bt sprawia, że zarządzanie energią staje się bardzo ważnym czynnikiem podczas projektowania sieci Ethernet. Coraz ważniejsze staje się 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.
www.antaira.pl