Como aumentar o poder sobre o desempenho da Ethernet?
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Você já pensou como aumentar o poder sobre o desempenho da Ethernet? No artigo de hoje, discutiremos um tipo especial de cabo Ethernet: o cabo POE. O nome completo deste cabo é chamado de cabo Ethernet. Discutiremos o que é o cabo POE, a fonte de alimentação, os padrões, as precauções relacionadas aos cabos POE e como aumentar o poder sobre o desempenho da Ethernet.
1. O que é Poe?
Tradicionalmente, a fonte de alimentação e a transmissão de dados para dispositivos eram tratadas separadamente. Dispositivos conectados à Ethernet exigiam pelo menos umPoecabopara transmissão de dados e um cabo de alimentação para fonte de alimentação. A necessidade de cabos de energia sempre foi um fator limitante na implantação de dispositivos, exigindo que os dispositivos estejam próximos de saídas de energia existentes ou depositando cabos e saídas de potência separadamente para os dispositivos. A tecnologia Power Over Ethernet (POE) resolve esse dilema e torna a implantação de tais dispositivos muito mais flexível.
O PoE (Power Over Ethernet) refere-se à tecnologia que, sem nenhuma modificação na infraestrutura de cabeamento Ethernet CAT5E existente, pode transmitir sinais de dados para alguns terminais baseados em IP (como telefones IP, LAN sem fio LAN Points AP, câmeras de rede, etc.), além de fornecer corrente direta (DC) a esses dispositivos. Poe também é conhecido como poder sobre LAN (POL) ou Ethernet ativo, às vezes simplesmente chamado de fonte de alimentação Ethernet. Esta é a especificação padrão mais recente que usa cabos Ethernet existentes para transmitir dados e energia simultaneamente. Ele mantém a compatibilidade com os sistemas e usuários Ethernet existentes.
A fonte de alimentação POE (Power Over Ethernet) é uma tecnologia que fornece energia aos dispositivos através de cabos Ethernet. Ele permite a transmissão simultânea de dados e energia em um único cabo Ethernet, simplificando a fiação e corte custos.
Se você deseja usar a fonte de alimentação POE, é recomendável usar cabos POE especializados. Esses cabos geralmente têm fios de cobre adicionais para fornecer energia aos dispositivos. Além disso, os cabos POE geralmente têm maior qualidade e confiabilidade, porque são projetados e testados especificamente para garantir que funcionem corretamente em ambientes Ethernet. O uso de cabos Ethernet comuns para a fonte de alimentação POE pode levar a uma fonte de alimentação instável, atenuação do sinal e outros problemas. Portanto, se você precisar usar a fonte de alimentação POE, é melhor usar cabos POE especializados para garantir uma fonte de alimentação confiável e transmissão de dados.
2. PoePrincípio e método da fonte de alimentação a cabo
PadrãoCabos de rede CAT5Tenha quatro pares de fios torcidos, mas apenas dois pares são usados em 10m Base-T e 100m Base-T. O IEEE 802.3AF, um dos padrões POE, permite dois métodos: ao usar pinos inativos para fonte de alimentação, os pinos 4 e 5 são conectados como positivos e os pinos 7 e 8 são conectados como negativos.
Ao usar os pinos de dados para fonte de alimentação, a energia CC é adicionada ao ponto médio do transformador de transmissão sem afetar a transmissão de dados. Neste método, os pares de fios 1, 2 e 3, 6 podem ser de qualquer polaridade. O padrão não permite que ambos os métodos sejam usados ao mesmo tempo. O equipamento de fonte de alimentação PSE pode fornecer apenas um método, mas o equipamento de aplicação de energia deve poder se adaptar aos dois casos simultaneamente. O padrão estipula que a fonte de alimentação geralmente é de 48V, 13W. O equipamento PD (dispositivo de energia: dispositivo alimentado) fornece conversão de 48V a baixa tensão, o que é relativamente fácil, mas ao mesmo tempo deve ter uma tensão de segurança de isolamento de 1500V.
O padrão POE define dois métodos para usar cabos de transmissão Ethernet para fornecer energia CC aos dispositivos compatíveis com POE.
O primeiro é o método "Mid-span", que usa um dispositivo independente de fonte de alimentação, ponte entre oSwitch Ethernete o dispositivo terminal com função POE, geralmente usando os pares de fios inativos no cabo Ethernet para transmitir energia CC. O Midspan PSE é um dispositivo de gerenciamento de energia especializado, geralmente colocado com o interruptor. Tem doisJacks RJ45Para cada porta, um conectado ao comutador com um cabo curto (aqui referindo -se aos interruptores tradicionais sem a função POE) e o outro conectado ao dispositivo remoto.
O segundo método é "END SPAN", que integra o dispositivo de fonte de alimentação na extremidade da saída do sinal do comutador. Esse tipo de conexão integrada geralmente fornece função de fonte de alimentação "dupla" para pares de fios e pares de fios de dados de dados. Os pares de fios de dados usam transformadores de isolamento de sinal e utilizam torneiras centrais para obter a fonte de alimentação CC. É provável que o span final ganhe rapidamente popularidade, pois os dados da Ethernet e a transmissão de energia usam pares de arames comuns, eliminando assim a necessidade de configurar linhas dedicadas de transmissão de energia independentes, o que é particularmente significativo para cabos com apenas 8 núcleos e o padrão correspondenteSoquetes RJ45.
3. Processo de fonte de alimentação do dispositivo PoE
Ao implantar equipamentos de fonte de alimentação POE em uma rede, o processo de fonte de alimentação POE Ethernet inclui principalmente detecção, negociação de capacidade de alimentação, início da fonte de alimentação, fonte de alimentação contínua e desligamento.
3.1 Detectar PD:
Primeiro, o PSE (equipamento de fonte de alimentação) gera uma pequena tensão na porta para detectar se o dispositivo de link no terminal do cabo suporta o IEEE 802.3AF/no padrão. Esse processo é alcançado fornecendo uma pequena tensão limitada por corrente ao cabo para verificar se a extremidade remota tem a resistência característica necessária. Se um valor de resistência específico for detectado, indica que o terminal do cabo está conectado a um PD (dispositivo alimentado) que suporta POE.
3.2 Monitore Nível de PD/Capacidades de Fonte de Potência Negociação:
Após a detecção do PD, o dispositivo PSE classificará o dispositivo PD e avaliará a perda de energia necessária. Existem duas maneiras de negociar a capacidade da fonte de alimentação, a saber, analisar a resistência característica detectada e conduzir a negociação da capacidade de alimentação por meio do protocolo LLDP (protocolo de descoberta de camadas de ligação).
3.3 Iniciar a fonte de alimentação:
Dentro de um tempo configurável (geralmente menor que 15μs), o dispositivo PSE começa a fornecer energia da baixa tensão para o dispositivo PD até fornecer tensão CC de 48V. Se o dispositivo PD estiver desconectado da rede, o PSE irá rapidamente (geralmente dentro de 300-400 ms) parar de fornecer energia e repita o processo de detecção para verificar se o terminal do cabo ainda está conectado ao dispositivo PD.
3.4 Monitoramento contínuo em tempo real e fonte de alimentação:
Forneça energia CC estável e confiável ao dispositivo PD para garantir a operação normal do dispositivo. E fornecer monitoramento contínuo em tempo real.
3.5 Deslocado:
Se o dispositivo PD estiver desconectado da rede, o PSE será rapidamente (geralmente dentro de 300-400 ms), pare de fornecer energia ao dispositivo PD e repita o processo de detecção para detectar se o terminal do cabo está conectado ao dispositivo PD.
Esse processo garante a segurança e a eficiência da fonte de alimentação POE, protegendo os dispositivos conectados contra danos. Os interruptores POE são projetados para detectar de maneira inteligente dispositivos não-POE e evitar fornecer energia a eles, tornando ainda mais seguro usar.
4. Em relação aos padrões de fonte de alimentação POE
Obviamente, os cabos Poe não podem fornecer energia arbitrariamente; Eles devem aderir a processos e métodos específicos. Os cabos da fonte de alimentação POE também têm padrões relevantes e é importante saber qual padrão POE o cabo suporta antes de comprar. Esses padrões são propostos e publicados principalmente pela IEEE.
Atualmente, existem três padrões de fonte de alimentação POE: 802.3AF (POE), 802.3AT (POE+) e 802.3bt (Poe ++).
802.3af é o padrão básico para a funcionalidade POE, estipulando uma potência máxima de saída de 15W ao usarcabos de redepara fonte de alimentação. Esse padrão normalmente usa pares de fios 4,5,7,8 para transmitir corrente, com 4,5 como positivos e 7,8 como negativos.
802.3AT (POE+) é um padrão aprimorado para a funcionalidade POE, aumentando a potência máxima de saída para 30W. Esse padrão usa pares de fios 1,2,3,6 para transmitir energia, com opções de polaridade flexíveis: 1,2 como positivo e 3,6 como negativo ou vice -versa.
802.3bt (POE ++) é o padrão mais recente para a funcionalidade POE, com uma potência máxima de saída de até 60w. Esse padrão usa pares adicionais de fios para aumentar a capacidade e a eficiência da fonte de alimentação, o que significa que os cabos devem atender às especificações mais altas.
5. Sobre oPrincipais parâmetros da fonte de alimentação deTrês padrões de fonte de alimentação POE.
5.1 IEEE 802.3AF PRINCIPAIS PARAUMENTES DE FORNECIMENTO DE PODERADOS:
Tensão CC entre 44-57 v, normalmente 48V. A corrente operacional típica é 10-350 ma, com uma potência de saída típica de 15,4w. A corrente de detecção de sobrecarga é 350-500 ma. Sob condições sem carga, a corrente máxima necessária é 5MA. Ele fornece quatro níveis de classe de solicitações de energia para dispositivos alimentados (PDS): 3. 84-12. 95W.
Parâmetros de classificação IEEE 802.3AF:
Classe 0 dispositivos requerem uma potência operacional máxima de 012.95W;
Os dispositivos de classe 1 requerem 03.84W;
Os dispositivos de classe 2 requerem entre 3,85W6.49W;
A classe 3 dispositivos requerem entre 6. 5-12. 95W.
Como o IEEE 802.3AF Standard Caps Poe Power Consumo a 12,95W para PDS, limita os aplicativos ondeCabo EthernetPoder pode ser usado. Para superar as limitações de potência do POE, o IEEE introduziu um novo padrão: IEEE 802.3AT (também conhecido como POE+), que define dispositivos que exigem mais de 12,95W como classe 4, estendendo o nível de potência a 25W ou superior. Comparado ao 802.3AF, o 802.3AT pode gerar mais do que o dobro da energia, com cada porta capaz de produzir mais de 30W. Os PDs podem atingir até 29,95W, com PSE fornecendo mais de 30W de energia CC. O PD responde com um sinal de corrente de classe 4 para informar o PSE se ele pode lidar com a potência mais alta especificada pelo 802.3AT.
5.2 IEEE 802.3AT (POE+) Parâmetros de fonte de alimentação principal:
Tensão CC entre 50-57 v, normalmente 50V. A corrente operacional típica é 10-600 ma, com uma potência de saída típica de 30w. Classificação da Classe 4 da Classe 4 do PDS.
5.3 IEEE 802.3bt (Poe ++)) Parâmetros de fonte de alimentação principal:
A especificação IEEE 8 0 2.3BT apresenta quatro novas classificações PD de alta potência (classe), trazendo o número total de categorias de recursos únicos para nove. As classes 58 são novas no padrão POE e se traduzem em níveis de potência de PD de 40,0W a 71W.
O IEEE 802.3BT é compatível com o IEEE 802.3AT e 802.3AF. Um PD IEEE 802.3AT ou 802.3AF de menor potência pode se conectar a um PSE 802.3BT de maior potência sem problemas. Por outro lado, quando um PD 802.3BT de maior potência se conecta a um PSE 802.3AT ou 802.3AF de menor potência, o PD precisa apenas operar em seu respectivo estado de menor potência, um processo conhecido como "rebaixamento de energia".
6. Sobre a classificação da fonte de alimentação POE
IEEE 8 0 2.3 atribui várias classes aos sistemas POE, como visto nos padrões acima da classe 0 à classe 7, juntamente com o tipo 1/2/3/4. A classe é determinada pelo menor nível de potência comum suportado pelo equipamento da fonte de alimentação e pelo dispositivo alimentado. Isso é alcançado através do equipamento de fonte de alimentação que detecta os requisitos de energia do dispositivo alimentado usando o LLDP (Link Layer Discovery Protocol), que analisa essencialmente pacotes bidirecionais entre o equipamento de fonte de alimentação e o dispositivo alimentado.
A classe varia de {{0}} a 8, com o tipo 1 e o tipo 2, incluindo as classes de 0 a 4, cobrindo a energia de entrada para dispositivos alimentados que variam de 12,95W a 25.5w. O tipo 3 inclui a classe 5 (até 40W para dispositivos elétricos) e Classe 6 (até 51W para dispositivos alimentados), enquanto o tipo 4 inclui a classe 7 (até 62W para dispositivos acionados) e a classe 8 (até 73W para dispositivos alimentados).
Então, por que temos essas classificações? O sistema de classificação existe para negociar as necessidades de energia e gerenciar o orçamento do equipamento de fonte de alimentação com mais eficiência. Por exemplo, se o equipamento da fonte de alimentação for classe 6, mas o dispositivo alimentado é apenas a classe 5, o sistema será classificado como classe 5 e o equipamento de fonte de alimentação pode definir a potência máxima de saída de acordo com os requisitos do dispositivo, em vez de gerar mais energia do que o necessário.
Embora alguns técnicos dependam de consultar informações do LLDP para rastrear quais dispositivos estão consumindo energia e quanto, a boa notícia é que a maioria das pessoas não precisa se preocupar com a classificação-o que você realmente precisa saber é a energia exigida pelo dispositivo para escolher o equipamento correto da fonte de alimentação para garantir que a demanda seja atendida. Se seus dispositivos alimentados tiverem uma ampla gama de necessidades de energia (que é normal, como no mesmo ambiente, pode haver um relógio de parede POE exigindo menos de 4W e uma TV Poe que requer 70W, etc.), você não precisa se preocupar porque os tipos de POE são compatíveis com versões anteriores.
7. Cálculo de energia do sistema de fonte de alimentação POE eComo aumentar o poder sobre o desempenho da Ethernet.
A potência total de um interruptor POE é um indicador muito importante, diretamente relacionado a quantas câmeras ele pode suportar. Tomando um switch 24- porta POE com uma fonte de alimentação de 400W como exemplo, a energia total utilizável do Switch POE está em torno de 370W após a contabilização de perdas. O consumo total de energia do Switch é igual à soma da potência máxima usada por todos os dispositivos mais perdas de linha.
Sob o padrão IEEE 802.3AF, ele pode fornecer completamente 24 portas (370/15. 4=24), o que significa que pode simultaneamente alimentar 24 câmeras, ou seja, fonte de alimentação de carga total. No entanto, se calculado com base na fonte de alimentação máxima de porta única do IEEE 802.3AT Standard, ele só pode fornecer 12 portas simultaneamente (370/30=12). Isso ainda não considera a perda de linha. No uso prático, muitas câmeras de rede comuns têm menor consumo máximo de energia, geralmente não excedendo 15W. Se cada porta POE se reservar uma potência da fonte de alimentação de acordo com a potência máxima (por exemplo, 30W), algumas portas podem não usar a energia do POE, enquanto outras podem não obter energia suficiente. Por exemplo, alguns comutadores POE suportam o gerenciamento dinâmico de energia para evitar essa situação. Ao comprar um Switch POE, verifique se ele suporta gerenciamento dinâmico de energia; portanto, cada porta aloca apenas a energia realmente usada, utilizando assim com mais eficiência a capacidade de fonte de alimentação do Switch POE.
