Standarde PoE si use case-uri

Ce este PoE (Power over Ethernet)?

PoE este o metoda prin care unele echipamente, numite in acest context PD – powered devices pot fi alimentate cu curent electric folosind acelasi cablul de date prin care se face conectarea la retea. PoE aduce cu sine cateva avantaje deosebit de importante pentru un administrator de retea:

  • elimina nevoia de a folosi alimentatoare si de a avea o priza de curent in locul in care se instaleaza echipamentul (rezulta un cost de instalare mai mic)
  • ofera flexibilitate in ceea ce priveste locatia echipamentului
  • ofera posibilitatea de a reseta echipamentul de la distanta, lucru foarte la indemana in situatii de troubleshooting si imposibil de facut cu un alimentator sau injector
  • ofera high availability intrucat dispozitivul este alimentat de un switch numit si PSE (Power Sourcing Equipment) care poate sta pe un UPS sau care poate avea o sursa de curent redundanta

Printre echipamentele care pot fi alimentate prin PoE se numara si:

  • telefoane VoIP
  • access point-uri
  • camere IP de supraveghere
  • tablete de room booking
  • mini sau micro switch-uri (cu 4 sau 8 porturi de exemplu)

Puterea electrica este furnizata peste cablul de retea. De aceea, este important ca acesta sa fie conform specificatiilor standardului de PoE folosit. Cablurile de retea vechi sau cu defecte pot introduce probleme atunci cand sunt folosite si pentru PoE, mai ales cand vine vorba de cabluri de tip CAT3 sau CAT5. Exista si notiunea de buget de putere – puterea totala care poate fi oferita de PSE. Acest buget determina cate dispozitive si de ce fel pot fi acestea sa fie alimentate prin PoE. De exemplu, un switch care are un buget de 370W poate oferi PoE de 15,4W pe 24 de porturi sau 30W pe 12 porturi.

Primele dispozitive alimentate prin PoE au fost telefoanele IP. Cisco Systems a fost pionierul in domeniu dezvoltand o tehnologie numita inline power in anul 2000 care putea sa ofere o tensiune continua de 48V, similar ca in retelele de telefonie clasica, si o putere de 7W per port. Puterea oferita era suficienta pentru un simplu telefon. Astazi insa telefoanele au display color si tactil si chiar o camera pentru apeluri video. Sau AP-urile sunt de tipul MIMO cu mai multe radio-uri de Tx si Rx. Necesarul de putere pentru a functiona la capabilitati maxime a crescut. Asa ca tehnologia PoE a evoluat o data cu cerintele pietei.

802.3af

Prima varianta de PoE standardizata a aparut in 2003 si poarta numele de IEEE 802.3af sau simplu PoE. Acest standard foloseste 2 perechi de fire din cele 4 disponibile in cablul de tip UTP si poate oferi maxim 15,4W pe port de switch. La 100 de metri distanta intre portul de switch si dispozitivul alimentat vor ajunge aproximativ 12,95W. Pierderea se datoreaza efectului Joule – o parte din puterea electrica se pierde sub forma de caldura. Fiind un standard, tehnologia este disponibila pe switch-uri sau pe line card-uri de switch de la toti vendorii importanti. Fiind un standard, problemele de interoperabilitate sunt eliminate. Pentru situatiile in care nu se poate folosi un switch cu PoE (costul poate fi un motiv) exista ca alternativa un dispozitiv numit injector. Injectorul este dispozitiv care introduce putere electrica intr-un cablu UTP. Dar, dezavantajul major este ca injectorul este un echipament de nivel fizic, fara management, si nu ofera posibilitatea de resetare de la distanta a echipamentului alimentat. Alte dezavantaje: ocupa loc in rack si consuma o priza de curent.

802.3at

Pentru dispozitivele care consuma mai mult de 15,4 a fost creat in anul 2009 standardul IEEE 802.3at sau PoE+. Acest standard foloseste tot 2 perechi de fire din cablul UTP si poate oferi o putere maxima de 30W pe port de switch, cu o putere de 25,5W la 100m distanta (efectul Joule). AP-urile de ip 802.11ac sau ax, telefoanele de ecran LCD sunt exemple de consumatori tipici pentru PoE+. Cei mai multi producatori de switch-uri au in portofoliu switch-uri care pot oferi PoE sau PoE+ pentru dispozitivele folosite. Pentru o mai buna eficienta energetica, dar si pentru a proteja echipamentul alimentat, puterea transmisa pe portul de switch se poate negocia in functie de tipul de dispozitiv si necesarul de putere. Echipamentele Cisco pot folosi protocolul proprietar CDP si mesaje specifice prin care se comunica nivelul de putere dorit de PD care trebuie oferit de PSE. Switch-urile produse de alti vendori pot folosi protocolul LLDP in aceleasi scopuri.

Next step? 802.3bt

Ratificat in 2018, acest nou standard IEEE poarta si numele de PoE++ sau 4PPoE intrucat foloseste toate cele patru perechi de fire din cablul UTP, oferind o putere maxima de 100W pe port de switch. Dispozitivele care pot folosi acest standard pentru alimentare  sunt diverse: iluminatul smart al unei cladiri, alimentarea unor statii de lucru cu port USB-C, monitoare, sisteme de alarma si chiar instalatii de HVAC. Acest standard este compatibil si cu echipamentele “legacy” care folosesc doar 2 din cele 4 perechi de fire. Producatorii de echipamente de retea cu un anumit renume in industrie precum Cisco deja au in portfoliul lor switch-uri capabile de standardul 802.3bt. De fapt, acest standard nu este decat o ratificare si o imbunatatire a tehnologiei UPoE dezvoltate de Cisco in 2011 care putea sa ofere 60E/port de switch.

Tehnologia PoE este cu siguranta un add-on binevenit in reteaua oricarei companii. Desi costul asociat cu aceasta solutie poate parea mare la inceput, avantajele oferite in zona de IT Ops (IT Operations) pot fi argumente care “fac rost” de bugetul necesar unei astfel de investitii. Inginerii Dendrio va pot ajuta in alegerea si dimensionarea “flotei” de switch-uri necesara pentru a integra in retea dispozitive alimentate prin PoE.

Mihai Dumitrascu, Sr Systems Engineer

Menu