Практически всем оконечным устройствам в сети до сих пор требовалось два подключения: первое — для передачи данных, а второе — для питания. Благодаря передаче питания по Ethernet (Power over IP, PoE) дополнительные провода уже не нужны. Все большее количество устройств, среди которых IP-телефоны, точки беспроводного доступа и сетевые камеры, получают питание непосредственно по кабелю Ethernet. Весьма вероятно, что и коммутаторы Ethernet станут стандартно оснащаться PoE. Однако хотя подачу питания по Ethernet внедрить и эксплуатировать довольно просто, для успешного применения необходимо соблюдать несколько правил.

Путешественники, которым в дороге требуется подключить электроприборы к сети, сталкиваются с огромным многообразием различных систем — немецкими безопасными штекерами, британскими и американскими вилками, напряжением в 240 и 110 В. Вместе со стандартом 802.3af для подачи питания Институт инженеров по электротехнике и электронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) создал первый в мире единый стандарт де-факто подачи питания по кабелю Ethernet, который облегчает жизнь по крайней мере администраторам.

ВЫБОР ПАРЫ

Стандарт IEEE 802.3af допускает два метода передачи тока по кабелю Ethernet Категории 5. Кабели Категории 5 имеют четыре пары жил, из которых для передачи данных в сетях 10BaseT и 100BaseT востребованы лишь две. Спецификация РоЕ предлагает следующие возможности их использования:

  • по резервным парам жил (Redundant Pairs). Жилы на четвертом и пятом контактах вилки задействуются для подачи положительного питания, а жилы на седьмом и восьмом контактах берут на себя подачу отрицательного напряжения;
  • по парам данных (Data Pairs).

В случае этой так называемой «фантомной» подачи электропитание осуществляется по уже используемым парам жил. Однако следует учитывать, что полярность жил не определена. Кроме того, при использовании кабеля с перекрестными соединениями она меняется на обратную. Поэтому входная схема оконечного устройства, к примеру точки доступа, должна самостоятельно распознавать полярность. Фантомное питание по сути не создает помех сигналу Ethernet в случае 10BaseT и 100BaseTX, и потому его применение по сути целесообразно.

Стандарт РоЕ не позволяет одновременно использовать оба метода. Поэтому производители коммутаторов с поддержкой РоЕ предусматривают подачу питания по жилам данных. Устройства, предоставляющие энергию, к примеру коммутаторы, называются в спецификации также «оборудование подачи питания» (Power Sourcing Equipment, PSE). Совместимые со стандартом 802.3af устройства-потребители (Powered Device, PD) или оконечные устройства РоЕ (телефоны или точки доступа) должны, в соответствии со спецификацией, поддерживать оба метода, т. е. способны получать энергию как по парам данных, так и по резервным парам, но не по тем и другим одновременно.

Хотя в стандарте IEEE 802.3af говорится лишь о «конечных точках» или о «PSE конечных точек», устройства, обеспечивающие подачу питания — как правило, коммутаторы, — называют «основные устройства» (Endspan Devices). В качестве альтернативы питание оконечным устройствам могут подавать так называемые «вспомогательные устройства» (Midspan Devices). Это, к примеру, могут быть специальные концентраторы или коммутационное поле PoE. Однако такое решение экономически целесообразно лишь при подключении небольшого числа оконечных устройств.

СНАЧАЛА ПРОВЕРИТЬ ПРИГОДНОСТЬ СТОЙКИ

В традиционных сетевых устройствах блоки питания либо встроены внутрь, либо расположены снаружи в непосредственной близости от устройства. В среде РоЕ питание подается коммутатором по сетевому кабелю. Это означает, что в серверной комнате или в распределительном шкафу вырабатывается дополнительное тепло, которое требуется отводить. Установки для кондиционирования или системы охлаждения должны быть достаточно мощными, чтобы и после инсталляции коммутатора РоЕ поддерживалась необходимая для работы оборудования температура. Кроме того, в помещениях следует установить источники питания надлежащей мощности, дабы обеспечить дополнительное потребление энергии коммутаторами. Если, к примеру, через коммутационное или кабельное помещение подключают 200 оконечных устройств, каждому из которых требуется по 15,4 Вт, администратору придется принимать в расчет дополнительные 3080 Вт. Да и сами коммутаторы PoE нуждаются в питании. В качестве базового правила можно принять то, что большинство модульных коммутаторов потребляет мощность от 1000 до 2000 Вт.

Подача питания через коммутаторы вызвала к жизни новые форм-факторы и привела к новому распределению веса устройств. Устройства РоЕ во многих случаях глубже традиционных коммутаторов, а также тяжелее из-за дополнительных или более крупных блоков питания. Поэтому их следует размещать в нижней части стойки для обеспечения максимальной стабильности и при этом не забыть убедиться, что места остается достаточно и ничто не помешает свободной циркуляции воздуха.

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ОБЛЕГЧАЕТ ПЛАНИРОВАНИЕ

Для облегчения планирования и реализации сетей РоЕ устройства делятся на пять классов (см. Таблицу 1). Для каждого класса IEEE определил точный коридор допустимой мощности потребления оконечных устройств и, кроме того, максимальную мощность питания PSE. Предельная величина — 15,4 Вт. На основе этих классов сеть может предоставлять всем устройствам реально необходимую мощность и, таким образом, в полной мере использовать ресурсы питания PSE. Если не все устройства расходуют максимальные 15,4 Вт, то это конечно же ведет к снижению суммарной мощности питания и охлаждения в стойке или распределительном шкафу.

Однако следует учитывать, что классификация не носит обязательного характера. Если компания заинтересована в применении РоЕ, то сначала надо выяснить, поддерживают ли устройства данную классификацию. При планировании, кстати, не стоит опасаться причинения ущерба старым устройствам, не поддерживающим РоЕ: PSE проверяет, поддерживает ли подключенное устройство РоЕ, и лишь после этого подает питание по проводам. Кроме того, при этом также определяется, к какому классу РоЕ относится подключенное устройство, чтобы подать на него правильное напряжение.

При невозможности питания через PSE, к примеру из-за повреждения блока питания РоЕ на коммутаторе, конечные устройства становятся неработоспособными. Поэтому для обеспечения постоянной подачи электроэнергии следует изначально запланировать избыточную схему питания. Как правило, производители коммутаторов предлагают возможность внешней подачи питания в качестве дополнения. При отказе внутреннего блока этот второй блок в течение 1 мс берет подачу энергии на себя. Таким образом, оконечные устройства, как телефоны или точки доступа, будут по-прежнему работать, а пользователи ничего не заметят. Тем самым достигается дополнительная безопасность именно в критичных для предприятия областях: IP-телефоны в отделе сбыта, например, продолжат функционировать и снижения оборота не произойдет (см. также врезку «Высокая готовность и РоЕ»).

Общую мощность коммутатора РоЕ можно повысить при помощи дополнительных внешних (не избыточных) блоков питания. Это позволяет достичь максимально возможных 15,4 Вт на каждом порту — даже когда подключено очень много оконечных устройств с большим потреблением энергии.

МНОГО ПРЕИМУЩЕСТВ, МНОГО ВОЗМОЖНОСТЕЙ

Рисунок 1. Подача питания по Ethernet уже сегодня относится к стандартному функционалу многих коммутаторов.

Подача питания по Ethernet, по мнению ведущих производителей, один из самых многообещающих новых стандартов в сетевых технологиях. Интеграция функций РоЕ во все большее количество коммутаторов ведет к снижению цен, что, в свою очередь, способствует росту интереса к соответствующим устройствам. Так, сегодня коммутаторы РоЕ уже можно приобрести по той же цене за порт, что и устройства без поддержки РоЕ (см. Рисунок 1). Постоянно расширяющийся ассортимент оконечных устройств с поддержкой РоЕ будет способствовать дальнейшему распространению этой технологии. Когда предприятия освоятся с РоЕ, реализация целой инфраструктуры с поддержкой новой технологии уже не будет представлять проблемы. Возможности применения разнообразны — а использование достаточно просто.

Штефан Роммель — менеджер по развитию бизнеса подразделения ProCurve Networking Business компании Hewlett-Packard.

Высокая готовность и РоЕ

Готовность IP-телефонов, ток к которым подается коммутатором локальной сети по Ethernet, зависит от бесперебойности работы коммутатора. РоЕ на первый взгляд еще больше усиливает зависимость телефонии от локальной сети: при отказе коммутатора РоЕ подключенные к нему оконечные устройства нельзя использовать даже автономно. Некоторые критики выдвигают проблему высокой готовности в качестве аргумента против объединения телефонии и локальных сетей. Однако применительно к РоЕ это возражение неверно: питаемые по Ethernet оконечные устройства — IP-телефоны и точки беспроводного доступа, — для которых отказавший коммутатор не может служить более источником питания, все равно бесполезны без доступа к локальной сети — подается на них ток или нет. Вывод: предприятиям уже сегодня следует инвестировать в сети высокой готовности, чтобы деловые процессы на базе ИТ не прерывались.

Вильгельм Грайнер

? AWi Verlag