Перед внедрением в сети питания Power over Ethernet полезно проверить, способна ли кабельная система поддерживать такие приложения. Это сэкономит вам массу времени и средств, и вы будете уверены, что ваша кабельная система протестирована в соответствии со стандартами. В этой статье описаны проблемы, с которыми можно столкнуться при внедрении питания Power over Ethernet, а также предлагается тестирование схемы разводки в сетях Ethernet, позволяющее убедиться в том, что инфраструктура в состоянии поддержать приложения, использующие питание PoE.
Протокол IP и технологии Ethernet охватывают весь мир. Повсеместное распространение сетей повышает эффективность работы предприятий, позволяя им пользоваться новейшими приложениями и сервисами. Вот лишь некоторые из них: передача голоса по IP (VoIP), беспроводные сети, сетевые системы безопасности, мобильные устройства сбора данных…
Эти приложения требуют, чтобы к компьютерной сети добавлялись новые устройства, но часто они располагаются в тех местах, где поблизости нет источников питания. Получается, что в каждой возможной точке подключения IP-телефонов, беспроводных точек доступа и веб-камер, карточных считывателей RFID и т.п. оборудования необходимо устанавливать еще и розетки переменного тока на 110/220 В. В реальных условиях это практически невозможно: это дорого, не всегда уместно, а порой этому препятствуют сложности строительного характера.
Телекоммуникационная промышленность признает эту проблему и предлагает вариант решения в стандарте IEEE 802.3af. Стандарт описывает характеристики электропитания для сетевых устройств, подаваемого по тем же кабелям Ethernet категорий 5, 5е и 6, по которым передаются данные. Стандарт на питание Power over Ethernet (PoE) теперь служит основой для реализации множества приложений, особенно для IP-телефонии.
Для внедрения в системе приложения РоЕ по кабелю Ethernet необходимо подавать питание. Один из возможных способов - использовать коммутатор Ethernet, совместимый со стандартом 802.af, их называют также коммутаторами со встроенными оконечными источниками питания (Endspan). Коммутатор Endspan имеет порты, через которые по кабелям Ethernet вместе с данными подается питание в соответствии со стандартом 802.3af. Большинство поставщиков коммутаторов Ethernet предлагают клиентам вариант питания Endspan как дополнительную опцию к коммутатору. Оборудование Endspan – разумный вариант для внедрения РоЕ в новых компьютерных сетях.
При создании стандарта 802.3af институт IEEE должен был учесть еще и то, что сейчас используются тысячи коммутаторов Ethernet, не способных поддерживать питание РоЕ. Заменить все эти коммутаторы на новые, поддерживающие питание Endspan, только для того, чтобы внедрить РоЕ, невозможно по экономическим причинам. Для таких случаев стандарт предлагает альтернативное решение – промежуточные источники питания (Midspan). Источник Midspan – это устройство, внешне напоминающее коммутационную панель; оно располагается в сегменте между коммутатором Ethernet и оконечными сетевыми устройствами. Источник Midspan подает питание по кабелю Ethernet, а поток данных пропускает через себя транзитом.
Кроме экономии затрат на коммутационное оборудование, решение Midspan PoE имеет много дополнительных преимуществ по сравнению с коммутаторами Endspan:
Существует много производителей устройств Midspan, предлагающих широкий спектр источников питания, самых разных размеров и конфигураций. Уже установлены миллионы портов Midspan, и аналитики ожидают, что поставки таких устройств будут только расти.
Компания ABC хочет внедрить передовые функции передачи голоса, поэтому она решает заменить обычную мини-АТС на оборудование с поддержкой VoIP. В офисах, на складах и в производственных помещениях будут установлены IP-телефоны. Чтобы с электропитанием не возникло проблем, компания выбирает телефоны, соответствующие стандарту 802.3af.
Сеть IP/Ethernet в компании ABC работает надежно и имеет достаточный запас пропускной способности коммутаторов, так что к ним можно подключить новые IP-телефоны. Вместо того, чтобы менять коммутаторы Ethernet на новые и тратить на это большие деньги, компания выбирает устройства Midspan, подключает их к существующей кабельной системе, чтобы они подали питание IP-телефонам. Это позволяет интегрировать их в существующую компьютерную сеть.
Для голосовых приложений очень важна надежность и высокое качество передачи, поэтому кабельная система не должна иметь дефектов. Однако промежуточные источники питания РоЕ Midspan не дают тестирующему оборудованию выполнить очень важный тест: проверку правильности разводки пар кабеля по контактам разъемов. Для такой проверки тестовый прибор подает сигналы постоянного тока в сегмент и ждет ответного сигнала от дальнего конца. Результаты такого теста выводятся под названием "Схема разводки" (Wiremap). "Схема разводки" - наглядный тест, позволяющий показать раскладку пар кабеля по контактам разъема.
Чтобы тест схемы разводки выполнялся правильно, технический специалист сначала должен выбрать в настройках кабельного анализатора соответствующую конфигурацию гнезда – правильный вариант раскладки пар. Затем выполняется тестирование схемы разводки, и его результаты сравниваются с выбранной конфигурацией. Если результаты теста соответствуют ей, то прибор сообщает, что схема разводки правильна. Если имеются несоответствия, то прибор сообщает о сбое.
Устройства Midspan не дают проверить схему разводки обычными приборами. Присутствие в сегменте устройства Midspan делает бесполезными обычные методы проверки схемы разводки, поскольку такие источники питания содержат схемы, защищающие коммутаторы Ethernet от обратных токов. Задача этих схем – обезопасить порты Ethernet от выгорания, но при этом заодно блокируются сигналы постоянного тока, которые кабельный анализатор должен получить от дальнего конца при тестировании схемы разводки. В результате компании АВС не удастся провести важнейший тест, чтобы проверить пригодность кабельной системы Ethernet для поддержки работы телефонов VoIP и устройств Midspan.
Специально для проверки сегментов, в которых есть источники питания Midspan PoE, компания Fluke Networks разработала новый тест. Для поиска сбоев в разводке этот тест использует сигналы переменного тока вместо постоянного. Постоянный ток течет в одном направлении, и оно неизменно. Переменный ток порождает синусоидальные колебания, причем его направление изменяется каждые полпериода. Это свойство переменного тока делает блокирующие конденсаторы, установленные в устройствах Midspan, прозрачными для сигналов тестера, Сигналы переменного тока позволяют точно отобразить схему разводки, даже если в сегменте есть устройство Midspan.
Проверка схемы разводки с помощью сигналов переменного тока – более сложная задача, чем при использовании постоянного тока. При использовании постоянного тока на каждый проводник подается определенное напряжение, а затем все остальные проводники проверяются на появление именно этого напряжения. Тест с переменным током основан на похожем подходе, но при этом возникают некоторые сложности. При использовании переменного тока сигналы подаются на витую пару, а не на отдельный проводник, и затем анализируется влияние этого сигнала на другие пары кабеля в каждом коннекторе, который встретится в сегменте. Если в сегменте есть ошибка в разводке или если кабель бракованный, идентифицировать причину сбоя сложнее, нужен более глубокий анализ. Так, чтобы правильно распознать ошибку, затрагивающую две пары (например, короткое замыкание между двумя парами или расщепленные пары), прибору необходимо не только уметь различать путь от одной пары к другой, но и оценивать наводки с пары на пару.
Несмотря на то, что тестирование схемы разводки по переменному току AC Wiremap имеет свои сложности, все же это быстрая, точная и надежная функция. Прибор DTX CableAnalyzer™ – это единственный кабельный анализатор, имеющий функцию проверки схемы разводки по переменному току.
Выполнение теста AC Wiremap с помощью прибора DTX CableAnalyzer™ начинается с указания правильных настроек в разделе SETUP. Когда настройки заданы, схема разводки будет проверяться по переменному току, и тогда инженер или монтажник может переходить к автотесту. После выбора предела тестирования (Test Limit), типа кабеля (Cable Type) и конфигурации гнезда (Outlet Configuration) можно начинать тестировать сегмент.
После завершения тестирования можно использовать программное обеспечение LinkWare компании Fluke Networks для упорядочивания, редактирования, просмотра, печати и сохранения результатов теста. Проверка кабельной системы в сегментах, где есть источники питания Midspan, теперь ничуть не сложнее, чем проверка обычной кабельной системы.
Монтажник кабельных сетей в компании ABC должен пройти по всем сегментам, к которым будут подключаться IP-телефоны, и по очереди подключить прибор DTX CableAnalyzer™ ко всем кабелям Ethernet с той стороны, с которой подают питание устройства Midspan. При этом он использует функцию AC Wiremap. Прибор DTX проверяет сегменты на наличие характерных сбоев. Если они в сегменте есть, прибор их найдет – это утверждение верно для абсолютного большинства ошибок в разводке. При обнаружении одновременно нескольких неисправностей на экране теста Wiremap отображаются соответствующие пары кабеля и местоположение ближайшей точки сбоя. И если обнаружен, например, обрыв пары, то неисправность можно устранить до того, как к сегменту будет подключен IP-телефон.
Если все неисправности устранены или не обнаружено ни одного сбоя, значит, приложения VoIP можно внедрять и быть при этом уверенными, что они будут работать надежно.
Технология Power over Ethernet очень важна в современных локальных сетях. Использование промежуточных устройств Midspan – самый эффективный способ сделать сеть Ethernet пригодной для приложений, требующих питания РоЕ. Поскольку источники Midspan находятся в середине сегментов, по которым передаются данные, необходимо проверять кабельную систему прямо с ними, иначе невозможно гарантировать, что приложения, требующие питания РоЕ, затем будут работать без сбоев. Компания Fluke Networks предвидела, что владельцам и монтажникам кабельных сетей потребуется возможность такого тестирования, поэтому оснастила прибор DTX CableAnalyzer™ новой функцией AC Wiremap.
Возврат к списку
