Раздел: Компьютерная документация -> Сети -> Сетевое оборудование

Обзор восьмипортового PoE коммутатора Level One FSW-0822

В последнее время во многих компаниях  широко используются системы беспроводных ЛВС и IP-телефонии. Они позволяют выйти на более высокий уровень организации предприятия и получают существенные выгоды, однако чаще всего присутствуют сложности при их внедрении. Довольно часто приходится привязывать расположение сетевых устройств  к размещению электрических розеток. Такой способ сильно ограничивал возможности быстрого внедрения новых технологий, являлся дорогостоящим и плохо масштабируемым, да и просто неудобным. 

Подобное положение привело к тому, что в июле 2003 года в американском институте IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers – Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике) был одобрен новый стандарт –  IEEE 802.3af (IEEE 802.3-2005). Описанная в стандарте технология PoE (Power Over Ethernet) предлагает подачу питания к маломощным (с потреблением тока до 400 мА) устройствам Ethernet по стандартным сигнальным кабелям без необходимости использования каких-либо силовых кабелей и адаптеров. Помимо очевидного плюса – экономии на прокладке сети электропитания – у такого способа подачи питания имеются и другие преимущества. Коммутатор L1 FSW-0822 является одним из недорогих устройств такого класса, позволяющим подключать до четырех устройств PoE по кабелям Ethernet категории 5 и выше.  

Комплект поставки 

Содержимое упаковки: 

• коммутатор L1 FSW-0822;
• инструкция по эксплуатации;
• шнур питания;
• кронштейны для монтажа в 19-дюймовую стойку;
• крепления для многоэтажной компоновки в виде стойки;
• комплект винтов для крепления кронштейнов. 

Основные характеристики: 

• соответствует IEEE 802.3, 802.3u  и 802.3af стандартам;
• 8 портов 10/100 Mb Ethernet и из них 4 порта поддерживают PoE;
• 8 портов 10/100 Mb поддерживают автоопределение и полнодуплексный и полудуплексный режимы;
• 4 PoE порта с определением класса;
• поддерживает максимально 15.4 W на каждом PoE порту;
• поддерживает защиту от перегрузки и короткого замыкания;
• поддерживает 1K MAC адресную таблицу;
• буфер 768 Kb;
• неблокируемая коммутация;
• передняя индикаторная панель;
• поддерживает управление потоком (задержка передачи данных после переполнения буфера в полудуплексном режиме и IEEE802.3x для полнодуплексного режима);
• встроенный блок питания. 

Исполнение

Коммутатор выполнен в солидном металлическом корпусе, в котором имеются отверстия для крепления кронштейнов для монтажа в 19" стойку. 

Встроенный блок питания предоставляет автоматический выбор напряжения в пределах от 100 до 240 В, что делает его совместимым с электрическими стандартами практически во всем мире. Пассивное охлаждение обеспечивает бесшумную работу устройства. 

На передней панели расположены индикатор подключения питания и индикаторы портов, позволяющие определять сетевую активность. Для четырех портов, поддерживающих технологию PoE, добавлены индикаторы связи с приемным устройством. 

На задней панели находятся восемь разъемов RJ-45 и гнездо подключения стандартного кабеля сети электропитания. Все порты коммутатора поддерживают автоопределение скорости 10/100 Mb и режима соединения "дуплекс/полудуплекс", а также автоматическое определение кроссировки. 

"Вид задней панели" 

С обоих боков корпуса находятся вентиляционные отверстия.  

"Вид сбоку"

Установка

Производитель рекомендует устанавливать устройство вдали от источников электрических помех, радиопередатчиков и широкополосных усилителей. В комплекте присутствуют  кронштейны для монтажа в 19" стойку: 

"Кронштейны для монтажа в 19" стойку" 

А также кронштейны для размещения нескольких коммутаторов друг над другом. Сделаны они из пластмассы и собираются по принципу детского конструктора. Таким образом, вы можете получить стойку, собранную из неограниченного количества восьмипортовых коммутаторов (необходимость такой реализации весьма сомнительна, так как можно использовать  и многопортовые устройства).  

"Кронштейны для многоэтажной компоновки" 

Каких-либо дополнительных отверстий для установки коммутатора на стену не предусмотрено.  При установке в другом месте рекомендуется обеспечивать соответствующую вентиляцию – минимум 25 мм свободного пространства вокруг коммутатора.

Схемотехника устройства

Коммутатор L1 FSW-0822 собран на девятипортовом 10/100 Ethernet Switch микроконтроллере RTL8309SB компании Realtek. Контроллер содержит в себе буфер кадров объемом 768 Kb и таблицу MAC на 1K записей адресов на порт, заполняемую в режиме самообучения. Для восьмипортового коммутатора этого более чем достаточно.  

"Вид коммутатора  изнутри" 

В контроллере предусмотрена защита от перегрузки из-за большого количества широковещательных пакетов – Broadcast Storm Filtering (защита от "широковещательного шторма", явления перегрузки сети пакетами до такого состояния, когда новые соединения не могут быть установлены). Если число широковещательных пакетов превысит допустимое значение, все последующие пакеты приниматься не станут до тех пор, пока не будет получен пакет с другим MAC адресом (отличным от FF FF FF FF FF FF) или по истечении заданного интервала времени. 

"Микроконтроллер RTL8309SB и микросхема LB 40ST1041AX" 

Микросхема LB 40ST1041AX выполняет функции автоопределения  кроссировки на портах коммутатора. Также в коммутаторе реализована поддержка режима энергосбережения. По истечении 10 секунд после отключения устройства от порта  он автоматически исключается из работы до тех пор, пока с ним не будет установлено новое соединение. 

Технология Power-Over-Ethernet (PoE) 

Технология PoE (Power-Over-Ethernet) позволяет коммутатору L1 FSW-0822 обеспечить надежное и непрерывное питание беспроводных точек доступа, IP-телефонов, видеокамер и всех остальных устройств, использующих стандартные Ethernet-кабеля (например, категории 5). Напряжение питания подается по незадействованной (экранирующей) паре проводов и не снижает производительности сетевых соединений. 

Современные компьютеры уже достаточно давно используют  эту технологию в USB и FireWire. Остается только удивляться, почему идея передачи питания по сигнальному кабелю была перенесена на сети Ethernet так поздно.

В стандарте IEEE 802.3af определено несколько классов мощности источника и приемного устройства. В коммутаторе FSW-0822  применяется класс 0, согласно которому максимальная мощность на выходе равна 15.4 Вт на каждый канал, а мощность на входе  может задаваться в интервале от 0.44 до 12.95 Вт (полная спецификация: класс 0 – от 0.44 до 12.95 Вт, применяется по умолчанию; класс 1 –  от 0.44 до 3.84 Вт; класс 2 – от 3.84 до 6.49 Вт; класс 3 – от 6.49 до 12.49 Вт; класс 4 зарезервирован). Передаваемого напряжения вполне достаточно для питания почти всего оборудования, используемого в локальных вычислительных сетях.  

Однако ряд новых устройств, ориентированных на подключение к IP/Ethernet-сети, требуют для своей работы более высокой мощности. К числу таковых относятся двухдиапазонные точки доступа (потребляют примерно 20 Вт), сетевые видеокамеры с функциями панорамирования и наклона (15 – 20 Вт), видеотелефоны IP (15 – 25 Вт), системы контроля доступа (до 25 Вт), кассовые терминалы и информационные киоски (13 – 60 Вт). С целью решить эту проблему в сентябре 2005-го в институте IEEE началась работа по усовершенствованию существующих спецификаций PoE. В настоящее время разрабатывается стандарт PoE следующего поколения (IEEE 802.3at или PoE Plus), согласно которому допустимая потребляемая мощность увеличится, как минимум, до 30 Вт.

Максимальная величина тока в нормальном режиме работы устройства PoE составляет 350 мА на пару или 175 мА на один проводник. Эти характеристики были рассчитаны с учетом максимальной нагрузочной способности кабеля, состоящего из проводников 26 AWG (диаметр примерно 0.4 мм), при максимально допустимой температуре эксплуатации. Предусмотрено, что при включении электропитания в первую миллисекунду ток, потребляемый конечным устройством, может достигать значения 5 А, а затем еще 50 мс оставаться на уровне 450 мА.

По мере появления новых энергоемких устройств, "рассчитывающих" получать питание по ЛВС, увеличиваются и требования к кабелям, поддерживающим "мощные" средства PoE. Такие кабели должны обеспечивать как эффективный перенос достаточной электрической мощности, так и безошибочную передачу данных на всех участках компьютерной сети. При эксплуатации кабелей, соответствующих лишь минимальным требованиям существующих спецификаций, могут возникнуть трудности (в связи с ухудшением электрических характеристик работы кабелей), связанные с одновременной поддержкой передачи данных и доставки электропитания повышенной мощности. Использование кабеля с увеличенным диаметром проводников приводит к уменьшению вносимых потерь при сохранении стабильных характеристик производительности.

Технология подачи электропитания по ЛВС – это привлекательный альтернативный способ электропитания сетевых устройств. Помимо экономии предприятия на стоимости силовых кабелей, она позволит значительно повысить эффективность использования электроэнергии за счет централизованного управления, а также ускорить процедуры поиска и устранения неисправностей.  

Использование коммутатора L1 FSW-0822 при построении сети  с PoE значительно уменьшает стоимость установки  удаленных сетевых устройств, появляется целый ряд преимуществ: 

• устройства PoE можно легко перенести в любое место, куда можно протянуть Ethernet-кабель;
• устройства PoE допустимо выключить или перезагрузить удаленно и централизованно;
• в беспроводных сетях доступа – точки доступа можно легко перемещать в наиболее оптимальное место, не привязываясь к розеткам электропитания;
• технология PoE дает возможность задействовать централизованный источник бесперебойного питания, гарантирующий питание устройств даже в случае аварийной остановки основной системы электропитания. Это становится тем важнее, чем больше по сетям Ethernet передается данных, относящихся к системам безопасности, контроля доступа и управления различным инженерным оборудованием здания, а кроме того, которые можно отключать или перезагружать дистанционно. 

Например, за счет инсталляции камер видеонаблюдения  без привязки к определенным местам наличия электрических розеток уменьшается необходимое количество камер при обеспечении оптимального обзора, что приводит к уменьшению общих затрат. 

При подключении беспроводной точки доступа L1 WAP-0005, поддерживающей технологию PoE,  к коммутатору FSW-0822 происходит процедура аутентификации – питающее оборудование посылает специальный запрос, проверяя, поддерживает ли сетевое устройство на другом конце кабеля PoE, и, только получив ответ, начинает подавать питание на этот порт. Если пользователь отключил совместимое устройство и подключил другое, то подача питания сразу же прекращается до тех пор, пока новое устройство не пройдет процедуру аутентификации. Таким образом, обеспечивается защита оборудования. 

Существуют различные способы аппаратной реализации технологии PoE. Так, питающее устройство может встраиваться в коммутатор или выпускаться в виде отдельного блока питания. Для подключения каких-либо устройств, не поддерживающих технологию PoE, используются приемные устройства, выполненные в виде отдельного блока. Такое устройство (сплиттер) выполняет разделение сигнала с данными и питающего напряжения, а также понижение питающего напряжения с 48 В до необходимой величины. 

"Сплиттер L1 POS-1000" 

Индикаторы на передней панели некорректно отображали состояние работы PoE – при подключении устройства в первый порт и активации режима PoE лампочка "10/100 Мb" загоралась в первом секторе, а индикатор "PoE" – в четвертом. По аналогичному принципу работали и все остальные. Другими словами, индикаторы во второй строке работали слева направо. На работоспособность устройства это никак не влияет, однако может ввести в заблуждение при определении неисправности по портам. Хочется верить, что это является недостатком лишь конкретного экземпляра, получившегося при  неудачном стечении обстоятельств, и не является закономерностью. 

"Вот так "весело" отображаются индикаторы режима работы PoE"

Тестирование 

Скорость копирования измерялась одновременно на двух компьютерах. При использовании полнодуплексного режима 100 Mb на обоих компьютерах скорость составила 94 Mb, что является хорошим показателем быстродействия. Цифра в 100.2 Mb на втором графике говорит о небольшой погрешности измерений. 

"Скорость копирования. Оба компьютера работают в полнодуплексном режиме" 

"Скорость копирования. Первый компьютер работает в полнодуплексном режиме, второй – в полудуплексном" 

При работе одного из компьютеров в полудуплексном режиме скорость передачи информации упала до 70 Mb, что в целом является также неплохим результатом. 

Выводы

Коммутатор L1 FSW-0822 отлично подойдет как для малых сетей, так и для сетей, где есть необходимость удаленно "запитывать" сетевые устройства, а ставить более дорогое оборудование, с большей функциональностью и ценой, не представляется возможным. 

Используя такое решение,  вам больше не  придется искать источники электропитания, привязывать положение удаленных сетевых устройств к размещению электрических розеток, заметно увеличивая, таким образом, пространство для маневра. Наличие удобных креплений монтажа, а также отсутствие возни с определением кроссировки, безусловно, привлекут к нему внимание. 

Возможно, уже в ближайшие годы ноутбуки, КПК, смартфоны и даже настольные компьютеры начнут оснащаться единым кабельным интерфейсом, предназначенным как для подачи напряжения питания, так и для пересылки данных. Недавно созданным компаниям или таким, у которых еще нет готовой сетевой инфраструктуры, наверное, стоит подумать о том, чтобы пойти по пути создания сети с PoE.

Устройства с функцией PoE стоят на порядок дороже обычных коммутаторов (стоимость L1 FSW-0822 на момент тестирования – $125). Поэтому, сделав элементарный расчет комплектующих и трудозатрат, можно сделать вывод об экономической целесообразности развертывания сети с PoE.

Единственным выявленным недостатком представленного коммутатора является несоответствие индикаторов PoE текущему режиму работы. 

Плюсы:

• качественное исполнение;
• пассивное охлаждение, следовательно, работает бесшумно;
• 4 PoE порта с определением класса;
• защита от перегрузки и короткого замыкания;
• автоопределение  кроссировки. 

Минусы:

• отсутствие локализованной документации;
• несоответствие индикаторов PoE режиму работы.

Автор: Александр Екимов
Источник: www.techlabs.by