Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

PoE Plus и UTP-проводка

Кэрол Эверетт Оливер

Характеристики неэкранированного кабеля на витых парах (Unshielded Twisted-Pair — UTP) во многом определят то, готова ли ваша сеть к внедрению новой технологии PoE, обеспечивающей подачу электропитания большей мощности.

Интеграция в современные сети Ethernet все новых и новых приложений требует увеличения пропускной способности инсталлированной кабельной инфраструктуры и ее компонентов. Когда-то “живущие” каждая в своем, так сказать, кабельном пространстве сегодня многие системы способны работать по той же самой сети, что и традиционные вычислительные приложения, используя общую магистральную и горизонтальную кабельную проводку. В частности, это IP-телефония, системы безопасности (видеонаблюдение и контроль доступа) и управления инфраструктурой жизнеобеспечения зданий (освещение, обогрев, вентиляция, кондиционирование).

Больше гибкости

Еще одной важной тенденцией в сетевой индустрии является все более широкая практика подачи электропитания к поддерживающим протокол IP и подключенным к ЛВС устройствам по СКС. Известная под названием Power over Ethernet (PoE) соответствующая технология позволяет реализовать централизованный контроль и резервирование электропитания подключенных к сети устройств.

Возможность подачи электропитания по кабелю ЛВС непосредственно на каждый сетевой компонент увеличивает гибкость при внедрении новых систем. При этом отпадает необходимость в инсталляции отдельных силовых кабелей и розеток переменного тока для каждого устройства. К числу “пользователей” технологии PoE относятся, например, телефоны, видеокамеры наблюдения и беспроводные точки доступа.

Однако, когда напряжение питания подается по той же самой слаботочной кабельной проводке, по которой идут голосовой трафик и трафик данных, чтобы обеспечить безопасность и надлежащие характеристики ее функционирования, необходимо разработать и реализовать ряд новых правил и стандартов. Все более важную роль приобретает правильное планирование физической инфраструктуры с целью подготовки ее к “достойному” приему новых IP-устройств. В отсутствие такого планирования кабельная система может выйти за пределы запасов своих характеристик, что приведет к преждевременному выходу сети из строя. Проактивный подход к планированию начинается с понимания сути развития приложений и их влияния на кабельную инфраструктуру — от магистрали до уровня настольной системы.

Требования растут

Чтобы обеспечить “сосуществование” средств подачи электропитания по СКС с другими работающими по ней системами, были подготовлены отраслевые стандарты, определяющие электрические и физические характеристики приложений PoE. В 2003 г. институт IEEE разработал стандарт 802.3af, регламентирующий методы подачи электропитания на сетевое терминальное оборудование (Data Terminal Equipment — DTE) по кабелю СКС. Величина определяемой этим стандартом электрической мощности ограничивается физическими свойствами кабелей и требованиями электрической безопасности. Учитывая то, что стандарт 802.3af определял совместимость с существующим на момент его разработки оборудованием, он содержит лишь рекомендации по подаче электропитания по кабелю категории 5е, поскольку тогда большинство сетей, будь то 10Base-T или 100Base-TX, работали по кабелю этой категории.

Заложенная в стандарте максимальная мощность, подаваемая на Ethernet-устройства, составляет 12,95 Вт. Однако многие новые устройства, ориентированные 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/наклона/трансфокации (15—20 Вт), видеотелефоны IP (15—25 Вт), считыватели RFID и системы контроля доступа (до 25 Вт), кассовые терминалы и информационные киоски (13—60 Вт), ноутбуки (до 70 Вт).

Дополнительный нагрев

В сентябре 2005 г. институт IEEE санкционировал работу по усовершенствованию существующих спецификаций PoE. Рабочая группа IEEE 802.3at, часто называемая PoE Plus, в настоящее время разрабатывает стандарт PoE следующего поколения, который обеспечит работу PoE-устройств по существующей кабельной проводке класса D стандарта ISO/IEC 11801-1995 или более высокого класса, т. е. категории 5е или 6. Согласно предлагаемому стандарту, допустимая потребляемая питаемым устройством (Powered Device — PD) мощность увеличится минимум до 30 Вт, при этом по-прежнему будет обеспечено соответствие таким стандартам безопасности, как ISO/IEC 60950 Safety Information for Information Technology Equipment. Кроме того, кабели должны соответствовать рекомендациям по безопасности, сформулированным в Национальном электрическом кодексе (National Electrical Code) США за 2005 г.

Увеличение мощности означает увеличение силы тока, а ее увеличение приводит к росту температуры проводника. Обычно тепло, генерируемое внутри содержащего изолированные проводники кабеля, рассеивается через изоляционный слой и защитную оболочку. Однако высокая плотность размещения кабелей может привести к их дополнительному нагреву — такая ситуация характерна для кабельных лотков, аппаратных комнат и центров обработки данных с большим числом кабелей. Наблюдающееся в отрасли стремление к инсталляции более высококачественных кабелей, использующих проводники большего диаметра, такие, как кабели категории 6, должно способствовать минимизации эффекта внутреннего нагревания.

В дополнение к требованиям в части безопасно-сти необходимо рассмотреть и электрические характеристики кабелей, от которых зависит их пропускная способность при передаче информационных сигналов. Если сила тока в кабеле очень высока, то кабель может нагреться до температуры, превышающей ее номинальное значение для данного типа кабеля (для информационных кабелей это обычно 60 °С). Нагревание кабеля влияет на его электрические характеристики — например, вносимые потери при повышении температуры увеличиваются.

Институт IEEE запросил у организаций ISO, TIA/EIA и ICEA (Insulated Cable Engineers Association) технические данные для проработки этих вопросов. Его сотрудники изучают имеющиеся методики, которые используются для расчета тепла, выделяемого в кабеле и разъемах вследствие протекания по ним тока, а также разрабатывают новые методики, которые будут учитывать взаимосвязь между силой тока и вносимыми потерями. Также ими ведутся работы по изучению процессов теплопередачи в кабелях.

Архитектура PoE

В технических решениях PoE могут использоваться два типа питающего оборудования (Power Source Equipment — PSE): оконечное (endspan) и промежуточное (midspan). В обоих случаях постоянное напряжение с устройств PSE подается на питаемые устройства.

Напряжение питания можно подать в кабель Ethernet, если коммутатор имеет встроенный источник питания — так называемое оконечное устройство PSE. Они часто используются при создании новой сети и работают через сетевые среды 10/100Base-T по двум передающим трафик парам (контакты 1—2 и 3—6). Промежуточный инжектор PSE позволяет внедрить технологию PoE в существующую инфраструктуру. Он размещается в тракте СКС, между коммутатором и устройством PD, и подает электропитание на все оконечные устройства 10/100Base-T по неиспользуемым витым парам (контакты 4—5 и 7—8).

Промежуточный инжектор PSE может стать экономичным решением при модернизации систем PoE стандарта IEEE 802.3af с целью соответствия нововведениям стандарта IEEE 802.3at. Правильно спроектированный инжектор PSE не потребует нормирования (rationing) мощности между устройствами PD, как это может иметь место в случае использования коммутатора со встроенным оконечным устройством PSE, которому потребуется более мощный источник электропитания. В среде с промежуточным инжектором PSE данные передаются через него пассивно, и один такой инжектор можно использовать для подачи электропитания на множество устройств PD.

К двум основным типам промежуточных инжекторов PSE относятся силовой концентратор (powered hub) и силовая коммутационная панель (powered patch panel). Силовой концентратор (который не является настоящим сетевым концентратором: он пассивно пропускает сигналы и не выполняет никаких функций, свойственных сетевому концентратору) размещается между коммутатором и пассивной коммутационной панелью. Порт коммутатора подключается с помощью коммутационного шнура ко входу силового концентратора, соответствующий выход которого соединяется еще одним коммутационным шнуром с портом коммутационной панели. При использовании силовой коммутационной панели порт коммутатора подключается непосредственно к ней.

Все устройства IEEE 802.3af получают питание либо от промежуточных, либо от оконечных устройств PSE (хотя при этом для подачи питания могут использоваться разные пары кабеля). Это относится и ко всем новым устройствам, поддерживающим интерфейсы 1000Base-T или даже еще более скоростные интерфейсы.

Возможные проблемы

По мере появления новых энергоемких устройств, “рассчитывающих” получать питание по ЛВС, все более критичным становится определение требований к кабелям, способным поддерживать “мощные” средства PoE. Такие кабели должны обеспечивать как эффективный перенос достаточной электрической мощности, так и безошибочную передачу данных на всех участках компьютерной сети.

Вполне возможно, что при эксплуатации соответствующих лишь минимальным требованиям существующих спецификаций кабелей могут возникнуть трудности, связанные с одновременной поддержкой передачи данных и доставки электропитания повышенной мощности. Как уже говорилось, увеличение мощности устройств PoE и вызванное этим нагревание проводников кабелей (особенно подключенных к выходу устройства PSE) приводит к ухудшению важнейших электрических характеристик работы кабелей, особенно затухания.

Хорошо известно: чем больше диаметр кабеля, тем меньше он нагревается при заданном значении тока. Поэтому кабель с проводниками большего диаметра, такой, например, как выпускаемый компанией Berk-Tek кабель LANmark-2000 улучшенной категории 6, способен поддерживать более высокий уровень предельной силы тока — 2,9 А, тогда как для обычного кабеля категории 5е (c меньшим диаметром проводников) предельно допустимая сила тока равна всего 2 А. Помимо устойчивости к более высоким температурам, кабели с проводниками большего диаметра лучше и по другим важным характеристикам, таким, как вносимые потери и восприимчивость к перекрестным наводкам.

Учитывая преследуемые разработчиками стандарта PoE Plus цели, в том числе обеспечение работы систем PoE в сетях 1000Base-T и 10GBase-T и оценку влияния нагревания кабелей, наилучшее решение на сегодняшний день видится в инсталляции кабеля, который обеспечивал бы самые низкие вносимые потери при сохранении стабильных характеристик производительности. Больший диаметр проводников и более эффективное разнесение пар UTP кабелей способствуют увеличению предельно допустимого тока и повышению устойчивости к повышенным температурам и, как результат, улучшению их электрических характеристик..





  
13 '2006
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Зачем Cisco ребрэндинг

инфраструктура

• Отказы? Никогда!

• Прокладываем курс в море стандартов ИТ

• Построение дискового массива iSCSI

• Средства планирования БЛВС

• Построение и эксплуатация ЦОДов: как избежать ошибок

информационные системы

• Цифровые права на доступ к корпоративным данным

• Управление сервисами «снизу вверх» и «сверху вниз»

кабельные системы

• Оптические разъемы для высокоплотных инсталляций

• PoE Plus и UTP-проводка

защита данных

• На страже границ БЛВС

• Выберите защиту для своих данных


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх