Ремонт poe коммутатора своими руками

Обновлено: 04.07.2024

Я был уверен, что в китайском сетевом оборудовании с POE напряжение питания 48 вольт передаётся по неиспользуемым в 100-мегабитной сети синей и коричневой парам сетевых проводов. Я ошибался.

Раз так, я решил поставить зверский эксперимент с расчленёнкой. :)

Подключаем камеру к регистратору. Всё работает, картинка есть.

А теперь перерезаем в кабеле синюю и коричневую пары.

Подключаем снова и всё работает!

Питание вместе с данными передаётся по двум парам. Судя по всему, это стандарт POE IEEE 802.3af.
Кстати, при этом между неиспользуемыми синей и коричневой парой появляются те самые 48 В. Насколько я понимаю, синяя и коричневая пары позволяют передать через POE большую мощность, но и без них всё работает.

Меня ввело в заблуждение то, что китайцы не указывают стандарт POE в описании оборудования (он не указан и в описании комплекта и в описании коммутатора).

Многочисленные стандарты POE описаны в Википедии .

Кстати, раз в китайских камерах POE работает и по четырём проводам, вполне можно использовать один кабель не очень большой длины для подключения двух камер, обжав с каждой его стороны по два разъёма - на оранжевую/зелёную и коричневую/синюю пары.

Видеонаблюдение в XXI в. ведется частными компаниями и государственными органами во многих местах: в помещениях, на улице, в общественном транспорте, включая метро, поезда, самолеты, вокзалы и аэропорты. Техническая сторона процесса реализуется средствами интернет-технологии. Одним из ключевых элементов решения является POE-инжектор для IP-камер.

POE инжектор представляет собой своеобразное специальное устройство, служащее для подачи питания на IP камеру.

Что представляет собой технология

Содержание технологии состоит в электропитании устройства с помощью информационной линии, а точнее — через витую пару Ethernet, что и описывается английской аббревиатурой POE — Power over Ethernet. Эту технику не следует смешивать с другой, похожей по смыслу, согласно которой цифровые данные Ethernet передаются через силовой кабель.

Метод снабжения энергией через информационные провода применяется в ситуациях, когда прокладывать отдельную силовую линию нецелесообразно, например при питании IP-телефонов, IP-камер и т.д.

Оконечные девайсы могут не поддерживать технологию POE. В таких случаях они подключаются через делители, называемые сплиттерами, которые выполняют функцию, обратную инжекторам. На выходе сплиттеров размещены LAN-порт и штекер постоянного тока.

Конструкция инжектора

Инжектор, также называемый адаптером POE, реализуется в виде автономного модуля, подключаемого к бытовой сети переменного тока 220 В и в простейшем случае имеющего 2 порта, один из которых является входом и маркируется LAN, а второй — выходом, подписанным POE. Существуют девайсы на большее количество портов, кратное 4, 8, 16, 24.

Внутри модуля находится электрическая схема, содержащая:

выпрямитель, преобразующий переменное напряжение электросети в постоянное, например 48 В;
защитный контур;
гальваническую развязку.

POE инжекторы используются для добавления электрического питания в сетевой кабель для питания устройств.

Пассивные адаптеры линию не сканируют и защиту не обеспечивают. По этой причине они стоят дешевле активных устройств.

Основные характеристики

Взаимодействие активного инжектора с питаемой IP-видеокамерой на физическом уровне осуществляется согласно стандартам IEEE:

802.3af, тип 1 на 2 витые пары, максимальная мощность источника 15,4 Вт, на камере 12,95 Вт. Диапазон напряжения на камере 36-57 В, номинальное значение 48 В. Падение напряжения на расстоянии 100 м между адаптером и камерой принимается равным 8 В, соответственно нижний предел напряжения на инжекторе составит 44 В. Максимальный ток 350 мА.
802.3at (POE+), тип 2 на 2 пары, на 30/25,5 Вт. Нижняя граница по сравнению с предыдущим стандартом выше и составляет 42,5/50 В. Верхняя граница такая же: 57 В. Ток 600 мА.
802.3bt (POE++), для питания мощных камер с POE. Тип 3 на 4 пары рассчитан на 60 Вт и ток 600 мА, тип 4 на 4 пары выдает 90 Вт и ток 960 мА. Напряжение соответствует стандарту 802.3at.

Нормы IEEE предусматривают подачу питающего напряжения по следующему алгоритму:

Если камера не поддерживает технологию POE, то питание на нее подано не будет.
Если LAN-порт камеры рассчитан на прием питающего напряжения, инжектор установит класс питания, чтобы подать вольтаж нужной величины.
Если устройство не потребляет энергию или перестало ее потреблять, подача питания на него прекращается.
При перегрузке электроэнергия отключается.

В схемах подключения видеокамер провода соответствуют перечисленным требованиям:

Жила должна быть полностью медной, а не биметаллической.
Сопротивление Отличие от коммутатора

Благодаря этому с помощью коммутатора оператор получает возможность удаленного мониторинга электрических параметров линии и управления питаемыми IP-камерами c POE или без него.

Преимущества и недостатки

Оценка сетевых элементов зависит от применения. То, что в одних схемотехнических решениях является достоинством, в других превращается в недостаток, например:

Если потребовалось подключить дополнительное устройство, но все порты свитча заняты. В этом случае покупка и настройка нового коммутатора обойдутся существенно дороже, чем приобретение инжектора, что является несомненным преимуществом последнего.
Подключаемые камеры имеют различные требования к электропитанию, которые достаточно просто удовлетворить с помощью активных и/или пассивных адаптеров.
Для питания мощных видеодевайсов ресурса свободных портов свитча может не хватить, в то время как, например, инжектор на 24 порта имеет ресурс в 400 Вт и стоит от 5 до 10 раз меньше, чем аналогичный свитч с мощностью всего 195 Вт.
Если алгоритм работы сети не предполагает наличия коммутатора, то правильным решением будет введение в структуру инжекторов.
Выход коммутатора POE из строя может нанести существенно больший ущерб питанию видеокамер, чем поломка отдельного инжектора.
Активные адаптеры не подходят для питания низковольтных камер. В этом случае необходимы пассивные девайсы. В то же время их применение требует осторожности, чтобы не вывести из строя видеокамеру из-за несоответствия электрических параметров.
Второй сетевой уровень прозрачен для инжекторов, поэтому они не вносят нарушений в логическую плоскость сети. Для взаимодействия с IP-камерами на уровне L2 необходим соответствующий коммутатор.

Как подобрать нужный

Перед приобретением девайса следует рассмотреть 3 основных вопроса:

Сколько видеокамер планируется подключать? Простейший вариант: одна камера и однопортовый инжектор.
Какова ваттность отдельного оконечного девайса и их суммарная мощность? От этого зависит стандарт IEEE, которому должны соответствовать активный адаптер или электрические паспортные характеристики пассивного устройства и число портов модуля.
На какое напряжение питания рассчитаны IP-камеры? Для питания уличных устройств на 12 или 24 В потребуется пассивный делитель напряжения.

Коротко о подключении

Во время присоединения камеры следует соблюдать правильную распиновку. Стандарт 802.3af предусматривает два типа подачи питания: А и В. В первом случае для информационных сигналов и электроэнергии используются проводники 1, 2, 3, 6, а жилы 4, 5, 7, 8 свободны. Во втором случае питание поступает по жилам 4, 5, 7, 8, а информация по остальным двум парам.

Нормы 802.2at/bt и пассивных девайсов допускают только вариант B. Фирменные устройства Cisco для питания иногда задействуют все 8 жил витой пары.

Существует ряд схем подсоединения видеокамеры IP к цифровой сети. Один из вариантов включает указанные устройства:

традиционный коммутатор L2;
активный однопортовый POE-адаптер 802.2at, подключенный к 220 В;
видеорегистратор с поддержкой 802.2at.

Адаптер располагается рядом со свитчом и соединяется входным портом LAN с аналогичным выходным портом коммутатора. Выход POE-адаптера присоединяется к аналогичному входу видеорегистратора. Схема собрана.

При возникновении проблем с питанием PoE устройств понять возможную причину проблемы можно, используя команды:

2) show power inline. Команда позволяется посмотреть состояние электропитания всех интерфейсов, поддерживающих питание по линии PoE.

Из вывода видно, что на втором порту находится РоЕ устройство класса 3. На первом и третьем портах не обнаружено устройств PoЕ

3) show power inline [проблемный порт]. Команда позволяется посмотреть состояние электропитания конкретного интерфейса. Из вывода в динамике, используя счетчики ошибок, можно определить возможные причины конфликтов в подаче PoE

Status	Оперативное состояние электропитания порта. Возможные значения: Off - питание порта выключено административно Searching – питание порта включено, ожидание подключения PoE-устройства On – питание порта включено и есть присоединеннное PoE-устройство Fault – авария питания порта. PoE-устройство запросило мощность большую, чем доступно или потребляемая PoE-устройством мощность превысила заданный предел.
Overload Counter	Счетчик количества случаев перегрузки по электропитанию
Short Counter	Счетчик случаев короткого замыкания
Denied Counter	Счетчик случаев отказа в подаче электропитания
Absent Counter	Счетчик случаев прекращения электропитания из-за отключения питаемого устройства
Invalid Signature Counter	Счетчик ошибок классификации подключенных PoE-устройств

4) show power inline consumption. Отображает характеристики потребления мощности всех PoE-интерфейсов устройства

Каждая отдельна проблема с подачей питания по PoЕ требуют индивидуальной подхода к решению, проблема может быть на стороне конечного устройства РоЕ, кабеля или коммутатора.

При обращении в службу технической поддержки необходимо предоставить выводы вышеперечисленных команд, а также команды show version, sh logiging

Аббревиатура PoE расшифровывается как "Power over Ethernet" (питание по сети Ethernet). Но реализация технологии намного сложнее, чем при помощи кабеля с вилкой для электросети на одном конце и разъемом RJ-45 на другом, как на юмористической картинке в начале статьи. Такое простое воплощение попросту невозможно, так как большинство электронных устройств работают не на переменном, а на постоянном токе низкого напряжения: 12V, 24V, 48V и т. д. Поэтому в сети обязательно должны присутствовать устройства, выполняющие, в том числе, функции понижающего трансформатора и выпрямителя.

В сетевом кабеле (витой паре) с подключением по стандарту 100BASE-T (Fast Ethernet, 100 Мбит/с) данные передаются только по 2 парам, а остальные 2 пары остаются свободными. Однажды кто-то очень сообразительный придумал использовать эти свободные жилы для подачи электропитания на устройства. По одному LAN-кабелю техника получает и данные, и электричество. Очень удобно для тех случаев, когда оборудование нужно установить на крыше, на мачте, во дворе частного дома, то есть в тех местах, куда подводить отдельный кабель с электропитанием проблемно или дорого.

Позднее возник другой вариант - подавать ток по тем же жилам, что и информацию. Это позволило применить технологию в сетях Gigabit Ethernet, 10/100/1000 Мбит/сек, где все 4 пары задействованы в передаче информации. Питание и данные передаются на разных физических уровнях, поэтому не мешают друг другу.

Устройства PoE

В рамках технологии различают 3 вида устройств:

PoE-потребители (PD)

Это точки доступа, IP-камеры и другая техника, в которой производитель предусмотрел возможность получать электричество по сетевому кабелю (витой паре). Часто они дополнительно имеют также стандартный разъем электропитания. В характеристиках такой техники указывается, что она поддерживает так называемое " PoE in" (входящее). Также в паспорте устройства должно быть обозначено, какой именно тип Power over Ethernet оно поддерживает.

PoE-источники (PSE)

Эти устройства подают электропитание в витую пару. Их, в свою очередь, принято разделять на конечные (endspan) и промежуточные (midspan) источники. PoE-источник, по сути, это либо конструктивно объединенные в одном корпусе блок питания для подключения к электросети + блок, который распределяет питание по проводникам витой пары, либо два этих элемента в комплекте.

Конечные PoE-источники - это PoE-коммутаторы, маршрутизаторы, их также могут называть активными источниками. Подключив к порту такого роутера или свича посредством витой пары точку доступа, IP-камеру, мы подаем на подключенные устройства электропитание.

Промежуточные - это PoE-адаптеры (инжекторы), которые также называют пассивными PoE-источниками.

Конструктивно PoE-инжектор может представлять собой PoE-блок или PoE-шнур.

PoE-адаптеры в виде блока обычно лучше, так как оснащены защитой, имеют гальваническую развязку, часто дополняются такими функциями, как удаленная перезагрузка устройства, мониторинг перегрузки, короткого замыкания и т. п.

PoE-шнур - это предельно простая реализация источника питания по витой паре, фактически он просто "добавляет" в LAN-кабель электрическую составляющую. Отличается от PoE- блока в частности тем, что не имеет гальванической развязки.

PoE-сплиттеры

Предназначены для организации удаленного питания в сети, если конечное устройство, которое необходимо запитать, не поддерживает технологию PoE. Сплиттеры действуют обратно адаптерам PoE: поступающие к ним по одному кабелю (витой паре) электропитание и данные они разделяют на два кабеля: отдельно электричество, отдельно данные.

PoE-сплиттер также может конструктивно представлять собой блок или шнур.

PoE конвертеры

При строительстве линков может возникнуть ситуация, когда источник и потребитель PoE работают с разным напряжением, разными стандартами. Для этих случаев существует такая группа устройств, как PoE-конвертеры.

Как с помощью PoE организовать подачу питания по витой паре

Варианты подключения с использованием разных типов устройств по технологии PoE наглядно иллюстрируются этой картинкой со схемами:

Что важно знать для правильного подключения

Вот мы купили какой-то PoE-адаптер, подключили его к Ethernet и электросети, подсоединили LAN-кабель от него в точку доступа, которую хотели запитать. Кажется, просто.

Только точка доступа почему-то сгорела. С чего бы это?

Все дело в том, что на практике, чтобы правильно организовать удаленное подключение по PoE, необходимо учесть несколько важных факторов:

Тип питания, который предоставляется PoE-коммутатором или инжектором: какому стандарту соответствует, какое напряжение подает на пару, по какому типу сделана распиновка.
Напряжение, которое необходимо нашей технике.
Расстояние до удаленной точки.

Эти исходные данные помогут подобрать PoE-оборудование, которое совместимо друг с другом, и рассчитать возможность удаленного электропитания в принципе.

Если этого не сделать, в худшем случае, как мы уже сказали - подключенное оборудование быстро выйдет из строя, в лучшем - вообще не включится.

Читайте также: