Тестирование PoE на безаварийность
Обеспечение успешной работы Power over Ethernet за счет проверки выделения ресурсов, совместимости, инфраструктуры и т. д.
Введение
Технология Power over Ethernet является критически важной технологией для большого количества приложений в интеллектуальных зданиях. Возможность обеспечивать питание и передачу данных по одному и тому же кабелю снижает затраты на инфраструктуру и обеспечивает гибкое и эффективное управление питанием устройств.
На рис. 1 показано типичное здание с большим количеством устройств, которые потенциально могут быть запитаны через PoE.
Питание этих устройств по технологии PoE упрощает их установку и превращает сеть в центр распределения электроэнергии. Для правильной работы инфраструктуры PoE равно важно как тщательное планирование, так и точное измерение важных параметров во время установки и эксплуатации PoE. В этом документе рассматриваются параметры, влияющие на производительность PoE, начиная от PSE (оборудование источника питания PoE), PD (устройства с питанием PoE), подключения к сети (MultiGigabit Ethernet) и кабелей.
Что необходимо для успешной работы PoE
Наиболее важным аспектом работы PoE является обеспечение источником питания требуемой мощности. Сетевые коммутаторы PSE должны иметь достаточную мощность для удовлетворения требований к питанию на всех портах с питанием PoE. Когда коммутаторы не имеют требуемой мощности источника питания, следует рассматривать другие подходы, такие как включение инжекторов PoE.
Не менее важно убедиться, что тип PoE устройств и источника совместимы. Если устройству требуется больше энергии, чем может обеспечить PSE, устройство может работать со сбоями или вообще не работать. Стандарт IEEE 802.3bt определяет категории источников PoE в зависимости от их мощности и используемых для передачи питания пар.
Адекватность кабельной инфраструктуры для работы PoE часто упускают из виду, но это не менее важный аспект успешной работы PoE. Кабели с высоким сопротивлением могут вызвать чрезмерное падение напряжения в линии, что приведет к недостатку питания конечного устройства. С другой стороны, дисбаланс сопротивления между жилами кабеля в паре и между парами может привести к потере производительности передачи данных, что приведет к потере пакетов и замедлению связи.
Хорошо спланированная стратегия тестирования, обеспечивающая надлежащее освещение вышеуказанных аспектов, имеет большое значение для обеспечения бесперебойной работы PoE.
Не менее важно убедиться, что тип PoE устройств и источника совместимы. Если устройству требуется больше энергии, чем может обеспечить PSE, устройство может работать со сбоями или вообще не работать. Стандарт IEEE 802.3bt определяет категории источников PoE в зависимости от их мощности и используемых для передачи питания пар.
Адекватность кабельной инфраструктуры для работы PoE часто упускают из виду, но это не менее важный аспект успешной работы PoE. Кабели с высоким сопротивлением могут вызвать чрезмерное падение напряжения в линии, что приведет к недостатку питания конечного устройства. С другой стороны, дисбаланс сопротивления между жилами кабеля в паре и между парами может привести к потере производительности передачи данных, что приведет к потере пакетов и замедлению связи.
Хорошо спланированная стратегия тестирования, обеспечивающая надлежащее освещение вышеуказанных аспектов, имеет большое значение для обеспечения бесперебойной работы PoE.
Стратегия тестирования
Многофункциональные кабельные тестеры, такие как TestPro CV100, помогают организациям решить задачу тестирования PoE, предоставляя широкий набор функций, которые помогают как при развертывании кабельной инфраструктуры, так и при ее поддержке и устранении неполадок. И всё это в рамках одной системы тестирования. Это снижает затраты, требует меньшего количества оборудования, облегчая оправдание инвестиций.
При определении стратегии тестирования для работы PoE необходимо учитывать три основных фактора.
- Проверить функционирование PSE и совместимость между PSE и PD.
Как показано на рис. 2, многофункциональный кабельный тестер TestPro демонстрирует способность оценивать конфигурацию PSE и подтверждать производительность посредством тестирования под реальной нагрузкой. Будучи включённым в точку подключения PD и задавая реальную нагрузку, испытательный прибор подтверждает, что PSE может подавать заявленное напряжение и мощность. На этом рисунке также показан широкий спектр тестовых функций, необходимых для полной квалификации тестируемого канала как для PoE, так и для скорости канала MultiGigabit под нагрузкой PoE, а также для тестирования оптоволокна с гибридным питанием.
2. Убедиться, что PoE не влияет на производительность сети.
Как только будет установлено, что PSE работает правильно, следующим шагом будет
убедиться, что на производительность сети не влияет передача питания постоянного тока по тому же кабелю. Эту функцию обеспечивает тестовый прибор, способный выполнять тест производительности сети, одновременно являясь нагрузкой для PoE. Выполнение этого теста является прямым подтверждением того, что система PoE действительно работает. На рис. 4 показан экран тестового прибора во время выполнения этого теста.
Рис.4
Совместное тестирование подачи питания и производительности сети
3. Соответствие кабельной инфраструктуры
Кабели должны быть пригодны для поддержки PoE. При работе с предварительно установленными кабелями разумно убедиться, что характеристики передачи по кабелю достаточны для работы в сети. Во многих случаях развертывание PoE является частью развертывания мультигигабитной сети.
Для этой цели лучшим инструментом является тестовый прибор, обеспечивающий проверку производительности на скоростях передачи несколько гигабит. Этот тест можно выполнить двумя способами. Прибор можно подключить к дальнему концу кабельной линии с портом коммутатора, подключенным к другому концу. Тестовый прибор с функцией автотеста может циклически переключаться между различными скоростями передачи данных от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с и обеспечивать измерения отношения сигнал/шум на каждой из этих скоростей передачи данных.
Во второй конфигурации оба конца кабельной линии могут быть подключены к контрольно-измерительным приборам для выполнения автотестирования кательной линии согласно стандартам.
На рис. 5 показан экран тестового прибора, отображающий результат мультигигабитного теста.
Кабели должны быть пригодны для поддержки PoE. При работе с предварительно установленными кабелями разумно убедиться, что характеристики передачи по кабелю достаточны для работы в сети. Во многих случаях развертывание PoE является частью развертывания мультигигабитной сети.
Для этой цели лучшим инструментом является тестовый прибор, обеспечивающий проверку производительности на скоростях передачи несколько гигабит. Этот тест можно выполнить двумя способами. Прибор можно подключить к дальнему концу кабельной линии с портом коммутатора, подключенным к другому концу. Тестовый прибор с функцией автотеста может циклически переключаться между различными скоростями передачи данных от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с и обеспечивать измерения отношения сигнал/шум на каждой из этих скоростей передачи данных.
Во второй конфигурации оба конца кабельной линии могут быть подключены к контрольно-измерительным приборам для выполнения автотестирования кательной линии согласно стандартам.
На рис. 5 показан экран тестового прибора, отображающий результат мультигигабитного теста.
Помимо подтверждения производительности сети, не менее важно убедиться, что сопротивление кабеля постоянному току соответствует спецификациям для работы PoE. Если используется предварительно установленный кабель, он, вероятно, не был проверен на требования к сопротивлению при установке (поскольку предыдущее поколение стандартов не требовало измерения сопротивления).
Если используется вновь установленный кабель, необходимо выполнить полное сертификационное автотестирование, чтобы обеспечить требуемые характеристики как по постоянному току, так и по ВЧ для PoE и работы сети. Для этой цели идеально подходит тестовый инструмент, который объединяет проверку PoE вместе с сертификационными испытаниями.
Отчет о результатах испытаний
Важно должным образом представить результаты о квалификационных испытаниях PoE, а также о сертификационных испытаниях, если они проводились. Соответственно, требуется такой инструмент тестирования, который предоставляет простые, но информативные отчеты о тестировании для проверки PSE, обеспечивает прослеживаемость для использования в будущем, а также предоставляет формальный способ утверждения проектов. На рис. 7 показан типичный отчет о проверке PoE и квалификации линии на мультигигабитных скоростях.
Игра во взаимные обвинения
Когда PD не работают, администратор сети, установщик устройств PoE и тот, кто сертифицировал кабельную систему часто спорят о том, кто виноват. Чтобы не плодить взаимные обвинения, сетевые администраторы должны знать требования к питанию, предъявляемые к их сети, а специалисты по прокладке кабелей должны знать, сколько энергии потребуется каждому из устройств, и убедиться, что кабели смогут обеспечить эту мощность (без влияния на данные, которые также передаются по кабелю). Если питание PoE работает неправильно, причиной может быть сочетание одной или нескольких из следующих причин.
Если кажется, что PoE работает, но устройство не обеспечивает требуемой пропускной способности данных, найти основную причину может быть еще сложнее. Известно, что среди многих возможных причин дисбаланс сопротивлений между различными проводниками кабеля является основным источником насыщения трансформатора в сетевых интерфейсах. Это ухудшает пропускную способность при передаче данных.
Хорошо продуманная стратегия тестирования и правильный выбор многофункционального тестового прибора являются ключом к тому, чтобы избежать этой игры с обвинением и быстро найти и устранить проблемы.
- Коммутатор не может обеспечить требуемую мощность (возможно, он неисправен, имеет завышенную спецификацию, либо от него требуют чрезмерной мощности).
- PD потребляет больше энергии, чем указано в спецификации.
- Кабель рассеивает больше энергии, чем ожидалось или указано в спецификации, что может быть связано с высоким сопротивлением, длиной соединения, превышающей спецификации, или термическим напряжением в жгуте кабелей.
Если кажется, что PoE работает, но устройство не обеспечивает требуемой пропускной способности данных, найти основную причину может быть еще сложнее. Известно, что среди многих возможных причин дисбаланс сопротивлений между различными проводниками кабеля является основным источником насыщения трансформатора в сетевых интерфейсах. Это ухудшает пропускную способность при передаче данных.
Хорошо продуманная стратегия тестирования и правильный выбор многофункционального тестового прибора являются ключом к тому, чтобы избежать этой игры с обвинением и быстро найти и устранить проблемы.
Оптоволокно с питанием
Всё большее распространение приобретают гибридные оптоволоконные кабели. Эти кабели состоят из пары оптоволоконных кабелей с парой медных проводников для подачи питания, проложенных в одной оболочке. Новые измерительные приборы поддерживают оптоволоконные адаптеры, которые обеспечивают как сертификацию волокна, так и возможность измерять напряжение на соседних медных проводниках, несущих электрическое напряжение.
Резюме, основные советы для установщиков
На что следует обращать внимание при покупке нового многофункционального кабельного тестера? Во-первых, убедитесь, что он предлагает наиболее полный набор возможностей. Для сертификации кабелей ищите тестер, который сертифицирует как можно быстрее (при большом количестве тестируемых линий, преимущество в скорости тестирования в несколько секунд суммируется и экономия времени будет достаточно солидной). Подумайте, будет ли у вас беспроводной доступ в Интернет на рабочем месте, прежде чем выбрать облачный инструмент. Для проверки PoE найдите тестер, поддерживающий все стандарты IEEE PoE, в том числе 802.3af/at/bt мощностью до 90 Вт, чтобы защитить свои инвестиции в будущем. Вот еще несколько ключевых вопросов, которые следует учитывать при выборе многофункционального кабельного тестера.
Посмотрим правде в глаза, с распространением устройств IoT (интернета вещей), для работы которых требуется PoE и, в некоторых случаях, определенная скорость соединения, современные сети становятся все более и более сложными. Таким образом, чтобы вести свой бизнес и поддерживать своих клиентов, от тестового оборудования, на которое вы полагаетесь, требуется всё больше и больше.
Без надлежащего тестирования скорости PoE и мультигигабитной связи вы можете оказаться на крючке из-за проблемы с устройством IoT, которую вы не можете отследить.
Убедитесь, что используемые вами кабельные тестеры предлагают функции, необходимые для поддержки современной цифровой инфраструктуры.
- Производится ли сразу по подключении к линии прозвонка кабеля, чтобы в реальном масштабе времени сразу отсечь грубые ошибки монтажа.
- Сертифицирует ли он все типы кабелей, которые вы используете?
- Можно ли протестировать кабель под силовой нагрузкой, чтобы увидеть, как его свойства меняются в течение продолжительного периода времени?
- Сообщает ли он о конфигурации оборудования источника питания и питаемых парах, напряжении, токе и реальной мощности?
- Способен ли он квалифицировать несколько скоростей соединения, чтобы квалифицировать и поддерживать различные потребности, например 1/2,5/5/10 Гбит/с?
- Предлагает ли он стресс-тестирование кабельных соединений?
Посмотрим правде в глаза, с распространением устройств IoT (интернета вещей), для работы которых требуется PoE и, в некоторых случаях, определенная скорость соединения, современные сети становятся все более и более сложными. Таким образом, чтобы вести свой бизнес и поддерживать своих клиентов, от тестового оборудования, на которое вы полагаетесь, требуется всё больше и больше.
Без надлежащего тестирования скорости PoE и мультигигабитной связи вы можете оказаться на крючке из-за проблемы с устройством IoT, которую вы не можете отследить.
Убедитесь, что используемые вами кабельные тестеры предлагают функции, необходимые для поддержки современной цифровой инфраструктуры.