Wyzwania związane z pomiarami PoE
PoE – CO TO JEST?
Power over Ethernet jest krytyczną technologią wspomagającą dla wielu aplikacji inteligentnego budynku. Możliwość dostarczania zasilania w tym samym okablowaniu co dane redukuje koszty związane z infrastrukturą oraz umożliwia inteligentne i wydajne zarządzanie zasilaniem urządzeń. Rys. 1 pokazuje typowy obiekt budowlany z dużą liczbą urządzeń, które potencjalnie mogą skorzystać z zasilania PoE. 
Chociaż zasilanie tych urządzeń w technologii PoE ułatwia ich instalację, zamienia też sieć teletechniczną w centrum dystrybucji energii. Staranne planowanie oraz dokładne pomiary (zarówno na etapie instalacyjnym, jak i podczas pracy sieci) są kluczowe dla zapewnienia prawidłowego działania infrastruktury Power over Ethernet. W artykule przeanalizowane zostały parametry wpływające na wydajność PoE, począwszy od PSE (źródła zasilania PoE ang. power source equipement), PD (urządzenia zasilane PoE, ang. powered devices), łączność sieciowa (MultiGigabit Ethernet) i okablowanie.
CO JEST POTRZEBNE DO PRAWIDŁOWEGO DZIAŁANIA PoE
Zapewnienie wymaganej ilości źródeł zasilania PoE jest najważniejszym aspektem działania PoE. Przełączniki sieciowe dostarczające zasilanie PoE (PSE) muszą mieć odpowiednią moc znamionową, aby spełnić wymagania dotyczące zasilania wszystkich portów zasilanych przez PoE. Inne podejścia, takie jak zasilanie mid-span, należy rozważyć, gdy przełączniki nie zapewniają wymaganej wydajności zasilania.Równie ważne jest upewnienie się, że typy PoE urządzeń i źródła są kompatybilne. Jeśli urządzenie potrzebuje więcej energii, niż może dostarczyć PSE, może działać nieprawidłowo lub w ogóle nie działać. Standard IEEE 802.3bt określa kategorie źródeł PoE w zależności od ich pojemności i użytych par.
Adekwatność infrastruktury okablowania pod kątem Power over Ethernet jest często pomijanym, ale równie ważnym aspektem prawidłowego działania PoE. Okablowanie o dużej rezystancji może powodować nadmierne straty na jego długości, powodując nieodpowiednie zasilanie urządzenia końcowego. Z drugiej strony, asymetria rezystancji pomiędzy żyłami i parami kabli może powodować nieoptymalną wydajność transmisji danych, prowadząc do utraty pakietów i spowolnienia transmisji.
Dobrze zaplanowana strategia pomiarowa, zapewniająca prawidłowe uwzględnienie powyższych aspektów, znacznie pomaga w zapewnieniu bezproblemowego działania zasilania PoE.
STRATEGIA POMIAROWA POWER OVER ETHERNET
Wielofunkcyjne testery okablowania, takie jak TestPro CV100, pomagają organizacjom przezwyciężyć te wyzwania, zapewniając większy zakres funkcji testowych, które pomagają we wdrażaniu, ciągłym wsparciu i rozwiązywaniu problemów w ramach jednego systemu pomiarowego. Redukuje to sumaryczne koszty, zmniejsza ilość potrzebnego sprzętu pomiarowego oraz ułatwia uzasadnienie ekonomiczne inwestycji, dostarczając dużą wartość dodaną.Podczas definiowania strategii testowania Power over Ethernet należy wziąć pod uwagę trzy główne czynniki.
1. Weryfikacja funkcjonowania PSE i sprawdzenie kompatybilności między PSA oraz urządzeniami zasilanymi (PD)
Jak pokazano na rys. 2, wielofunkcyjny tester kabli TestPro daje możliwość oceny konfiguracji PSE i walidacji wydajności poprzez testowanie rzeczywistego obciążenia mocy od punktu, w którym urządzenie zasilane przez PoE (PD) zostanie podłączone. Poprzez faktyczne przyłożenie obciążenia przyrząd testowy potwierdza, że PSE jest w stanie dostarczyć odpowiednie napięcie i moc. Ten rysunek pokazuje również szeroki zakres funkcji testowych potrzebnych do pełnej kwalifikacji testowanego łącza pod kątem szybkości łącza PoE i MultiGigabit przy obciążeniu PoE, a także rozważenie testowania światłowodu zasilanego hybrydowo.
2. Upewnienie się, że PoE nie wpływa na wydajność transmisji danych
Po ustaleniu, że PSE działa prawidłowo, następnym krokiem jest upewnienie się, że nie ma to wpływu na wydajność sieci z powodu przesyłania prądu stałego przez ten sam kabel. Funkcjonalność tę zapewnia przyrząd testowy, który jest w stanie wykonać test wydajności sieci, jednocześnie zużywając energię PoE. Wykonanie tego testu to bezpośrednie potwierdzenie, że system PoE faktycznie działa. Rys. 4 przedstawia ekran przyrządu testowego podczas wykonywania tego testu.
3. Odpowiednie okablowanie
Okablowanie musi być odpowiednie do obsługi PoE. Podczas pracy z preinstalowanym okablowaniem, rozważne jest sprawdzenie, czy wydajność transmisji okablowania jest odpowiednia do pracy w sieci. W wielu przypadkach wdrożenie PoE jest częścią wdrożenia w sieci transmisji Multi-gigabit (1/2,5/5/10G).
Najlepszym narzędziem do tego celu jest przyrząd testowy zapewniający weryfikację wydajności transmisji przy różnych przepustowościach Multi-gig. Ten test można przeprowadzić na dwa sposoby. Przyrząd można podłączyć na drugim końcu łącza kablowego z portem przełącznika podłączonym do drugiego końca. Przyrząd testowy oferujący funkcję autotestu może w rzeczywistości przechodzić przez różne szybkości transmisji danych od 100 Mb/s do 10 Gb/s i zapewniać pomiary SNR przy każdej z tych szybkości transmisji danych.
W drugiej konfiguracji oba końce łącza kablowego mogą być połączone w celu przeprowadzenia autotestu Multi-gigabit. Rysunek 5 przedstawia ekran przyrządu testowego wyświetlający wynik testu Multi-gigabit
Oprócz potwierdzenia wydajności sieci równie ważne jest upewnienie się, że rezystancja DC kabla spełnia specyfikacje dla pracy PoE. Jeśli używane jest wstępnie zainstalowane okablowanie, prawdopodobnie nie zostało ono przetestowane pod kątem wymagań rezystancji podczas instalacji (ponieważ poprzednia generacja norm nie wymagała pomiaru rezystancji).
W przypadku użycia nowo zainstalowanego kabla konieczne jest wykonanie pełnego autotestu certyfikacyjnego w celu zapewnienia wymaganej wydajności DC i RF dla pracy PoE i sieci. Do tego celu idealnie nadaje się przyrząd testowy, który integruje weryfikację PoE wraz z testami certyfikacyjnymi.
RAPORTOWANIE WYNIKÓW POMIARÓW POWER OVER ETHERNET
Ważne jest, aby raportować testy weryfikacyjne PoE, a także test certyfikacyjny, jeśli został przeprowadzony. Instrument testowy, który zapewnia proste, ale informacyjne raporty z testów do weryfikacji PSE, zapewnia identyfikowalność na przyszłość, a także zapewnia formalny sposób dokumentowania projektów. Rys. 7 przedstawia typowy raport z testu weryfikacji Power over Ethernet.
WYZWANIA I GRA W OBWINIANIE
Gdy urządzenia zasilane przez PoE (PD) nie działają, administrator sieci, instalator urządzeń PoE i certyfikator kabli często kłócą się o to, kto jest temu winny. Aby zmniejszyć to tarcie, administratorzy sieci muszą znać zapotrzebowanie na energię w ich sieci, a wykonawcy okablowania muszą wiedzieć, ile mocy będzie wymagało każde z urządzeń i sprawdzić, czy kable będą w stanie dostarczyć tę moc (bez wpływu na dane, które również przesyłane są po kablu). Jeśli zasilanie PoE działa nieprawidłowo, może wystąpić kombinacja jednej lub więcej z następujących przyczyn.- Przełącznik nie jest w stanie zapewnić wymaganej mocy (może być uszkodzony, nadmiernie obciążony lub o złych parametrach).
- Urządzenia PD pobierają więcej energii, niż zakłada to specyfikacja
- Kabel rozprasza więcej energii, niż oczekiwano lub określono, co może wynikać z wysokiej rezystancji, długości łącza przekraczającej specyfikacje lub naprężeń termicznych w wiązce kabli.
Jeśli PoE wydaje się działać, ale urządzenie nie osiąga wymaganej przepustowości danych, znalezienie pierwotnej przyczyny może być jeszcze trudniejsze. Spośród wielu możliwych powodów, nierównowaga rezystancji pomiędzy różnymi przewodnikami kabla jest znana jako główne źródło nasycenia transformatora w interfejsach sieciowych. Zmniejsza to przepustowość danych.
Dobrze opracowana strategia testowania i właściwy wybór wielofunkcyjnego przyrządu testowego są kluczem do uniknięcia tej gry w obwinianie oraz szybkiego znajdowania i rozwiązywania problemów.
ZASILANE OKABLOWANIE ŚWIATŁOWODOWE
Zasilane okablowanie światłowodowe jest obecnie coraz częściej stosowane. Kable te składają się z pary kabli światłowodowych z parą przewodów miedzianych biegnących w tej samej osłonie w celu dostarczania mocy. Nowe przyrządy testowe obsługują adaptery światłowodowe, które zapewniają zarówno certyfikację światłowodów, jak i możliwość pomiaru napięcia na sąsiednich przewodach miedzianych przewodzących napięcie elektryczne.
NA KONIEC KLUCZOWE WSKAZÓWKI DLA INSTALATORÓW
Na co zwrócić uwagę przy zakupie nowego wielofunkcyjnego testera kabli? Po pierwsze, upewnij się, że oferuje najbardziej wszechstronny zestaw funkcji lub podejście „potrójnej korony”. Aby certyfikować kable, poszukaj testera, który certyfikuje tak szybko, jak to możliwe (więcej ułożonych łączy to w końcu więcej pieniędzy). Zastanów się, czy będziesz mieć bezprzewodowy dostęp do Internetu w miejscu pracy, zanim wybierzesz narzędzie bazujące głównie na chmurze. Aby zweryfikować PoE, znajdź tester, który obsługuje wszystkie standardy IEEEPoE, w tym 802.3af/at/bt do 90 W, aby zabezpieczyć swoją inwestycję na przyszłość. Oto kilka innych kluczowych pytań, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze wielofunkcyjnego testera okablowania.- Czy natychmiast wykrywa podstawowe problemy z łącznością podczas testowania mapy połączeń na żywo?
- Czy certyfikuje wszystkie typy kabli, których używasz?
- Czy może przetestować kabel pod obciążeniem energetycznym, aby zobaczyć, jak zmieniają się jego właściwości nawet w dłuższym okresie?
- Czy raportuje konfigurację sprzętu do zasilania i zasilane pary, napięcie, prąd i moc rzeczywistą?
- Czy jest w stanie testować różne przepustowości w celu kwalifikacji i obsługi różnych potrzeb, takich jak 1/2.5/5/10 Gbit/s?
- Czy oferuje testy obciążeniowe łączy kablowych?
Dzisiejsze sieci stają się coraz bardziej złożone wraz z rozpowszechnianiem się urządzeń IoT, które do działania wymagają PoE i w niektórych przypadkach, określonej prędkości łącza. Wymagania stawiane przed sprzętem pomiarowym, na którym trzeba polegać w codziennej pracy, ciągle rosną. Bez odpowiedniego zestawu funkcji pomiarowych jak PoE czy kwalifikacja przepustowości Multi-gig proces wdrażania nowych technologii może zakończyć się wieloma problemami. Upewnij się, że urządzenia pomiarowe, na których polegasz, posiadają niezbędne funkcje do przeprowadzenia wszystkich istotnych testów.
Wszystkich zainteresowanych tematyką pomiarów pod kątem PoE zapraszam do obejrzenia nagrania webinaru #TechTalk gdzie Steve Cowles, RCDD/NST opowiada o możliwościach testera AEM TestPro w zakresie Power over Ethernet. PoE testing – Get the facts!
Sprawdź nasz artykuł: ogólne zasady pracy ze swiatłowodami
Zapraszamy również do zapoznania się z ofertą mierników firmy AEM oferujących pomiaryPoE: testery sieci LAN.
