Как выбрать коммутатор PoE

Один из самых часто задаваемых вопросов: какой тип коммутатора PoE лучше выбрать? С этим вопросом Вам поможет разобраться эта статья.

Введение

С развитием сетевых технологий растет актуальность различных компонентов телекоммуникационной сети, повышающих эффективность ее работы. Одним из таких компонентов является сетевой коммутатор, который имеет крайне важное значение для обеспечения бесперебойной работы сети. Существует два основных типа коммутаторов – обычные сетевые коммутаторы и коммутаторы с функцией PoE (Power over Ethernet), обеспечивающие питание устройств через Ethernet.

Наша статья поможет вам грамотно подобрать коммутаторы PoE для оптимального обслуживания устройств вашей сети.

Что такое PoE?

Обычно для подключения устройства к сети требуется два кабеля: кабель питания и сетевой кабель. Технология PoE позволяет передавать энергию для питания устройства по кабелю Ethernet.

В сетях с PoE питающее оборудование может одновременно с питанием передавать данные устройствам сети – по одному и тому же кабелю PoE.

Чтобы установить PoE-соединение устройства с сетью, необходимо использовать одно из следующих решений: коммутатор PoE (первый вариант) или обычный сетевой коммутатор в паре с PoE-инжектором или сплиттером (второй вариант).

Технологии передачи энергии для питания устройств по Ethernet-кабелям регламентируются стандартами IEEE 802.3 рабочей группы Ethernet. Существуют стандарты PoE четырех категорий, каждая из которых определяет соответствующий бюджет мощности для подключаемых (питаемых) устройств.

Стандарты PoE

Согласно исходному стандарту PoE под названием IEEE 802.3af выходная мощность порта коммутатора составляет 15.4 Вт, из которых питаемое устройство гарантированно получает (с учетом потерь на сопротивление кабеля) 12.95 Вт. В 2009 году вышел стандарт IEEE 802.3at (также известный как PoE+), который удвоил мощность порта, доведя ее до 30 Вт. Позднее вышел еще более новый стандарт IEEE 802.3bt (PoE++), в котором мощность порта была увеличена сначала до 60, а потом до 90 Вт.

Максимальная длина кабеля, на которую передается сигнал PoE, во всех стандартах составляет 100 метров, хотя некоторые коммутаторы поддерживают технологию PoE Extend Mode, позволяющую передавать PoE на длину 250 метров. Если требуется еще более длинная передача, можно использовать усилитель PoE Ethernet.

Каждый коммутатор PoE рассчитан на один из этих четырех стандартов, которые обратно совместимы друг с другом. Коммутатор PoE располагает определенным бюджетом мощности. Суммарное энергопотребление всех питаемых устройств, подключенных к коммутатору, должно быть меньше, чем бюджет мощности коммутатора. Например, коммутатор PoE+ с бюджетом мощности 240 Вт рассчитан на питание восьми устройств 802.3at (30 Вт), но также может питать 15 устройств 802.3af (15.4 Вт). Выбирая коммутатор PoE, учитывайте количество питаемых устройств и их энергопотребление.

Кроме того, обратите внимание на скорость подключений. Коммутаторы предлагают порты со скоростями или 10/100, или 10/100/1000 (гигабитные). Порты 10/100 обеспечивают максимальную скорость передачи данных 100 Мбит/с, тогда как гигабитные порты – 1000 Мбит/с, т.е. на порядок больше. При подключении к одному коммутатору многих камер или при использовании IP-камер с разрешением 4K, коммутаторы с гигабитными портами будут обеспечивать лучшую стриминговую производительность. Часто коммутаторы оснащаются портами 10/100 для камер и гигабитными портами для коммуникационных устройств, которым нужны более быстрые соединения.

Какие устройства используют PoE?

Технология PoE актуальна для сетевых устройств, предназначенных для передачи данных и требующих проводной подачи питания. В настоящее время количество подключаемых к сетям дистанционно управляемых устройств возрастает экспоненциально в связи с ростом популярности «интернета вещей» (Internet of Things, IoT). Прогнозируют, что к 2025 году число устройств IoT, используемых во всем мире, достигнет 75 миллиардов.

При таком стремительном увеличении количества устройств, подключаемых как к домашним, так и корпоративным сетям, роль технологии PoE в сетевой инфраструктуре становится все более важной.

Среди множества областей применения PoE можно выделить три основные.

Телефоны VoIP

Телефоны VoIP – это исторически первые устройства PoE, которым эта технология позволяет получать питание не от розетки, а от коммутатора.

IP-камеры

Технологии охранного видеонаблюдения постоянно развиваются, и использование PoE – одно из современных решений, упрощающее задачу развертывания системы камер и, при необходимости, их перестановки.

Беспроводные устройства

Многие беспроводные точки доступа поддерживают технологию PoE, что расширяет возможности их установки в различных местах. Из этих же соображений PoE часто поддерживают считывающие устройства RFID.

К новейшим областям применения PoE относятся автоматизированные системы «умный дом», включающие в себя такие устройства, как светодиодные светильники, кондиционеры и обогреватели, бытовые приборы, зарядные станции для электромобилей и умные колонки с голосовыми ассистентами.

Сравнение коммутаторов PoE и обычных сетевых коммутаторов

Основная разница между коммутаторами PoE и обычными, очевидно, заключается в возможности непосредственной подачи питания через Ethernet, которая у обычных коммутаторов отсутствует. Тем не менее, обычные коммутаторы тоже можно использовать в сетях с PoE, подключая устройства через PoE-инжекторы или PoE-сплиттеры. Чтобы решить, какой тип коммутатора больше подходит для вашей сетевой инфраструктуры, нужно рассмотреть преимущества коммутаторов PoE и их функциональные ограничения.

Преимущества коммутаторов PoE

Снижение совокупной стоимости системы

Использование PoE устраняет необходимость в прокладке дополнительных кабелей питания устройств и, соответственно, сокращает расходы на сами кабели, розетки и другое сетевое электрооборудование. Кабели Ethernet стоят дешевле и часто уже имеются в зданиях. И даже если они не проложены, прокладка витой пары стоит дешевле, чем силового кабеля.

Гибкость и адаптивность сети

Устройства с PoE можно устанавливать в местах без электрических розеток. Это позволяет размещать сетевые устройства в труднодоступных местах или просто в местах, достаточно удаленных от источников электричества. Пример – камеры видеонаблюдения, поскольку розетки редко располагаются выше потолков.

Эффективное использование электроэнергии

Коммутаторы PoE могут автоматически определять энергопотребление подключенных PoE-устройств и подавать ровно столько энергии, сколько требуется устройству. Это позволяет минимизировать расход электроэнергии и соответствующие издержки предприятия.

Перспективность

Интернет вещей стремительно развивается. Интегрированные в сетевую инфраструктуру коммутаторы PoE в долгосрочной перспективе смогут обеспечить поддержку большего числа устройств, оптимизированных под эту технологию.

Функциональные ограничения коммутаторов PoE

Однако в некоторых ситуациях предпочтительнее использовать обычные сетевые коммутаторы

Какой тип коммутатора PoE выбрать?

Один из самых часто задаваемых вопросов: какой тип коммутатора PoE лучше выбрать – управляемый PoE-коммутатор, умный PoE-коммутатор или неуправляемый PoE-коммутатор?

В качестве общей рекомендации мы предлагаем ориентироваться на управляемые опции, поскольку они обеспечивают намного более детальный и гибкий контроль над сетью. В процессе работы сети обстоятельства часто меняются, и готовность к таким проблемам – это половина их решения.

Поэтому наш совет – если позволяет бюджет, всегда покупайте управляемые коммутаторы.

Теперь давайте рассмотрим три основных типа коммутаторов PoE более подробно, чтобы лучше понимать, для каких сценариев подходит тот или иной тип коммутатора и почему.

Неуправляемые коммутаторы PoE

Область применения: домашние сети / небольшие офисы или магазины.

Преимущества: plug-and-play, простота и доступность.

Эти коммутаторы не предполагают никаких пользовательских модификаций и опций управления, так что вам не нужно будет включать/ отключать порты. Эти решения хороши для компаний без IT-администраторов. Они не предлагают никаких специальных средств защиты данных, но вполне справляются с поддержкой небольших сетей из 5-10 компьютеров, не больше.

Если по сети передаются критически важные данные, например, документы финансовой отчетности, мы рекомендуем более защищенные решения.

Умные, или гибридные коммутаторы PoE

Область применения: телефонные сети VoIP и небольшие корпоративные сети.

Преимущества: базовые опции управления, включая защиту данных, и меньшая стоимость по сравнению с управляемыми коммутаторами.

Умные коммутаторы по своему функционалу сопоставимы с управляемыми, но ограничены в части возможностей удаленного управления сетью через интернет. Для установки и настройки этого вида оборудования высокая IT-квалификация не требуется: интерфейс здесь намного проще, чем у управляемых коммутаторов.

Тем не менее, они все-таки предлагают такие опции, как приоритизация трафика (Quality of Service, QoS) и виртуальные локальные сети (VLAN).

Они отлично подходят для телефонных сетей VoIP, небольших VLAN и рабочих групп компьютеров в масштабе, например, лаборатории. Умные коммутаторы позволяют настраивать пользовательские конфигурации портов и виртуальные сети, но не имеют в своем арсенале таких сложных опций, как мониторинг трафика, поиск неполадок и удаленный доступ к настройкам сети.

Управляемые коммутаторы PoE

Область применения: сети крупных предприятий и дата-центров.

Преимущества: все возможные опции управления и защиты данных.

Управляемые коммутаторы обеспечивают самый высокий уровень защиты данных, контроля трафика и управления настройками сети. Это идеальное решение для тех сценариев, где требуется круглосуточный мониторинг сети или удаленное управление сетевыми подключениями.

Управляемые коммутаторы – самые дорогие, но эти инвестиции достаточно быстро окупаются. Уровень масштабируемости, предлагаемый этими коммутаторами, позволяет в перспективе расширить сетевую инфраструктуру.

К продвинутым функциям управляемых коммутаторов относятся следующие:

Управляемые коммутаторы позволяют оптимизировать использование сетевых ресурсов и повысить скорость работы сети. Для управления сетью через такой коммутатор требуется высокая квалификация администратора, поскольку управление осуществляется путем ввода специальных текстовых команд в командной строке интерфейса.

Итак, каждый тип коммутаторов PoE имеет определенные преимущества, реализуемые в конкретной ситуации использования, но если вы в перспективе планируете расширять сеть, то лучшим выбором станет управляемый коммутатор.

Не забывайте, что существуют коммутаторы с PoE на входе, которые можно устанавливать в местах, где нет электричества. Питаются такие коммутаторы от PoE инжекторов или тех же коммуторов с PoE на выходе. Коммутаторы с PoE на входе пользуются гораздо меньшим спросом, но часто остро неоходимы на некоторых объектах.

На что еще обратить внимание при выборе коммутатора PoE?

1. Количество портов

На рынке представлены модели сетевых коммутаторов с количеством портов от 4 до 54. Выбор того или иного варианта зависит от количества пользователей/ подключенных устройств. Учитывайте также нарастающий бум интернета вещей.

Чем больше сеть, тем больше портов на коммутаторе вам потребуется.

Будет ли этого достаточно с учетом перспектив расширения компании/ сети?

Вы можете выбрать коммутатор с большим числом портов, чем вам нужно на данный момент. Лучше иметь избыточные порты, которые не используются, чем испытывать нехватку портов для текущего использования. Это же относится и к уровню коммутатора (L2 и выше).

Рост количества сотрудников – не единственный фактор, могущий служить основанием для расширения корпоративной сети. Коммерческие дисплеи, Digital Signage, беспроводные точки доступа, кондиционеры и обогреватели, умные светильники, охранные системы и даже бытовая техника (например, холодильники) – все это переводится на удаленное управление через интернет.

2. Предлагаемая скорость подключений

10/100 Мбит/с – достаточно?

Большая часть компьютеров и сетевого оборудования оснащается встроенными интерфейсами Gigabit Ethernet, что можно считать стандартом. Проблемы недостаточно быстрых подключений могут возникать при масштабировании сети, а также в ситуациях, когда компания не расширяет сеть, но для дальнейшего развития бизнеса требуются более высокие скорости соединений.

3. Варианты резервирования

Что лучше – один 16-портовый коммутатор или два 8-портовых?

Это частый вопрос, и ответ на него зависит от срочности стоящих перед вами задач, бюджета организации, особенностей IT-менеджмента и наличия свободного места. Если к этому нет существенных препятствий, то два коммутатора всегда лучше, чем один.

Если вся сеть завязана на один коммутатор, то в случае его выхода из строя повиснет вся сеть. Если откажет один из двух коммутаторов, повиснет только половина сети, но на второй половине все-таки можно будет как-то работать до замены отказавшего коммутатора.

Если ваша сеть включает в себя серверы, работающие с персональными или финансовыми данными клиентов, то резервирование сетевого оборудования является одним из ключевых аспектов успешности вашего бизнеса.

Почему мы рекомендуем в качестве оптимального решения 24-портовый управляемый коммутатор PoE

Как вы, возможно, уже заметили, по вопросу выбора между управляемыми и неуправляемыми коммутаторами PoE мы занимаем четкую позицию: управляемый коммутатор всегда лучше.

Почему? Во-первых, защита данных. Эти коммутаторы позволяют администраторам контролировать трафик. Но это еще не всё. На управляемых коммутаторах можно индивидуально программировать каждый порт, что позволяет максимизировать энергетическую эффективность и производительность сети.

Управляемые коммутаторы обеспечивают большую гибкость сети в перспективе долгосрочного использования и могут быть адаптированы к изменениям приоритетов.

Если ваша организация растет и развивается, растет и потенциальное разнообразие потребностей вашего бизнеса. Поэтому целесообразно инвестировать в оборудование, отвечающее динамике этого развития.

Вот некоторые виды устройств, которые могут быть подключены к управляемому коммутатору:

Управляемые коммутаторы – лучшие коммутаторы

Стабильность работы управляемых и неуправляемых сетевых коммутаторов обеспечивает так называемый протокол связующего дерева (Spanning Tree Protocol, STP). В случае отказа какого-либо из устройств, подключенных к коммутатору, этот протокол предотвращает «зацикливание» сети в попытках найти «пропавшее» устройство.

Эта функция работает одинаково и на управляемых, и на неуправляемых коммутаторах. Но управляемые коммутаторы предлагают продвинутые опции контроля. Сетевые администраторы могут индивидуально запрограммировать каждый порт на отключение или на запрос дополнительной информации о природе отказа.

У администратора есть возможность отключить нежелательные/неиспользуемые порты. Также можно установить несколько линий между двумя коммутаторами или сетевыми устройствами и использовать это множественное подключение как один канал с большей пропускной способностью.

Кроме того, управляемые коммутаторы позволяют администраторам контролировать внешний трафик путем контроля коммуникаций устройств, подключенных к соответствующим портам.

Возможность ограничения межпортовых коммуникаций позволяет, в случае проникновения вирусов, предотвратить их распространение по сети. Это означает большую защищенность внутрисетевых данных. Наконец, если мы вас еще не убедили, управляемые коммутаторы не позволяют подключаться к сети неавторизованным устройствам, не прошедшим процедуру идентификации.

Итак, управляемые коммутаторы – лучшие, потому что они:

Примеры эффективного использования преимуществ 24-портового управляемого коммутатора PoE

Каким образом управляемый коммутатор может усилить потенциал вашей корпоративной сети? Давайте рассмотрим это на примерах подключаемых устройств, поскольку они отражают все практические аспекты, где требуется достаточно высокая мощность питания PoE и продвинутые опции сетевого менеджмента.

Вот несколько типовых сценариев использования управляемых коммутаторов.

1. IP-камеры

Для питания системы мегапиксельных IP-камер вам понадобится мощность около 30 Вт от каждого порта. 24-портовый управляемый коммутатор Gigabit PoE имеет бюджет мощности 360 Вт, что позволит вам подключить столько IP-камер, сколько позволяет ваш финансовый бюджет. Если у вас есть два порта SFP, вы можете дополнительно подключить несколько коммутаторов.

Однако имейте в виду, что если суммарное энергопотребление подключенных устройств превысит пороговое значение, устройства будут получать недостаточную мощность питания, что может приводить к некорректной загрузки сети.

Конечно, в некоторых ситуациях может понадобиться подключить 20 устройств с различным энергопотреблением. Охранные подразделения предприятий редко могут позволить себе установку оборудования, целиком состоящего из новейших моделей камер. В большинстве случаев эти устройства добавляются/ заменяются по мере необходимости и когда позволяет бюджет организации. В результате система чаще всего состоит из различных моделей камер с различными функциональными возможностями и различным энергопотреблением.

И это еще один сценарий, в котором 24-портовый управляемый коммутатор PoE проявляет себя отлично. Он позволяет администраторам запрограммировать каждый порт в соответствии со спецификой записи и параметров изображения, получаемого с подключенной к этому порту IP-камеры.

Например, если камера включает запись, когда датчики движения детектируют движущийся объект, питание этой камеры тоже можно настроить на переменный режим, в отличие от камер, осуществляющих запись в режиме 24/7, энергопотребление которых будет несколько больше.

Возможность индивидуального программирования каждого порта коммутатора позволяет администраторам оптимизировать энергопотребление и производительность сети в соответствии со спецификой работы каждого подключенного устройства.

Функция PoE Watchdog

Системы видеонаблюдения обычно работают в круглосуточном режиме, и в случае «зависания» какой-либо камеры администратор не всегда может быстро об этом узнать.

Для таких случаев предусмотрена функция PoE Watchdog – коммутатор в автоматическом режиме периодически опрашивает подключенные камеры и, если какая-то из камер не отвечает, также автоматически посылает команду на ее перезагрузку. Это часто позволяет восстановить нормальную работу сети без привлечения администратора.

2. Беспроводные точки доступа с поддержкой PoE

Для эффективного функционирования точек доступа Wi-Fi с поддержкой PoE требуется мощность питания около 30 Вт на порт. Не забывайте, что домовые, уличные и даже индустриальные беспроводные сети, по существу, состоят из нескольких сетей меньшего радиуса действия, соединенных между собой через беспроводной контроллер точки доступа, который, в свою очередь, подключается к управляемому коммутатору.

Если вы используете управляемые коммутаторы PoE, установка беспроводных контролеров и настройка точек доступа не представляет никаких сложностей. Вам не нужно будет дополнительно обеспечивать места установки Wi-Fi оборудования кабелями питания или электрическими розетками. Просто протяните обычный кабель Cat5a или Cat6 от точки доступа к сетевому коммутатору PoE и пользуйтесь Wi-Fi.

3. Тонкие клиенты

Тонкие клиенты – это компьютеры, у которых нет собственного загрузочного диска и/или операционной системы. Вместо этого они подключаются к серверу и загружают установленную на нем ОС настольного ПК. Тонкие клиенты имеют компактный форм-фактор и невысокое энергопотребление, примерно как у приставок Apple TV или Amazon Fire TV.

Тонкие клиенты по дизайну аналогичны баребонам и в большой степени зависят от серверов, к которым они подключаются (обычно в облачных и виртуализованных рабочих средах) для выполнения вычислительных задач высокой интенсивности.

Тем не менее, тонкие клиенты обладают многочисленными преимуществами. Например, они позволяют пользователям запускать приложения с виртуальных рабочих столов. Еще более актуально для собственников бизнеса то, что использование тонких клиентов позволяет снизить капитальные затраты на IT-инфраструктуру. Кроме того, они занимают меньше места и требуют минимум лицензионного ПО.

Наконец, энергетическая эффективность тонких клиентов достигает впечатляющих 97%. И, так как они могут получать доступ к приложениям, памяти и критически важным данным через управляемый коммутатор PoE дата-центра, им не нужны собственные жесткие диски.

Советы по выбору и установке управляемого коммутатора PoE

Прежде чем заказывать управляемый коммутатор, рассмотрите долгосрочные перспективы использования своей сети.

Собираетесь ли вы в ближайшие 6 месяцев расширять штат сотрудников, запускать новые проекты или устанавливать новое оборудование? Ответив на эти вопросы, вы сможете определиться с числом портов коммутатора.

Во многих случаях в качестве задела на будущее целесообразнее приобрести более высококлассный коммутатор PoE (с большим числом портов).

Купив коммутатор, сразу определите ему адрес шлюза по умолчанию. К сожалению, в ходе настройки IP-адреса этот момент часто пропускают.

Кроме того, при вводе коммутатора в эксплуатацию сразу точно установите текущее время и дату. Это позволит в будущем отслеживать все инциденты в реальном времени.

Наконец, настройте протокол обнаружения соседей (Neighbor Discovery Protocol, NDP). Это протокол используется сетевыми администраторами и программными инструментами для точного воссоздания топологии сети.

После проведения всех этих подготовительных процедур можно спокойно пользоваться всеми преимуществами управляемых коммутаторов PoE.