张旭军
由于以太网供电技术(PoE)的发展,诞生了“在未来,网线肯定比电源线好找”的大胆设想,在以太网供电技术的大量应用还未出现之时,我们对其赋予了美好地期待:以太网供电的鲜花在明天开放。
大家都在喝彩
业界对以太网供电技术评价不低。在未来,网线肯定比电源线好找,这一大胆的说法能否实现,取决于以太网供电的法力是否足够大。
“随着IEEE 802.3af标准的确立,以太网供电市场由此获得一针强心剂,方便了IP电话和无线接入设备的推广。并且,大量的应用也将快速涌现出来,包括蓝牙接入点、灯光工作、网络打印机、IP电话机、Web摄像机、无线网桥、门禁读卡机与监测系统等。用户在当前的以太网设备上融合新的供电装置,就可以在现有的网线上提供48v直流电源,降低了网络建设的总成本,并且保护了投资。” Burton研究室主任Dave Passmore描绘出以太网供电美好的应用前景。
Cisco这样评价以太网供电,“2003年6月,一贯严肃的IEEE批准了一个听起来很前卫的标准——IEEE 802.3af,该标准对路由器、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、无线局域网接入点等设备供电的方式进行了规定。该技术的实现可能使笔记本电脑将来不再需要任何笨重的电池和繁琐的插头,因为只要能连上网络,网线将自动为联网设备供电。”
“随着网络中IP电话、IP视频监控的应用,加之无线以太网应用越来越广泛,通过以太网本身提供电力支持的要求也越来越迫切,以太网供电成了必然趋势。阿尔卡特非常重视以太网供电技术的发展,投入了强大的研发力量,在Omniswitch系列以太网交换机上推出了相应的模块。” 阿尔卡特的技术人员这样评价。
“我们目前还没有采用以太网供电技术,但如果采用,将带来管理和维护上的方便,电话维护班的工作就可以由网络部来完成,如果价格能下来一些,将非常有前途。”财政部信息中心负责网络管理的王斌这样评价着以太网供电技术。事实上,记者在试图采访以太网供电的用户时,在北京国税局、网通(北京)通信公司都表示出对这个话题的关注,得到的也都是类似答案。“目前,无线局域网在网通(北京)通信公司还没有大规模应用,但将来肯定会用,到时以太网供电必然会考虑。”该单位的陈先生如是说。
业界对以太网供电技术普遍看好,上面几个人的说法也证明了这一点,预示着其将具有美好的前景。
电从哪来?
不需要外接电源,IP电话、无线局域网甚至是笔记本电脑都能工作,听起来很神吧?电从哪来呢?
以太网供电技术听起来有些神秘,记者在和一些一直在IT领域做事的朋友聊起这个话题时,大多数都表示比较新奇。那么以太网供电到底是如何工作的呢?下面通过一个简单的应用来分析一下。
一般来说,IP电话设备需要两个接口:一个连接到局域网,另一个连接到交流供电网。至于其他的网络设备,如无线局域网接入设备、笔记本电脑和网络照相机等,也都需要这两套接口。这样,除网线之外,电源线不可缺少。另外,许多网络设备为了实际操作的需要,都要被安放在特殊位置,无线局域网就是最常见的例子。为了达到一定的无线电覆盖率,无线接入设备通常要安置在天花板上,但在这个地方很难找到一个合适的交流电输出接口。802.3af标准制订的规范就是为这些设备不再需要电源线接口而诞生,这就是以太网网线供电。802.3af定义了一套方法来构建供电设备和用电设备,包括在非屏蔽的双绞线上传输48v的交流电,应用在现存的电缆设备上,如5/5e/6类线缆、配线架、输出口、连接硬件等。
该标准定义了两种方法:Mid-Span和End-Span。前者是使用局域网电缆中没有被使用的线对来传输直流电,因为在以太网中,只使用了电缆中四对线中的两对来传输数据;后者是在传输数据所用的电缆之上同时传输直流电,其信号频率与以太网数据信号频率不同,目前这种方法更受青睐。业界专家指出End-Span流行的原因是,这种方法可以内嵌入支持以太网供电的交换机之中,用户常购买此类交换机用于IP电话或无线局域网。End-Span同时允许千兆以太网和以太网供电共存,可提供10/100/1000Mbps三种速度的连接。联想网络公司的以太网交换机产品线的技术人员表示,End-Span在信号传输上对质量更有保证。
同数据网相对应,802.3af技术还支持点到多点的电力分配设备,网管员只需要在网络核心部位配备一套UPS设备就可以为本地网内多种分散设备提供电力备份,并且802.3af技术还提供基于Web控制的SNMP远程访问和管理。这样的供电方式除了在实施上方便外,也解决了市电断电后以往的类似于IP电话、无线局域网不能工作的问题。
真能省钱吗?
投入产出比成了市场经济下用户上项目前必须要算的账,以太网供电能交出合格的答卷吗?
以太网供电能更好地满足VoIP和无线局域网等新应用,但从成本上来算,它真有优势吗?
“由于企业中局域网设备的数量不断增加,因此为每一台设备架设电源线花费不菲,并且要为设备安装UPS或建设独立的后备电网,然而实现这两种方法费用都不小。并且,许多设备必须安装在特殊的位置上才能最佳运行,而在这些位置很少能找到电源插座,以太网供电可节省电源布线和配电的成本。更重要的是,它使得管理人员可利用安装在网络核心的一台UPS为分布在局域网上的多台设备提供后备电源,同时网络管理员可在自己的网络布线室内集中地管理网络和电源配电,从而帮助简化管理、降低运行成本。”阿尔卡特的相关人员如此表示。
诚然,在后期的使用上,人力的节约和高可管理性带来的便利会给企业带来长期的成本优势,但这些都是“隐性成本”。目前以太网供电的建设费用之高还阻碍着其迅速普及。财政部信息中心负责网络管理的王斌就明确作出了表示,“目前采用以太网供电技术的前期投入大,降低了用户使用的热度,我们就是一例。”
看来,目前的价格和用户的心理价位还有些距离。但不可不算的账是,以VoIP的应用为例,采用以太网供电技术后实现的VoIP,程控交换机省了,机房空间节约了,电话的维护简单了(不需要专人来管理了,网络部的人就可以轻松解决了)。这里面带来的“隐性成本”会在未来长期的使用中发挥优势。
事实上,以太网供电带来的好处在组建大型无线局域网时更富有成效,例如美国普渡大学组建了拥有1100多个无线访问点的无线局域网。据该学校的说法,通过选用支持以太网供电技术的设备为无线网络供电,使得每个无线接入点平均节省了350~1000美元。
虽然如此,用户心中仍有着一笔账,如何计算,只有他自己更清楚。
谁最需要它?
把目光盯在一些新兴行业不会有错,大多数的政府、传统的大型企业还需要等待。
以太网供电最早是针对IP电话、IP视频应用开发的,现在的一个明显用途是为无线局域网接入点供电。
需要说明的是,目前使用以太网供电技术的用户并不多,记者试图采访一些典型用户,联系了不少业内人士都没能如愿,无奈之下,求助于厂商,希望厂商推荐用户,也没有得到很好的效果。事实上,在记者和一些厂商的产品技术人员谈到这个话题的时候,有一些人谈到国家的一些部委也将是他们的目标客户。但记者从一些部委网络中心了解到的却是另外一种情况:他们不存在太多的“专用的”VoIP需求,因为他们大多都有完善的网络,和地方进行联系时,在路由器上进行一些简单配置就能通过内部网实现所谓的VoIP。更为重要的是,这些部门都已经建有完善的传统电话网络,一切都那样按部就班地运行着,有理由说服他们使用以太网供电吗?除非把目光放到足够远。
而把目标放在传统的大企业似乎更合理一些,但也需要说明。国家大型一类企业沧州供电公司信息中心的孟海江谈到以太网供电时,给出了这样一段话:“关于以太网供电,我只是听说过,有一点了解。目前我们单位还没有应用这类设备,同事之间好像从未谈起过相关内容。近期单位不会有相关的采购计划,主要原因是只有当技术应用到很成熟的时候,我们才会考虑选用相关设备。另外,单位网络升级的时间不长,从布线到设备,应用都不错,因此近期会维持这样局面。”
显然,技术成熟是说服这类用户的敲门砖。
那么,从近期看,谁最适合采用以太网供电呢?把目光多盯在一些新兴行业不会有错,如新发展壮大的IT行业、大的互联网公司。一方面,这类企业接受新鲜事物快。另一方面,企业发展快、部门壮大迅速、人员变化频繁、程控电话缺乏基础,所有这些正是以太网供电的优势所在。
典型应用
以太网供电服务无线局域网
目前,以太网供电技术最典型的应用是无线局域网。如在办公大楼中,很多情况下AP的最好安装地点是天花板上,在天花板上安装电线不太方便,这时以太网供电技术就能派上用场。AP选择支持以太网供电技术的,在AP和机房交换机之间重新布放线缆,只需要1根8芯网线,省掉了电源线的布置,也降低了施工难度。当然,与AP相连的交换机也要支持以太网供电技术。
以太网供电工作连接示意图
应用实例
兰生集团总部无线局域网应用
上海兰生(集团)有限公司是国有大型企业集团,经营范围以进出口贸易为主,总资产近30亿元。随着笔记本电脑、移动电话和手持设备的广泛使用,公司员工的流动性也大为提高,无线局域网解决了这个问题。
本方案的设计重点就在于AP的布置和选型,另外,为了避免AP另外敷设接入电源的麻烦,无线局域网的AP使用以太网供电技术远程供电。AP可放置在吊顶上或挂在稍高位置的墙壁上。
在接入端,无线局域网AP的10/100Mbps以太网端口通过长度不能超过100米的铜缆以太网双绞线,连接到相关联的有线局域网交换机的10/100Mbps端口上。针对无线局域网中可能有的视频应用传输要求,AP选择了NETGEAR WG602。基于802.11g标准的WG602提供的数据通信高达54Mbps,而无线网卡则选用基于802.11g标准的NETGEAR全系列的54Mbps USB2.0无线适配器WG121、笔记本电脑无线适配卡WG511以及适用于台式机的无线54Mbps 32位PCI卡WG311。
本方案的最大特色就是采用了IEEE 802.11g无线局域网解决方案,并采用了以太网供电技术很好地解决了电线的连接问题。
产品篇
由于目前以太网供电最主要的应用在无线局域网,所以很多AP都支持以太网供电,我们就不单独介绍这部分产品,而把目光放在为AP提供电力的上联设备——交换机上。
阿尔卡特OmniSwitch 7000
阿尔卡特OmniSwitch 7000系统是支持以太网供电的交换产品,可提供关键软、硬件部件冗余。那么,在以太网供电方面它是如何满足用户需求的呢?
用户在OmniSwitch 7000机箱下安装一个独立的小型电源架,然后连接外部的电源线到提供在线供电以太网模块(OS7-ENI-PD24)的OmniSwitch 7000的机箱。在线直流供电模块符合IEEE 802.3af 标准,可通过以太网双绞线的4-5、7-8线对来传送直流电源,该模块支持自动检测和电源管理。每个端口最大可以提供16.8W的直流电源输出。
Cisco Catalyst系列
除了96端口板卡,Cisco Catalyst 6500和Catalyst 4500交换机对原有的板卡进行了增强,在48个端口的10/100/1000Mbps和10/100Mbps模块内增加电源子卡就可让这些接口模块提供在线的电源。Catalyst 3750可堆叠交换机新的模块融入了智能堆叠(StackWise)和10/100Mbps以太网供电技术,Catalyst 3560交换机在拥有以太网供电能力的同时,提供48/24个端口可堆叠功能。
所有的Cisco以太网供电产品都遵循IEEE 802.3af标准,交换机能自动识别终端设备所需要的电量。另外,Cisco提出了分级供电智能电源管理技术,能够精确地控制每一个端口的电力预留、分配和过载管理,以及交换机电力不足时的电力优先分配。
Extreme Alpine 3800
Extreme Networks的Alpine 3800机箱系列交换机提供了智能以太网交换平台,支持构建完整的企业级网络要求的扩充能力、灵活性、安全性和管理功能。在安全方面,能够防范拒绝服务(DoS)攻击,并采用基于硬件的访问控制列表(ACL)与服务等级相关联,线速执行第1层到第4层安全保护和控制业务流量。在可扩充方面,支持802.3af以太网供电,能够线速实现基于策略的服务质量,分配带宽和业务优先权等。
Foundry FES 2402/4802 PoE
Foundry的FastIron Edge 2402/4802 PoE提供24或48个10/100Base-TX端口,并内置2或4个1000Base-TX铜线接口与mini-GBIC光接口的集成端口。在所有10/100Mbps端口上提供基于802.3af标准的以太网供电。通过单一电源可提供高达480W的PoE专用电力供应,能够为系统内的所有端口提供每端口15W的电力供应。通过支持内置的冗余热交换电源,可提供100%的系统和PoE冗余。其基本配置支持线速第2层交换及基本第3层功能,并且可以升级到完整的多协议第3层路由。速率限制与完整的QoS控制使网络管理员能够平衡、调整并控制带宽消耗。该产品具有线速的ACL、MAC地址锁定、防DoS攻击功能以及802.1x支持等特性,可以确保用户网络的安全。
HP ProCurve Switch 2650-PWR
HP ProCurve Switch 2600系列全部由低成本、可堆叠、多层、可网管型的50或26个端口交换机组成,它们配有48或24个自适应的10/100Mbps端口和2个10/100/1000Mbps或mini-GBIC连接双功能定制端口。HP Switch 2650-PWR和2626-PWR符合IEEE 802.3af标准,支持以太网供电,每个端口提供15.4W的功率,为IP电话、无线接入点、Web摄像头等提供电源。另外,冗余和外部电源作为附件提供。
NETGEAR FSM7326P
NETGEAR的FSM7326P提供24个10/100Base-TX端口并内置2个1000Base-TX铜线接口与mini-GBIC光接口的集成端口。在所有10/100Mbps端口上提供基于IEEE 802.3af标准的以太网供电,可为IP电话机、无线接入点以及安全的视频照相机等终端设备提供远程供电。交换机内置的冗余电源可以使VoIP网络与无线局域网的可靠性大大提高。数据交换与电源管理在同一个设备当中完成,同一根双绞线电缆同时完成数据传输与电源输送。依靠其电源管理特性以及智能化2/3层数据交换特性,结合NETGEAR企业级具以太网供电功能的无线接入点WG302和WAG302,为企业级用户提供完整的解决方案。
编看编想
步子要大一点儿
■ 张旭军
把剃须刀连上网线就能刮掉胡须,把摄像机接上网线就可摄像,这不是天方夜潭,这些都会因为以太网供电技术的发展而成为现实。在网络无处不在的未来,网线肯定比电源线好找。在方便程度带来的巨大诱惑面前,这也预示着等待以太网供电的将是一个巨大的应用市场。
新技术大多要过技术成熟、接受观念、价钱这几道坎才能达到普及应用,并且这几道坎往往不是严格地按照时间的推进而先后到来,期间多要出现一些交替和相互促进之类的“模糊理论”。目前的以太网供电已走过了初始阶段的技术坎,正处于人们接受的观念和价格偏高的坎上。不要怀疑,以太网供电通过这个坎不成问题,我们只希望的是,它的步子要迈得大一点儿,进程快一点儿。
问题总是在应用中产生,以太网供电技术会带来这样一个新问题:散热,尤其对高端口密度的交换机来讲就更为明显。阿尔卡特表示,集中式供电会增加在线供电设备的热量散发,如果在高端口密度的情况下,有可能要求对机房空调进行扩容,以适应散热要求。
产生问题才能解决问题,这正是技术逐步发展的根基。业界对这个问题也给予了很大关注,Cisco提出了分级供电智能电源管理技术(能控制每一个端口的电力分配)的同时,已着手解决这个问题。
摘自 网络世界
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