思科交换产品

增强型POE供电设备--Cisco Catalyst 3560E

简介

现在,网络已成为各种企业不可分割的一部分,而同时,新应用也为网络基础设施添加了新设备。从2000年首次面世的、基于IP语音的客户端,到基于IEEE 802.11n标准的新无线接入点,对于向网络终端设备提供更高功率的要求在不断激增。思科®率先开发了向网络终端设备供电的功能,这是一种从以太网交换端口向其思科IP电话供电的方式。自此,思科开始与大量IEEE组织中的其他厂商合作,创建从以太网交换端口供电的标准方法。此以太网供电(PoE)功能已被IEEE 802.3af委员会批准,现已广为部署。

思科致力于不断推动技术创新的发展,推出了思科增强PoE,这是另一业界创新。它是思科对IEEE 802.3af标准的扩展,每端口提供更高功率。通过提高其PoE支持,每端口提供超过15.4瓦(W)功率,思科使用户获得了更高灵活性和移动性,网络管理员也能更出色地管理运营。

在局域网基础设施中使用思科增强PoE的优势

PoE过去一直与两种应用相关:IP语音和802.11无线网络。自IEEE 802.3af标准完成和获批以来,这些设备所需的功耗已经开始超过该标准所规定的上限。特别是IEEE 802.11n无线技术的面世推动了对提供更高PoE的需要,即高出原始PoE标准中所描述的15.4W上限。所以,仅根据IEEE 802.3af标准、支持每端口最高15.4W的网络基础设施必须采用馈电器或其他提供更高功率的方式,这不仅增加了网络安装和管理的复杂度,而且降低了效率。

思科增强PoE基础设施提供了出色投资增强功能,在IEEE 802.3at标准批准面世前,就允许应用支持更高功率的设备。现在,部署思科增强PoE的其他优势还包括:

  • 部署简洁性和易用性:除提供网络连接的PoE优势和单一电缆设备供电外,思科增强PoE允许一个每端口需20W的设备使用单一交换端口与网络相连。这减少了必须安装和管理的布线和电源设施,也简化了受电设备的安装和管理。
  • 移动性:用户能够充分受益于基于IEEE 802.11n标准的无线系统所支持的更高数据传输速率、可靠性和覆盖范围预测能力。
  • 投资增强:整个行业都在考虑为需每端口15.4W以上的受电设备提供新应用。思科增强PoE能为视频监视、远程视频服务亭和智能楼宇管理解决方案等新应用提供潜在支持。

PoE帮助您避免为支持PoE的设备安装墙上电源,且无需在部署IP电话和WLAN时投入大量资金添加电线和电路。此外,PoE交换机还无需为运行IP设备而购买电源插接器和PoE跨接线。表1是对全新交换机的简要说明。

什么是思科增强PoE?

思科增强PoE是思科对IEEE 802.3af标准的扩展,提供每端口15.4W到20W的功率。思科增强PoE能满足立即需要每端口高于15.4W的客户的需要。它适用于希望安装支持新PoE技术,在全功能状态下需要每端口15.4W以上功率的客户,其中新技术包括基于IEEE 802.11n标准的无线技术等。

回顾一下当前PoE (IEEE 802.3af)标准的功能,以及即将推出的PoE+ (IEEE 802.3at)标准的目的,这将对了解思科增强PoE的创新和发展历程有所助益

PoE (IEEE 802.3af)

PoE是局域网交换基础设施通过以太网铜缆向终端供电的能力。这种功能有时候被称为“内部电源”,最初是由思科于2000年开发的,其目的是支持新兴IP语音解决方案。IP电话和桌面标准PBX电话一样,需要48V电源,这可通过两种方法提供:将电话插入电源插座或通过网线为电话供电。过去选择的是后一选项,因为这样电话电源出现故障的几率较小。思科支持用于内部电源的初始专用技术,也支持所有Cisco Catalyst®局域网交换机上的IEEE 802.3af PoE。

PoE规范需要两种设备:电源供电设备(PSE)和受电设备。Cisco Catalyst交换机在配备了支持PoE的线卡后,能作为PSE并向终端设备,亦即受电设备供电。受电设备可以是多种设备,包括IP电话或无线接入点。稍后本文还会介绍其他受电设备。

该标准还支持另一运行模式。因为现在许多企业使用的交换机不支持802.3af或任意类型的内部电源,所以受电设备必须支持中跨PSE。该设备位于局域网交换机和受电设备之间,通过以太网电缆向受电设备供电。请注意,这两种机制的技术差别在于:如果Cisco Catalyst交换机是PSE设备,供电和数据传输使用相同的以太网电缆对(引脚1、2和3、6)(该功能有时也称为“虚拟电源”)。如果使用中跨PSE,如Cisco Catalyst内部电源接线板,则通过未使用的电缆对(引脚4、5和7、8)供电。

802.3af标准还提供了设备可能属于的五种功率级别。PSE厂商不必实施所有级别,最高能够支持15.4W。如果厂商未选择使用电源管理,就可能需要设施经理投入更多资源来提供PoE。应该记住的是,即使受电设备支持IEEE 802.3af-2003电源分类,PSE也有可能不支持,而其通用标准是提供15.4W功率。

思科支持802.3af标准中的功能以及自己的预标准PoE实施。思科的预标准PoE实施包括对思科智能电源管理(IPM)的支持。本文稍后将介绍的思科IPM与其他PSE相比,能够更高效地利用Cisco Catalyst交换机中的功率。思科IPM只是思科在PoE方面持续创新的一个早期实例。

PoE+ (IEEE 802.3at)

需要超过15.4W功率的网络设备的出现,迫使IEEE开发了一种新PoE标准,以提供高于IEEE 802.3af标准中定义的功率。这一新标准称为IEEE 802.3at,旨在提供每端口至少30W的内部电源。

每端口提供高于15.4W的功率会引发一些重要问题。其中之一就是铜缆布线的物理特性,如果传输的功率超过某些阈值,就会过热或损坏。IEEE正在探索在此限制下传输更高功率的不同方法。

另一挑战在于与IEEE 802.3af标准的向后兼容性。这一互操作性对成功采用802.3at十分重要。因此, IEEE正致力于确保符合802.3at标准的PSE能与802.3af受电设备互操作,反之亦然。鉴于有上述问题以及其他部署挑战,预计IEEE 802.3at标准在2009年才能完成。在此标准获批后,作为该标准的主要提出者和开发者之一的思科将支持IEEE 802.3at标准。

思科增强PoE

为支持新兴技术,思科的许多客户现在就需要超过每端口15.4W的PoE。例如,思科已推出了一款符合IEEE 802.11n草案2.0标准的新无线接入点。该无线接入点是Cisco Aironet® 1250系列接入点,支持两个无线收发器,使用MIMO和其他新技术来提高无线网络的吞吐率、可靠性和可预测性。但是,为发挥其全部功能,Cisco Aironet 1250需要18.5W的PoE。

如果从一个仅支持IEEE 802.3af标准的交换机为需18.5W功率的Cisco Aironet 1250供电,就会降低网络效率,这是因为网络管理员必须添加更多设备和布线来提供所需的更高功率,或是只使用Cisco Aironet 1250中的一个无线收发器。尽管Cisco Aironet 1250能方便地从符合IEEE 802.3at标准的PSE获得所需的全部功率,但该标准还未获得批准。

为此,思科开发了思科增强PoE,它是思科对IEEE 802.3af标准的扩展,为支持思科发现协议(CDP)的设备提供高达每端口20W的内部电源。思科增强PoE将首先于2008年2月开始在采用Cisco IOS® 12.2(44)SE的Catalyst 3750-E和Catalyst 3560-E交换机上提供,之后Catalyst 4500 E系列和Catalyst 6500系列也将很快支持它。例如,当Cisco Aironet 1250连接到一个支持思科增强PoE的Catalyst交换机时,该接入点就能使用思科发现协议,向该交换机请求高于IEEE 802.3af标准中定义的15.4W的功率级别。在Catalyst交换机接收到申请更高功率的思科发现协议信息后,它将向Cisco Aironet 1250提供更高功率。

思科增强PoE并非要替代IEEE 802.3at(PoE+)标准或与其竞争。它只是向那些必须立即部署需要每端口15.4W以上功率的技术,且无法等到802.3at标准出台的客户,提供每端口超过15.4W的PoE的一种方法。

思科在PoE领域的领先地位

思科是第一个推出PoE的公司,且向整个Cisco Catalyst交换机系列提供符合IEEE 802.3af标准的PoE解决方案,以此推动该技术的标准化发展。通过提供思科增强PoE,思科继续进行PoE创新。在2008年2月,Cisco Catalyst 3750-E和3560-E系列交换机开始提供思科增强PoE,到2008年中期,整个Catalyst交换机系列,包括Catalyst 6500系列和Catalyst 4500 E系列都将支持思科增强以太网供电。

思科IPM

支持思科增强PoE的Cisco Catalyst交换机还凭借思科IPM,进一步优化了功能。思科IPM能够便于扩展、智能地管理对交换机中所有PoE端口,包括思科增强PoE端口的供电。它能精确控制每个PoE端口的供电,支持功率预留、更细化的功率分配、电源超额配置管理和电源优先级划分,降低了对墙壁电源的需要,提高了每端口电源使用率,从而增强了PoE部署的可管理性。

为满足经济高效地提供PoE的要求,思科IPM为受电设备和PSE提供了一种机制,协商它们各自的能力,来准确提供所需的电量。许多甚或大多数受电设备并不需要IEEE 802.3af标准所规定的15.4W全功率。思科IPM使用思科发现协议来了解和协商思科IP电话和思科无线接入点所需的电量。除非受电设备使用思科发现协议通过思科IPM向PSE“请求”更高功率,否则在默认状态下,Cisco Catalyst交换机向受电设备提供7W功率。藉此,设施经理在为安装了PSE的配线间规划供电时能更为准确、节约。

思科IPM使用思科发现协议来提高设备可管理性和进行更精确的每端口电源管理。对思科发现协议的支持保持了与已有思科设备的向后兼容性,能更深入、精确地控制PoE供应。这使网络和设施经理能预先分配功率,提供可管理电源超额配置,以部署更多设备,这些设备在备用状态下需要的功率较低。此外,如果交换机电源系统超额配置,能够为需要保持功率水平的特定端口预留功率,确保重要的终端设备(例如标记阅读器等)获得稳定供电。

总结

思科正在继续其PoE创新,向使用思科增强PoE的用户提供更高功率、灵活性和移动性。藉此能够支持新服务和应用,提供最高投资保护,使机构现在以及未来都能最大限度地发挥其网络基础设施的作用。

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