Verifica delle differenze tra PoE 802.3AT/802.3BT su Catalyst 9000

Introduzione

Questo documento descrive la differenza tra gli standard PoE 802.3at e 803.bt.

Prerequisiti

Requisiti

Cisco raccomanda la conoscenza dei seguenti argomenti:

• PoE (Power Over Ethernet)

Componenti usati

Le informazioni fornite in questo documento si basano sulle seguenti versioni software e hardware:

• Famiglia Catalyst 9000 e schede di linea che supportano PoE.
• Cisco IOS-XE®

Le informazioni discusse in questo documento fanno riferimento a dispositivi usati in uno specifico ambiente di emulazione. Su tutti i dispositivi menzionati nel documento la configurazione è stata ripristinata ai valori predefiniti. Se la rete è operativa, valutare attentamente eventuali conseguenze derivanti dall'uso dei comandi.

Premesse

Terminologia

• IEEE - Istituto di Ingegneri Elettrici ed Elettronici
• PoE - Power over Ethernet
• PoE+ - Lo standard PoE+ aumenta la potenza massima utilizzabile da un dispositivo alimentato da 15,4 a 30 W per porta
• UPoE - PoE universale. Tecnologia proprietaria Cisco che estende lo standard PoE IEEE 802.3 per fornire la capacità di generare fino a 60 W di alimentazione su ciascuna porta.
• CDP - Cisco Discovery Protocol, utilizzato per negoziare l'alimentazione tra i dispositivi Cisco.
• LLDP - Link Layer Discovery Protocol utilizzato per negoziare l'alimentazione tra dispositivi Cisco e non Cisco

Una porta dello switch compatibile con PoE può fornire alimentazione a uno dei dispositivi collegati se il dispositivo rileva che il circuito non è alimentato. A tal fine, sono stati creati tre diversi standard:

• Un dispositivo alimentato compatibile con IEEE 802.3af
• Un dispositivo alimentato compatibile con IEEE 802.3at
• Un dispositivo alimentato compatibile con IEEE 802.3bt

Nel 1999, IEEE ha standardizzato la PoE per stabilire l'interoperabilità in un'ampia gamma di dispositivi alimentati collegati e di apparecchiature per la fornitura di alimentazione. Il primo standard 802.3af specifica che l'alimentazione deve poter essere fornita da coppie di ricambio (pin 4 e 5 o pin 7 e o coppie di dati (pin 1 e 2 o pin 3 e 6). Successivamente, nel 2009, è stato creato IEEE 802.3at (PoE+ o Type 2), che consente di aumentare la potenza a 30W. Infine, nel 2011 è stato sviluppato un nuovo standard proprietario Cisco che ci permette di usare tutte e quattro le coppie intrecciate, lo standard IEEE 802.3bt definisce il 4PPoE Type 3 (UPOE) e ci permette di fornire fino a 60W. In seguito, nel 2018, questo standard ci permette di aumentare la potenza massima a 90W dalla fonte di alimentazione nota come 4PPoE Type 4 (UPOE+).

Ma riassumiamo:

La sezione successiva verte sulle modalità 802.3at (Poe+) e 802.3bt (UPoe+).

Modelli di switch PoE

• Gli switch Catalyst 9000 e le schede di linea con ID prodotto P supportano PoE+ su un gruppo di porte o su tutte le porte. Ad esempio, C9200L-48P-4G, C9200-24P, C9300-48P, C9400-LC-48P e così via.
• Gli switch Catalyst 9000 e le schede di linea con ID prodotto U supportano UPoE su un gruppo di porte o su tutte le porte. Ad esempio, C9300-24U, C9400-LC-48UX e così via.
• Gli switch Catalyst 9000 e le schede di linea con H nel rispettivo ID prodotto supportano UPoE+ su un gruppo di porte o su tutte le porte. Ad esempio, C9300-48H, C9400-LC-48H e così via.

Nota: la sola funzionalità PoE non garantisce l'assegnazione di tale funzionalità. Nella sezione successiva viene descritto quando è necessario utilizzare CDP o LLDP per negoziare l'alimentazione appropriata.

Nella tabella seguente vengono descritti i dispositivi che supportano PoE+, UPOE e UPOE+:

Nota: per impostazione predefinita, gli switch Cisco Catalyst 9300 UPOE che supportano lo standard IEEE 802.3bt per i dispositivi alimentati di tipo 3 sono in modalità 802.3at. 

Nota: per impostazione predefinita, gli switch Cisco Catalyst 9300 UPOE+ che supportano lo standard IEEE 802.3bt per i dispositivi alimentati di tipo 4 sono in modalità 802.3bt. 

Uno switch classifica un dispositivo PoE conforme a IEEE in una classe di consumo energetico e fornisce alimentazione non appena il dispositivo viene rilevato.

IEEE 802.3at

• Lo standard PoE+ aumenta la potenza massima utilizzabile da un dispositivo alimentato da 15,4 W per porta a 30 W per porta.
• L'allocazione iniziale per i dispositivi alimentati da Classe 0, Classe 3 e Classe 4 è 15,4 W. Quando un dispositivo si avvia e utilizza CDP o LLDP per inviare una richiesta superiore a 15,4 W, può essere allocato fino a un massimo di 30 W.
• Lo switch rimane in standby finché i dispositivi PoE non richiedono alimentazione e fornisce alimentazione solo quando è disponibile. Quindi, lo switch verifica la disponibilità di alimentazione (la quantità totale di alimentazione disponibile sul dispositivo per PoE) ed esegue un calcolo quando viene fornita o negata l'alimentazione a una porta per mantenere aggiornato il budget. Non appena il dispositivo fornisce l'alimentazione, viene coinvolto il CDP o il LLDP per negoziare la quantità totale di alimentazione che può essere concessa:

Se durante la negoziazione viene coinvolto il CDP per determinare i requisiti di consumo energetico dei dispositivi Cisco collegati, ossia la quantità di energia da allocare in base ai messaggi CDP. Lo switch regola di conseguenza il budget di alimentazione. Notare che il CDP non si applica ai dispositivi PoE di terze parti. Lo switch elabora una richiesta e concede o nega l'alimentazione. Se la richiesta viene soddisfatta, lo switch aggiorna il budget di alimentazione. Se la richiesta viene rifiutata, lo switch verifica che l'alimentazione alla porta sia spenta, genera un messaggio syslog e aggiorna i LED. I dispositivi alimentati possono inoltre negoziare con lo switch una maggiore quantità di alimentazione.

Con LLDP, i dispositivi alimentati utilizzano il tipo MDI (Media Dependent Interface), la lunghezza e le descrizioni dei valori (TLV), i TLV Power-via-MDI, per una potenza di negoziazione fino a 30 W. I dispositivi Cisco pre-standard e i dispositivi Cisco IEEE possono utilizzare il CDP o il meccanismo di negoziazione dell'alimentazione Power-via-MDI IEEE 802.3at per richiedere livelli di potenza fino a 30 W.

• Se il dispositivo PoE non supporta CDP/LLDP, è possibile utilizzare il comando power inline port 2-event per richiedere una potenza superiore a 15,4 W:

Switch(config)# interface Te1/0/1
Switch(config-if)# power inline port 2-event 

IEEE 802,3 bit

• Quando viene utilizzata la modalità IEEE 802.3bt, i dispositivi Cisco UPOE funzionano come dispositivi 802.3bt Tipo 3 o Tipo 4 e supportano rispettivamente fino alla classe 6 e alla classe 8 (consultare la tabella di classificazione dell'alimentazione IEEE nel documento) su ciascuna porta.
• Questa è la procedura che lo standard indica per assegnare il potere:

      1. Dopo il rilevamento del dispositivo, lo switch determina i requisiti di alimentazione del dispositivo in base al tipo.

      2. L'assegnazione iniziale di potenza è la quantità massima di potenza richiesta da un dispositivo alimentato. Inizialmente, lo switch alloca questa quantità di alimentazione quando rileva e accende il dispositivo alimentato.

      3. Se lo switch riceve messaggi CDP dal dispositivo alimentato e il dispositivo alimentato negozia i livelli di alimentazione con lo switch tramite messaggi di negoziazione dell'alimentazione CDP, è possibile regolare l'allocazione iniziale dell'alimentazione. Tuttavia, questa operazione non è necessaria in quanto inizialmente lo switch assegna la quantità massima di alimentazione richiesta, in base alla sua classe.

Lo switch classifica il dispositivo IEEE rilevato all'interno di una classe di consumo energetico. In base all'alimentazione disponibile nel budget, lo switch determina se una porta può essere alimentata. 

• Per impostazione predefinita, i dispositivi UPOE sono configurati per utilizzare la modalità 802.3at. Per impostare la modalità 803.bt come standard PoE, usare il comando switch hw-module switch_noupoe-pluspuò essere utilizzato nella modalità di configurazione globale. È necessario un ricaricamento:

Device# conf t
Device(config)#hw-module switch 1upoe-plus !!!WARNING!!!This configuration will power cycle the switch to make it effective. Would you like to continue y/n? Device# y

Device# show platform
Switch Ports   Model     Serial No.  MAC address    Hw Ver.  Sw Ver. 
------ ----- ---------  ----------- -------------- -------  --------
1        41  C9300-24UX FJB2318A04T 7802.b107.bf00   V02    17.03.05 
Switch/Stack Mac Address : 7802.b107.bf00 - Local Mac Address
! Output omitted for brevity

Device# show power inline Te1/0/24 detail
Interface: Te1/0/24
Inline Power Mode: auto
Operational status: on
Device Detected: yes
Device Type: Cisco IP Phone 7940
IEEE Class: n/a   <-- Type of class
Police: off

Power Allocated
Admin Value: 60.0
Power drawn from the source: 6.3
Power available to the device: 6.3

Actual consumption
Measured at the port: 1.9
Maximum Power drawn by the device since powered on: 1.9

Absent Counter: 0
Over Current Counter: 0
Short Current Counter: 0
Invalid Signature Counter: 0
Power Denied Counter: 0

Power Negotiation Used: CDP   <-- Protocol used to negotiate power
LLDP Power Negotiation --Sent to PD-- --Rcvd from PD--
Power Type: - -
Power Source: - -
Power Priority: - -
Requested Power(W): - -
Allocated Power(W): - -

Four-Pair PoE Supported: Yes   <-- Four pair copper support
Spare Pair Power Enabled: No   <-- Spair pair enabled
Four-Pair PD Architecture: N/A

Device# show power inline upoe-plus 
Module Available Used Remaining
(Watts) (Watts) (Watts) 
------ --------- -------- ---------
1 595.0 0.0 595.0

Device IEEE Mode - AT   <-- PoE standard used in the device

Codes: DS - Dual Signature device, SS - Single Signature device 
SP - Single Pairset device 
Interface Admin Type Oper-State Power(Watts) Class Device Name
State Alt-A,B Allocated Utilized Alt-A,B 
----------- ------ ---- ------------- --------- --------- ------- -----------
Te1/0/1 auto n/a off 0.0 0.0 n/a 
Te1/0/2 auto n/a off 0.0 0.0 n/a 

Informazioni correlate

• Documentazione e supporto tecnico – Cisco Systems
• Che cos'è PoE (Power over Ethernet)?
• Scheda tecnica delle schede di linea sugli switch Cisco Catalyst serie 9400
• Scheda tecnica degli switch Cisco serie 9200
• Scheda tecnica degli switch Cisco serie 9300
• Scheda tecnica degli switch Cisco Catalyst serie 9400
• Guida alla configurazione dei componenti hardware e dell'interfaccia (switch Catalyst 9300)
• Guida alla configurazione dei componenti hardware e dell'interfaccia (switch Catalyst 9400)