Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 13. Електроживлення телекомунікаційних систем зв’язку   /  Тема 13.4. Дистанційне електроживлення

Зміст:

13.4.2. Дистанційне електроживлення по кабельних трактах

Проблема електроживлення робочих місць може бути розв’язана різними способами, один із яких — подача напруги живлення від централізованого джерела безпосередньо по кабельних трактах ЗКС без залучення для цього виділеної спеціалізованої силової проводки.

Прагнення до надання нових можливостей інформаційного обміну якнайширшому колу користувачів стимулює пошук перспективних рішень щодо розширення функціональних можливостей ЗКС і галузей їхнього використання. Домогтися цього можна, як відомо, двома основними способами. Перший полягає в розробці нової й модернізації існуючої елементної бази з метою наділення її додатковими властивостями, а другий — у впровадженні принципово нових рішень на системному рівні.

Протягом останніх років основні зусилля були зосереджені на вдосконалюванні параметрів кручених пар і волоконних світловодів як середовища передачі інформації з метою забезпечення більшої пропускної здатності ЗКС. Найпомітнішим результатом стало впровадження в практику придатних для масового використання кабелів із кручених пар і модульних з’єднань категорії 6, оптичних кабелів із широкосмуговими волокнами для лазерної передачі (класу ОМ3), а також малогабаритних оптичних з’єднань групи SFF.

Іншим перспективним напрямком розвитку є вдосконалювання споживчих властивостей ЗКС як частини інформаційно-обчислювальної системи. При такому підході кабельна лінія розглядається як один з рівноправних модулів системи, причому це стосується не тільки сумісності з іншими блоками на механічному рівні, але й взаємодії на рівні обміну діагностичними й керуючими сигналами. Як приклад успіхів у цій галузі відзначимо створення й впровадження на рівні масового комерційного продукту декількох різновидів систем інтерактивного керування кабельною проводкою.

Ще одна проблема, що вимагає розв’язання, випливає з логіки розвитку технічних засобів інформаційного забезпечення користувачів. Цей об’єктивний процес веде до різкого збільшення різноманітних типів мережних пристроїв найрізноманітнішого призначення, які взаємодіють по кабельній проводці. Внаслідок цього стає все складніше забезпечувати живлення цих пристроїв. У технічних приміщеннях завдання енергопостачання ефективно розв’язується за рахунок масового впровадження модульних рішень. Основний принцип такого підходу полягає в тому, що окремі пристрої виконуються у вигляді уніфікованих модулів стандартного розміру, які вставляються в посадкові гнізда шасі із загальним джерелом живлення.

Однак на робочому місці користувачів модульний підхід практично неможливо реалізувати. По-перше, ситуацію ускладнює значна різноманітність обладнання, з яким доводиться працювати користувачеві, а, по-друге, неможлива механічна сумісність усіх варіантів конструктивного виконання користувальницьких пристроїв, по суті, неможлива внаслідок широкого спектра дизайнерських рішень — надзвичайно важливого для рядового споживача фактора.

Одним із перспективних напрямків розв’язання проблеми електроживлення на робочому місці є подача напруги від централізованого джерела безпосередньо по кабельних трактах ЗКС без залучення для цього виділеної спеціалізованої силової проводки. Це рішення ґрунтується на тому, що побудова горизонтальної підсистеми структурованої проводки в переважній більшості випадків здійснюється на базі кабелів із кручених пар зі струмопровідними жилами.

Варіанти організації живлення

Активне мережне обладнання можна умовно поділити на групове й індивідуальне. Групові мережні пристрої — офісна телефонна станція, комутатори різного рівня, дискові масиви тощо — відповідно до сформованої практики встановлюються в кросових й апаратних. Завдяки відносно невеликим розмірам цих приміщень процес побудови системи живлення, під яким у цьому контексті розуміється організація подачі напруги на різні пристрої, резервування джерел тощо, істотно спрощується. На відміну від цього користувальницькі пристрої (головним чином робочі станції й телефонні апарати) розташовуються на досить великому просторі. Так, відповідно до стандартів ЗКС, одне типове технічне приміщення нижнього рівня обслуговує до 1000 м2 робочої площі, на якій може бути організовано понад 200 окремих робочих місць. Тому під час реалізації практично будь-якого проекту доводиться розробляти спеціальні технічні рішення щодо організації силового живлення термінального обладнання.

Як відомо, генерацію, розподіл і перетворення електричної енергії технічно вигідніше здійснювати при використанні змінного струму. У той же час необхідною умовою функціонування електронних схем є подача на них постійної напруги. Таким чином, живлення мережних пристроїв, з якими безпосередньо працює користувач, може бути організоване за двома фактично альтернативними схемами (рис. 13.4.6). Критерієм віднесення конкретного рішення до одного з варіантів служить місце установки джерела.

Рис. 13.4.6. Схема організації живлення кінцевих мережних пристроїв

Відповідно до наведеної схеми відносно висока змінна напруга промислової частоти генерується потужним груповим джерелом і за допомогою окремого кабелю доходить до місця установки користувальницьких пристроїв (робочих станцій, мережних принтерів, факсів тощо). При виборі такого варіанта реалізації системи електроживлення на робочому місці на додаток до розеткових модулів ЗКС монтується одна або кілька силових розеток змінного струму, а кожний мережний пристрій комплектується індивідуальним джерелом, що виробляє стабілізовану низьковольтну постійну напругу. Конструктивно таке джерело може бути реалізоване у формі вбудованого блоку. Однак не меншою популярністю користується його виконання як зовнішнього мережного адаптера, що у вигляді окремого блоку вмикається в силову розетку мережі напруги 220 В.

У тих ситуаціях, коли на нижньому рівні локальної мережі застосовуються так звані інсталяційні пристрої, їхнє джерело живлення встановлюється поряд — у спеціальних коробах або в коробці, яка розташовується нижче підлоги. Його підключення до мережі 220 В здійснюється в переважній більшості випадків за прихованою схемою без зовнішньої силової розетки. Потужність добирається з певним запасом таким чином, щоб, якщо потрібно, можна підтримувати працездатність одночасно декількох інсталяційних пристроїв.

Схема із централізованим живленням постійним струмом заснована на використанні групового джерела порівняно невеликої постійної напруги. Такий пристрій встановлюється в технічному приміщенні і забезпечує роботу різних термінальних мережних пристроїв на робочих місцях.

Принцип дистанційного живлення (ДЖ) кінцевих мережних пристроїв постійним струмом із центрального пункту мережі застосовується з часу появи передачі інформації за допомогою електричних сигналів. Ще наприкінці XIX ст. це технічне рішення було впроваджено на мережах телефонного зв’язку, де отримало назву схеми живлення із центральною батареєю. Як джерело живлення сучасних АТС замість гальванічного елемента давно використовуються генератори й різні перетворювачі, однак цей термін, як і раніше, значно поширений. Застосування такого варіанта організації мережі живлення має низку переваг, серед яких можна виділити:

  • поліпшення масогабаритних показників кінцевих абонентських пристроїв;
  • спрощення й, відповідно, помітне здешевлення схем захисту персоналу від ураження електричним струмом;
  • відмова від незручних в експлуатації начіпних адаптерів електроживлення;
  • радикальне рішення проблеми захисту кіл передачі інформаційних сигналів від завад, які наводяться мережею живлення 50 Гц;
  • деяке спрощення й здешевлення нижнього рівня інформаційно-обчислювальної системи за рахунок виключення зі складу обладнання індивідуальних ДБЖ;
  • простота реалізації схем резервування мережі живлення внаслідок застосування одного групового джерела замість великої кількості індивідуальних, а також — спрощення системи контролю обладнання.

Сама схема централізованого живлення постійним струмом може бути реалізована у двох принципово різних варіантах: перший передбачає застосування окремого кабелю або виділених спеціалізованих жил, інтегрованих у конструкцію інформаційного кабелю; другий передбачає передачу напруги живлення разом з інформаційним сигналом по загальних колах.

Передача постійного струму дистанційного живлення по окремих дротах і кабелях не набула помітного поширення в практиці побудови локальних мереж і ЗКС. Це обумовлено, в першу чергу, поганими економічними параметрами такого рішення, обумовленими необхідністю застосування спеціальних дротів з жилами збільшеного діаметра, а також складністю реалізації шлейфового з’єднання декількох розеток. Свідченням малої ефективності такої схеми організації силової проводки є невелика кількість розробок у цій галузі. Єдиною помітною новинкою останнього часу є поява на ринку технічного рішення системи ДЖ RCC45 швейцарської компанії Reichle & De-Massari. Його сильна сторона полягає у забезпеченні струму до 4 А, тобто забезпечується повноцінна підтримка функціонування портативного комп’ютера.

Проте повної відмови від живлення термінальних пристроїв постійним струмом по окремому кабелю поки що не передбачається. Більш того, можна припустити, що використання таких схем живлення може зрости при розширенні застосування в реальних проектах рішень із групи «волокно до робочого місця».

Найбільші переваги систем дистанційного живлення виявляються в тих випадках, коли для подачі напруги живлення використовується кабель, яким передаються інформаційні сигнали. Тоді до названих вище переваг додаються такі:

  • на робочому місці скорочується кількість силових розеток, які, як відомо, мають незадовільні масогабаритні й не завжди високі естетичні показники;
  • повністю виключається небезпека пошкодження групового ДБЖ внаслідок підключення до розеток електроживлення таких поширених в офісі побутових приладів, як електричні чайники, вентилятори тощо;
  • спрощується процес монтажу й заощаджується дефіцитний внутрішній простір декоративних коробів і кабельних каналів;
  • зникає необхідність застосування окремого шнура живлення.

Схеми побудови сучасних систем дистанційного живлення

Практика реалізації сучасних інформаційно-обчислювальних систем свідчить, що основна частка ресурсів горизонтальної підсистеми структурованої кабельної проводки використовується для підтримки функціонування робочих станцій і пристроїв телефонії (аналогові й цифрові телефонні апарати, факси та подібні їм прилади). Обладнання, що належить до другої групи, характеризується невисокою споживаною потужністю й традиційно використовує постійний струм від телефонної станції.

До останнього часу принцип дистанційного живлення постійним струмом у локальній мережі не застосовувався, що, в першу чергу, було пов’язане з високою споживаною потужністю робочих станцій і практично повною відсутністю інтелектуальних пристроїв малої потужності, що підключають до кабельної проводки локальної мережі. Однак у процесі впровадження керуючих контролерів в усі галузі людської діяльності, зростанню кількості термінальних пристроїв IP з функціями найрізноманітнішого призначення й удосконалювання мікроелектронної елементної бази централізоване електропостачання стає все привабливішим як з економічного, так і з технічного погляду.

Ініціатива розробки принципів дистанційного живлення термінальних пристроїв локальної мережі по кручених парах лінійних кабелів ЗКС належить таким відомим компаніям, як 3Com, Intel, Nortel, Mitel та деяким іншим. У середині 1999 р. до робіт зі стандартизації підключився інститут IEEE, що підготував стандарт IEEE 802.3af DTE Power via MDI (від англ. Data Terminal Power Equipment via Media Dependent Interface), офіційно ратифікований 12 червня 2003 р. Галузь його дії охоплює мережні інтерфейси Ethernet у звичайному, швидкому й гігабітовому варіантах виконання, де як середовище передачі використовується кручена пара. Відповідно до діючої редакції IEEE 802.3af, усі мережні пристрої з підтримкою цієї технології з погляду їх відносин до силової проводки (незалежно від швидкості передачі) поділяються на джерела живлення (Power Sourcing Equipment, PSE) і споживачі живлення (Powered Devices, PD).

У рамках стандарту IEEE 802.3af подача дистанційного живлення на кінцевий пристрій по кабельних трактах ЗКС може здійснюватися двома різними способами (рис. 13.4.7). Перший заснований на використанні окремих фізичних кіл, другий передбачає передачу по кручених парах напруги живлення разом з інформаційним сигналом шляхом їхнього накладення. В обох випадках передбачається, що генератор постійної напруги встановлюється в технічному приміщенні, а споживачі перебувають на робочих місцях користувачів.

Рис. 13.4.7. Варіанти організації дистанційного живлення по кабельних трактах ЗКС:
а — схема живлення по фантомних колах; б — схема живлення по незадіяних парах; в — схема живлення від проміжної панелі

При виборі схеми живлення по мідних жилах інформаційного кабелю мають бути взяті до уваги такі обставини:

  • система електроживлення не повинна впливати на процес передачі даних у тому разі, якщо всі або частина кручених пар інформаційного кабелю одночасно використовується для зв’язку інтерфейсів і подачі напруги;
  • переважна більшість сучасних кінцевих мережних пристроїв працює із протоколом Ethernet у його варіантах на 10 або 100 Мбіт/с;
  • впровадження на рівні користувачів інформаційно-обчислювальної системи інтерфейсів Gigabit Ethernet, по можливості, не повинно супроводжуватися заміною обладнання живлення.

Відповідно до першого принципу стандарт IEEE 802.3af допускає використання для передачі напруги живлення не задіяних у конкретному напрямку провідників самого інформаційного кабелю. Такий підхід надзвичайно привабливий із практичного погляду через закладену в стандарти ЗКС надмірної кількості горизонтальних кабелів за числом кручених пар: горизонтальний кабель ЗКС має чотири кручені пари, з яких у випадку Ethernet і Fast Ethernet тільки дві передають сигнали мережних інтерфейсів. Високошвидкісний варіант інтерфейсу 1000Base використовує для інформаційного обміну всі чотири пари. Разом з тим, для передачі постійного струму з метою збільшення допустимої потужності споживача завжди потрібно дві пари дротів. З урахуванням цих особливостей розроблювачам довелося створити дві версії джерела дистанційного живлення: спрощене, яке працює по виділених парах: ускладнена схема, що забезпечує передачу постійної напруги разом з інформаційними сигналами. Наявність обох різновидів ДБЖ передбачено нормативною частиною стандарту IEEE 802.3af.

У першому випадку (Mode A або Alternative A) реалізується принцип передачі напруги живлення разом з інформаційним сигналом по загальному фізичному колу (схема Inline Power), відповідно до якого джерело постійного струму підключається до середньої точки вторинної обмотки трансформатора гальванічної розв’язки мережного інтерфейсу. Таким чином, для подачі напруги дистанційного живлення залучається розроблений ще кілька десятків років тому відомий принцип організації фантомних кіл (в англомовній технічній літературі Phantom Power). Основною перевагою фантомної схеми є можливість дистанційного живлення пристроїв з підтримкою стандарту 1000Basе.

У другому випадку використовуються обидва провідника кручених пар 4—5 і 7—8, які не беруть участі у процесі передачі сигналу (spare pair). Через контакти модульного з’єднання вони підключаються безпосередньо до додатного і від’ємного полюсів джерела, причому пара 4—5 завжди підключається до додатного полюса, а пара — 7—8 до від’ємного потенціалу. Як опція можливе застосування джерел з автоматичною зміною полярності напруги.

Відповідно до вимог стандарту IEEE 802.3af, джерело живлення PSE працює тільки в одному з двох альтернативних режимів, що спрощує його схемотехнічне рішення. Навпаки, у конструкції приймача PD завжди передбачається підтримка одночасно обох режимів. Таким чином, при підключенні споживача до мережі приймач автоматично вибирає той, який пропонує джерело.

Відповідність полюсів джерела живлення PSE і контактів модульного з’єднання у залежності від установленого режиму роботи наведена в табл. 13.4.1.

Таблиця 13.4.1 Розподіл контактів модульного з’єднання джерела живлення PSE

RJ45
Mode A
Mode B
Контакт
MDI-X
MDI
1
+
2
+
3
+
4
+
5
+
6
+
7
8

Таким чином, дистанційне живлення кінцевих користувальницьких пристроїв малої потужності в переважній більшості випадків може бути реалізовано простим введенням відповідного обладнання на існуючу інфраструктуру кабельної проводки.

Варіанти ввімкнення пристроїв живлення стандарту IEEE 802.3AF

Пристрій живлення PSE встановлюється в технічному приміщенні й може розташовуватися у двох пунктах тракту передачі інформаційного сигналу. Найзручніше його інтегрування безпосередньо в комутатор рівня робочої групи за допомогою плати розширення. В інсталяційних пристроях з підтримкою режиму Po (компаній Microsens й Diamond) джерело живлення виконане у вигляді окремого зовнішнього блоку (з міркувань забезпечення зручності монтажу), підключення якого до інсталяційного пристрою здійснюється за допомогою короткого відрізка кабелю через спеціальне гніздо додаткового з’єднання на корпусі. Незважаючи на іншу конструкцію, за призначенням і функціональними можливостями таке джерело є повним еквівалентом плати живлення розширення повномасштабних комутаторів рівня робочої групи (розрахованої на меншу кількість портів, що обслуговуються). В обох випадках говорять про інтегровані джерела живлення, які позначаються DTE PSE (від англ. Data Terminal Equipment) або Endpoint PSE. Такий підхід найбільш зручний при створенні нових інформаційно-обчислювальних систем або ж при масштабній модернізації інформаційної інфраструктури, пов’язаних з необхідністю масової заміни обладнання локальної мережі на рівні робочої групи.

При організації дистанційного живлення на нижньому рівні локальної мережі, щоб не здійснювати повну заміну активного мережного обладнання, у якому ця опція не підтримується, може бути використаний зовнішній блок живлення. Конструктивно таке джерело виконується у вигляді проміжної панелі (Midspan PSE) і монтується поряд з комутатором, причому він має до двох гнізд модульного з’єднання на кожний порт, що обслуговується. Для збільшення експлуатаційної надійності рішення в цілому в ряді панелей застосовуються екрановані варіанти гнізда модульних з’єднань. Типова ємність обладнання цього різновиду коливається в діапазоні від восьми до 24 обслуговувальних ліній. Застосування подібного пристрою можливе завдяки значному запасу щодо завадостійкості в тракті передачі. При виборі схеми організації комутаційного поля здійснюється перехід від схеми побудови interconnect до схеми cross-connect, що гарантує забезпечення необхідних якісних показників тракту передачі інформації. Такий принцип роботи кінцевих мережних пристроїв застосовується переважно тоді, коли нижній рівень локальних мереж підприємства реалізований за допомогою комутаторів, розроблених до прийняття стандарту IЕЕЕ 802.3af.

Як і встановлене в технічних приміщеннях обладнання загального користування, термінальний пристрій локальної мережі може підтримувати стандарт IЕЕЕ 802.3af або використовувати живлення лише від мережі змінного струму за традиційною схемою. У другому випадку для використання переваг системи дистанційного живлення по кабельній проводці ЗКС у робочому приміщенні користувача перед мережним пристроєм може встановлюватися додатковий пристрій за схемою «на прохід». Ця спеціалізована приставка відповідає за знімання постійної напруги із провідників горизонтального кабелю і її відокремлення від інформаційного сигналу, після чого вона подається на мережний пристрій за зовнішньою схемою. Зі схемотехнічного погляду приставка може бути реалізована відповідно за пасивним або активним регульованим принципом. Пасивний пристрій просто формує на своєму виході постійну напругу без зміни її номіналу. Регульований варіант зменшує лінійну постійну напругу до 5, 6 або 12 В і за функціональним призначенням є повним аналогом поширеного мережного адаптера, що забезпечує живлення від мережі 220 В. Для швидкої візуальної ідентифікації й механічного блокування помилкового підключення низьковольтний вихід живлення реалізується на основі гнізда шестипозиційного модульного з’єднання.

Поява в тракті передачі інформаційного сигналу на рівні горизонтальної підсистеми двох додаткових з’єднань у цьому разі некритична, оскільки приставка розрахована переважно на забезпечення роботи низькошвидкісних мережних пристроїв.

Використання нового різновиду пристроїв визначає введення відповідної термінології. Сам напрямок виник відносно недавно, і загальновизнана назва поки не встановилася. Все рішення в комплексі часто називають активним (active) Ethernet. Багатоканальні пристрої розраховані на розміщення в технічних приміщеннях з функціями проміжної панелі та мають власне джерело живлення, яке найчастіше називають інжекторами (injector). Окремі виробники застосовують для позначення таких пристроїв термін «силовий концентратор» (midspan powered hub) або «комутаційна панель живлення» (Power Patch Panel). У технічній документації компанії ADC Telecommunications для позначення панелі живлення використовується термін Midspan POE Controller. Приставки, які розміщуються у робочих приміщеннях користувачів, в англомовній технічній літературі звуться Picker, Tap або Active Ethernet Splitter.

Максимальна споживана потужність при дистанційному живленні

Дистанційне живлення по кабельних трактах ЗКС здійснюється від централізованого джерела постійного струму, будь-який порт якого відповідно до вимог стандарту IEEE 802.3af має тривалий час забезпечувати тривалу вихідну потужність не менш ніж 15,4 Вт. Діапазон можливої зміни вихідної напруги джерела встановлюється у межах від 44 до 57 В (номінальне значення 48 В) і є типовим для телекомунікаційного обладнання колективного користування. Вибір саме такого значення напруги пов’язаний з тим, що вона може подаватися на кручені пари структурованої проводки будь-якої категорії без обмежень за тривалістю. Важливо також і те, що в умовах офісу зазначена напруга безпечна для життя користувача.

Максимальний постійний струм, що може протікати по одному провіднику крученої пари лінійного й шнурового кабелів ЗКС незалежно від особливостей їх реалізації та категорії, обмежений діючими стандартами і коливається у межах 175 мА. Для подвоєння цієї величини без порушення технічних умов виробника для передачі струму живлення в одному напрямку одночасно задіюються обидва провідники пари шляхом паралельного підключення до відповідних полюсів джерела й споживача.

У відповідності до стандарту ISO/IEC 11801:2002, максимальний опір постійного струму з боку шлейфа одиночної крученої пари, яка використовується у тракті для підтримки функціонування додатків класів від D до F, становить 25 Ом. Однак до 2000 р. в основних нормативних документах цей параметр визначався в 40 Ом. Окрім того, величина шлейфового опору в 40 Ом залишена в новій редакції міжнародного стандарту для кабельних трактів, що підтримують функціонування додатків класу С. Тому з урахуванням наявності величезного парку інстальованих раніше ЗКС, які реалізовувалися у відповідності до попередніх спрощених редакцій стандартів, а також з міркувань потенційного розширення галузей використання за межі горизонтальної підсистеми, при розрахунку максимальної потужності споживання, як базовий параметр приймається останнє значення. Завдяки цьому забезпечується модернізація існуючих локальних мереж підприємства без заміни комутаторів робочої групи та без необхідності заміни інстальованих раніше лінійних кабелів.

У системі дистанційного живлення постійним струмом по IEEE 802.3af, незалежно від схеми її організації, як прямі й зворотні провідники завжди використовуються дві кручені пари. Зважаючи на досить малу асиметрію провідників крученої пари, що, відповідно до норм міжнародних стандартів, не повинна перевищувати 3 %, очікувана величина опору по шлейфу кола подачі напруги живлення майже не відрізнятиметься від 20 Ом. Таким чином, у найгіршому випадку (мінімально допустима величина вихідної напруги джерела в 44 В і максимальний споживаний струм 350 мА) для забезпечення нормальних умов функціонування системи в цілому (структурованої проводки, джерела й споживача живлення) найбільша потужність пристрою живлення не повинна перевищувати (44 – 0,35 × 20) × 0,35 = 12,95 Вт.

Підсистема автоматичного налагоджування джерела

У складі джерела напруги живлення стандартом IEEE 802.3 передбачається наявність блоку його автоматичного налагоджування. До переліку основних функцій блоку входить визначення класу потужності споживача, відключення джерела дистанційного живлення від розетки модульного з’єднання у разі виявлення пристроїв, що не підтримують цю опцію, а також захист від некоректного підключення.

Перед підключенням до джерела живлення навантаження його керуючий контролер має провести тестування споживача й включити поживну напругу тільки у разі відсутності небезпеки пошкодження електронних схем термінального обладнання (так званий discovery process): подача напруги живлення виконується винятково за сигналом готовності, що надходить від споживача.

Процедура автоматичного впізнавання реалізується блоком Resistive Power Discovery у відповідності до певного алгоритму. У момент підключення до кабельного тракту ЗКС будь-якого кінцевого абонентського пристрою джерело живлення PS подає на свого потенційного споживача короткотривалий тестовий сигнал невеликої потужності. Напруга сигналу зростає за східчастим законом, при цьому блок Resistive Power Discovery безперервно вимірює струм, що протікає через резистор з номінальним опором 25 кОм. Результат вимірювання дозволяє не тільки визначити необхідність подачі на пристрій дистанційного живлення, але й клас його потужності. Тривалість процесу тестування не перевищує 1 с.

З метою оптимізації умов функціонування джерела живлення споживачі енергії поділяють на класи (табл. 13.4.2).

Таблиця 13.4.2 Класи потужності споживачів енергії системи Po

Клас
Режим використання
Потужність джерела PSE, (Вт)
Максимальна потужність, що споживається приймачем PD, Вт
0
Основний
15,4
0,44—12,95
1
Опціональний
4,0
0,44—3,84
2
Опціональний
7,0
3,84—6,49
3
Опціональний
15,4
6,49—12,95
4
Зарезервований для перспективних додатків
15,4
0,44—12,95

За замовчуванням приймається, що в момент підключення навантаження на початку процедури налагоджування споживач належить до класу 0. Установка класів 1-3 здійснюється тільки при надходженні на джерело живлення додаткового ідентифікуючого сигналу кінцевого пристрою. Для цього на приймач подається тестова напруга в інтервалі від 14,5 до 20,5 В і виміряється струм, що протікає. Клас потужності споживача встановлюється залежно від вимірюваної величини струму (табл. 13.4.3).

Таблиця 13.4.3 Опорні величини струму для визначення класу потужності споживачів енергії системи Po

Клас
Прохідний струм (мА)
Мінімум
Максимум
0
0
4
1
9
12
2
17
20
3
26
30
4
36
44

Додатково стандарт IEEE 802.3af передбачає реалізацію функції захисту від некоректного відключення (disconnect). Процедура активізується в момент від'єднання живлення і полягає у відключенні джерела від відповідного порту. Завдяки введенню цієї опції усувається небезпека випадкового підключення іншого пристрою, не призначеного для ДЖ, до джерела живлення й пошкодження його електронних схем.

Галузі застосування систем дистанційного живлення

Логіка роботи системи живлення, її функціональні можливості й підтримуваний діапазон потужностей дозволяють сформувати досить значний перелік пристроїв з типовою споживаною потужністю в діапазоні 3,5—10 Вт, які вже можуть одержувати необхідну для їхнього функціонування напругу живлення безпосередньо від обладнання IEEE 802.3af по кабельних трактах ЗКС (рис. 13.4.8).

Рис. 13.4.8. Потужність, що споживається деякими різновидами мережного обладнання (за даними компанії Anixter)

У залежності від місця прокладання кабеля перелік необхідного обладнання змінюється в досить широких межах. У класичній офісній сфері до таких пристроїв належать малопортові комутатори рівня робочої групи, принт-сервери, IP-телефони й охоронні системи з інтерфейсом IP, точки доступу систем безпроводового зв’язку різного призначення, персональні цифрові асистенти PDA, телевізійні камери Web.

Відповідно до логіки побудови й функціональних можливостей, мережне обладнання з підтримкою стандарту IEEE 802.3af орієнтовано переважно на застосування на рівні окремих робочих груп. Однак у певних обставинах воно є перспективним і при формуванні магістральних трактів. Американська компанія Lightpoint запропонувала обладнання відкритого оптичного зв’язку FlightLite 10, розраховуючи на канал зі швидкістю 100 Мбіт/с. Застосування принципу дистанційного живлення дозволило зменшити масу прийомо-передавача до 4 кг.

У зв’язку зі значним зростанням популярності техніки ЗКС й обладнання на базі стандарту Ethernet досить перспективними масовими пристроями з точки зору використання дистанційного живлення вважаються термінали для оплати покупок у торговельних залах супермаркетів і чутливі елементи датчиків систем автоматизації промислового призначення.

Обладнання дистанційного живлення може також набути широкого застосування й у домашніх мережах. Поряд з персональними цифровими асистентами й камерами системи спостереження воно може бути використане для підтримки функціонування побутових приладів — різних ігрових приставок, електронних музичних інструментів, годинників, будильників тощо.

Системи передачі напруги дистанційного живлення по кабельних трактах ЗКС на кінцевий користувальницький пристрій дозволять збільшити інтервал між циклами підзаряджання акумуляторів портативних комп’ютерів без використання силового мережного адаптера, причому такий комп’ютер може функціонувати як автономно, так і працювати в мережі. Наступним логічним кроком у цьому напрямку є можливість застосування інформаційних розеток ЗКС як малопотужних джерел напруги живлення для підключення до кабельних трактів будь-якого пристрою, якщо воно виготовлено у відповідності до стандарту 802.3af. При реалізації такого підходу стануть можливими підзаряджання акумулятора мобільного телефону від вільного розеткового модуля, а також живлення галогенної лампи або світлодіодів джерела місцевого освітлення.

Виходячи з сучасних особливостей побудови мереж і популярності окремих видів інформаційних сервісів, можна констатувати, що в класичній офісній сфері найбільш масовими споживачами систем ДЖ по кабельних трактах ЗКС будуть IP-телефони. Для держав Західної Європи з розвиненими системами безпроводового зв’зку характерне також дистанційне обладнання живлення точок доступу мереж безпроводового зв’язку стандартів Bluetooth й IEEE 802.11a/b.

Таким чином, нові підходи, спрямовані на розширення функціональних можливостей ЗКС і галузей їхнього використання, приносять конкретні практичні результати:

  • використання принципу дистанційного живлення постійним струмом кінцевих приладів і пристроїв по кабельних трактах ЗКС дозволяє ефективно розв’язувати широке коло завдань, що виникають у процесі побудови інформаційно-обчислювальних систем не тільки офісного, але й побутового й промислового призначення;
  • широке впровадження обладнання дистанційного живлення безпосередньо впливає на принцип побудови нижнього рівня інформаційно-обчислювальної системи. Разом з тим, воно не призводить до необхідності зміни нормативних документів щодо чисельних значень параметрів мідножильної частини структурованої проводки — більш того, у цій галузі зберігається наступність із редакціями стандартів 1995 р.;
  • стандарт IEEE 802.3af надає в розпорядження проектувальників й обслуговуючого персоналу дуже гнучкий інструмент, що дозволяє однаково легко використовувати системи дистанційного живлення як у модернізовуваних, так і в нових створюваних інформаційно-обчислювальних системах без зміни правил побудови структурованої проводки;
  • необхідною умовою реалізації принципу дистанційного живлення у вже функціонуючій інформаційно-обчислювальній системі, побудованій із застосуванням комутаторів рівня робочої групи попереднього покоління (без модернізації горизонтальної підсистеми ЗКС), є побудова комутаційного поля кросового рівня за схемою interconnect;
  • впровадження обладнання дистанційного живлення за наявності в ЗКС системи інтерактивного керування проводкою в загальному випадку можливе лише при застосуванні джерела за схемою Endpoint PSE;
  • масове використання обладнання з підтримкою стандарту IEEE 802.3af є потужним стимулюючим фактором впровадження IP-телефонії.