Verifique as diferenças entre PoE 802.3AT/802.3BT no Catalyst 9000

Introdução

Este documento descreve a diferença entre os padrões PoE 802.3at e 803.bt.

Pré-requisitos

Requisitos

A Cisco recomenda que você tenha conhecimento destes tópicos:

• PoE (Power Over Ethernet)

Componentes Utilizados

As informações neste documento são baseadas nestas versões de software e hardware:

• Família Catalyst 9000 e placas de linha que suportam PoE.
• Cisco IOS®

As informações neste documento foram criadas a partir de dispositivos em um ambiente de laboratório específico. Todos os dispositivos utilizados neste documento foram iniciados com uma configuração (padrão) inicial. Se a rede estiver ativa, certifique-se de que você entenda o impacto potencial de qualquer comando.

Informações de Apoio

Terminologia

• IEEE - Instituto de Engenharia Elétrica e Eletrônica
• PoE - Power over Ethernet (Alimentação pela Ethernet)
• PoE+ - o padrão PoE+ aumenta a potência máxima que pode ser consumida por um dispositivo alimentado de 15,4 para 30 W por porta
• UPoE - Universal PoE. Tecnologia proprietária da Cisco que estende o padrão PoE IEEE 802.3 para fornecer a capacidade de fonte de até 60W de potência por porta.
• CDP - Cisco Discovery Protocol, usado para negociar a alimentação entre dispositivos Cisco.
• LLDP - Link Layer Discovery Protocol usado para negociar a alimentação entre dispositivos Cisco e não Cisco

Uma porta de switch compatível com PoE pode fornecer energia a um dos dispositivos conectados se o dispositivo detectar que não há energia no circuito. Para isso, três padrões diferentes foram criados para realizar tarefas diferentes:

• Um dispositivo alimentado compatível com IEEE 802.3af
• Um dispositivo alimentado compatível com IEEE 802.3at
• Um dispositivo alimentado compatível com IEEE 802.3bt

Em 1999, o IEEE padronizou o PoE para estabelecer a interoperabilidade em uma ampla gama de dispositivos alimentados conectados e equipamentos do provedor de energia. O primeiro padrão 802.3af especifica que a alimentação deve poder ser fornecida por pares sobressalentes (pinos 4 e 5 ou pinos 7 e ou pares de dados (pinos 1 e 2 ou pinos 3 e 6). Em seguida, em 2009, foi criado o IEEE 802.3at (PoE+ ou Tipo 2), que nos permite aumentar a potência para 30W. Finalmente, em 2011, surgiu um novo padrão proprietário da Cisco que nos permite usar todos os quatro pares trançados, o padrão IEEE 802.3bt define 4PPoE Tipo 3 (UPOE) e nos permite fornecer até 60W. Mais tarde, em 2018, este padrão nos permite aumentar a potência máxima para 90W a partir da fonte de energia conhecida como 4PPoE Tipo 4 (UPOE+).

Resumir:

A próxima seção se concentra no modo 802.3at (Poe+) e 802.3bt (UPoe+).

Modelos de switch PoE

• Os switches Catalyst 9000 e as placas de linha com P em sua ID de produto suportam PoE+ em um grupo de portas ou em todas as portas. Por exemplo, C9200L-48P-4G, C9200-24P, C9300-48P, C9400-LC-48P e assim por diante.
• Os switches Catalyst 9000 e as placas de linha com U em sua ID de produto suportam UPoE em um grupo de portas ou em todas as portas. Por exemplo, C9300-24U, C9400-LC-48UX e assim por diante.
• Os switches Catalyst 9000 e as placas de linha com H em sua ID de produto suportam UPoE+ em um grupo de portas ou em todas as portas. Por exemplo, C9300-48H, C9400-LC-48H e assim por diante.

Observação: o recurso PoE por si só não garante a atribuição de PoE. A próxima seção descreve quando o CDP ou o LLDP são necessários para negociar a energia apropriada.

Esta tabela descreve os dispositivos que suportam PoE+, UPOE e UPOE+:

Observação: por padrão, os switches Cisco Catalyst 9300 UPOE que suportam o padrão IEEE 802.3bt para dispositivos com alimentação Tipo 3 estão no modo 802.3at. 

Observação: por padrão, os switches Cisco Catalyst 9300 UPOE+ que suportam o padrão IEEE 802.3bt para dispositivos alimentados Tipo 4 estão no modo 802.3bt. 

Um switch classifica um dispositivo PoE compatível com IEEE em uma classe de consumo de energia e fornece energia assim que o dispositivo é detectado.

IEEE 802.3at

• O padrão PoE+ aumenta a potência máxima que pode ser consumida por um dispositivo alimentado de 15,4 W por porta para 30 W por porta.
• A alocação inicial para dispositivos alimentados de Classe 0, Classe 3 e Classe 4 é de 15,4 W. Quando um dispositivo é inicializado e usa o CDP ou o LLDP para enviar uma solicitação de mais de 15,4 W, ele pode ser alocado até o máximo de 30 W.
• O switch fica em espera até que um dispositivo PoE solicite energia e conceda energia somente quando estiver disponível. Em seguida, o switch verifica a disponibilidade de energia (a quantidade total de energia disponível no dispositivo para PoE) e executa um cálculo quando uma porta é fornecida ou desligada para manter o orçamento atualizado. Assim que o dispositivo fornece energia, o CDP ou o LLDP estão envolvidos para negociar a quantidade total de energia que pode ser concedida:

Se o CDP estiver envolvido durante a negociação para determinar o requisito de consumo de energia dos dispositivos Cisco conectados, que é a quantidade de energia a ser alocada com base nas mensagens do CDP. O switch ajusta a alocação de energia de acordo. Observe que o CDP não se aplica a dispositivos PoE de terceiros. O switch processa uma solicitação e concede ou nega energia. Se a solicitação for concedida, o switch atualizará o orçamento de energia. Se a solicitação for negada, o switch garantirá que a alimentação da porta seja desligada, gerará uma mensagem de syslog e atualizará os LEDs. Os dispositivos alimentados também podem negociar com o switch para obter mais energia.

Com o LLDP, os dispositivos alimentados usam o tipo, o comprimento e as descrições de valores (TLVs) da interface dependente de mídia (MDI), TLVs Power-via-MDI, para poder de negociação de até 30 W. Os dispositivos pré-padrão da Cisco e os dispositivos alimentados pelo Cisco IEEE podem usar o CDP ou o mecanismo de negociação de potência IEEE 802.3at power-via-MDI para solicitar níveis de potência de até 30 W.

• Se nenhum CDP/LLDP for suportado no dispositivo PoE, o comando power inline port 2-event pode ser usado para solicitar mais de 15,4 W:

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

IEEE 802,3 bits

• Quando o modo IEEE 802.3bt é usado, os dispositivos Cisco UPOE funcionam como dispositivos 802.3bt Tipo 3 ou Tipo 4 e suportam até Classe 6 e Classe 8, respectivamente (consulte a tabela Classificação de Potência IEEE no documento) em cada porta.
• Este é o procedimento que este padrão declara para alocar energia:

      1. Após a detecção do dispositivo, o switch determina os requisitos de energia do dispositivo com base em seu tipo.

      2. A alocação inicial de energia é a quantidade máxima de energia que um dispositivo alimentado necessita. Inicialmente, o switch aloca essa quantidade de energia quando detecta e alimenta o dispositivo alimentado.

      3. Se o switch receber mensagens CDP do dispositivo alimentado e o dispositivo alimentado negociar níveis de energia com o switch por meio de mensagens de negociação de energia CDP, a alocação inicial de energia poderá ser ajustada. No entanto, isso não é necessário, pois inicialmente o switch aloca a quantidade máxima de energia necessária, com base em sua classe.

O switch classifica o dispositivo IEEE detectado em uma classe de consumo de energia. Com base na energia disponível no orçamento de energia, o switch determina se uma porta pode ser alimentada. 

• Os dispositivos UPOE são configurados para usar o modo 802.3at, por padrão. Para alterar o padrão PoE para o modo 803.bt, o comando hw-module switch switch_noupoe-pluspode ser usado no modo de configuração global. É necessário recarregar:

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 

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