Información general sobre Power Over Ethernet (PoE & PoE+, Hi-PoE)
PSE y PD: ¿cuál es la diferencia?
Del mismo modo que el par de hilos que transporta las señales telefónicas POTS (Plain Old Telephone System) hasta su hogar suministra energía suficiente para el audífono, el sistema de discado y timbre de su teléfono, PoE facilita la entrega de energía DC mediante cableado Ethernet estándar ( CAT3 y superior ). Desde 2003, los estándares PoE (IEEE 802.3af) y PoE+ (IEEE 802.3at) se han utilizado oportunamente para alimentar y conectar dispositivos de red que requieren una tensión de hasta 30 vatios. Usando estos estándares, las organizaciones han instalado de forma frecuente equipos en ubicaciones donde es complicado o muy costoso instalar alimentación AC de forma independiente, como techos, paredes y quioscos.
Sin embargo, para una alimentación PoE de más de 30 vatios, los proveedores han desarrollado sus propias aplicaciones propietarias y no interoperables (UPoE, 4PPoE, PoE++, UltraPoE, PoE de 4 pares, etc.) que dificultan la implementación de soluciones de productos de varios proveedores. Con la ratificación, en 2018, del estándar IEEE 802.3bt High Power PoE (Hi-PoE), que puede suministrar hasta 100 W por puerto, se ha logrado una adecuación entre los proveedores de Hi-PoE y no existen más problemas de compatibilidad entre sus productos. El estándar Hi-PoE es compatible con los estándares existentes de PoE y PoE+, y ayudará a ampliar la adopción de productos con estándar PoE y a aumentar la demanda de productos alimentados a través de PoE. Las diferencias entre los estándares IEEE para PoE incluyen:
| IEEE PoE Specifications for Cat5e @100m | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Standard / Type | 802.3af Type 1 |
802.3at Type 2 |
802.3bt Type 3 |
802.3bt Type 4 |
||||
| Name / Year | PoE / 2003 | PoE+ / 2009 | Hi-PoE / 2018 | Hi-PoE / 2018 | ||||
| PSE Input Voltage (Min) | 44V/50V | 50V | 52V | |||||
| Supported PD Class | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| PSE Output Power to Single-Signature PD | 4W | 6.7W | 14W | 30W | 45W | 60W | 75W | 90W - 100W |
| Single-Signature PD Input Power (Min) | 3.84W | 6.49W | 13W | 25.5W | 40W | 51W | 62W | 71.3W |
| PSE Output Power to Dual-Signature PD (per pairset) | 4W | 6.7W | 14W | 30W | 45W | -- | -- | -- |
| Dual-Signature PD Input Power (pairset / total) | 3.84W / 7.68W |
6.49W / 12.98W |
13W / 26W |
25.5W / 51W |
35.6W / 71.2W |
-- | -- | -- |
| Ethernet Pairs | 2-Pair | 2-Pair or 4-Pair |
4-Pair | |||||
Para satisfacer las demandas de energía del creciente mercado del Internet de las cosas (IoT), la tecnología PoE, con la introducción del estándar IEEE 802.3bt, admite hasta 100 W de potencia en el proveedor de alimentación eléctrica (Power Sourcing Equipment, PSE). Algunas aplicaciones de alta tensión que podrán aprovechar el estándar Hi-PoE son:
- Infraestructura de ciudades y edificios inteligentes (es decir, iluminación LED)
- Sistemas de puntos de venta (POS) al por menos, teléfonos VoIP y señalización digital.
- Dispositivos de red de alto rendimiento (es decir, puntos de acceso inalámbrico (WAP) compatibles con IEEE 802.11ac y 802.11ax, consola de operación IP, televisores y monitores)
- Cámaras de seguridad de alta definición PTZ con calentadores para condiciones duras
- Redes industriales y sanitarias
- Venta al por menor (es decir, POS, máquinas expendedoras)
PoE, también conocido como “alimentación en línea”, reduce significativamente el número de hilos que deben tenderse para instalar una red. Otras ventajas adicionales son una mayor flexibilidad para la ubicación de los equipos instalados, menor tiempo de inactividad y menores costes de cableado y alimentación.
PSE y PD: ¿cuál es la diferencia?
Existen dos tipos principales de dispositivos que se utilizan en un entorno PoE: el equipo de fuente de alimentación (PSE) y el dispositivo alimentado (PD). El PSE suministra la corriente y el PD la acepta. Un PSE PoE suministra un máximo de 15,4 vatios de corriente a 48 v de DC. Un conversor PSE Hi-PoE ofrece un máximo de 100 vatios de potencia. Las normas IEEE exigen un cable de cuatro pares. El cable CAT5 dispone de cuatro pares trenzados; sin embargo, solo dos de los pares se utilizan para datos. La especificación permite que los pares de repuesto o los pares de datos se utilicen para transportar la alimentación.
¿Cómo funciona PoE?
La electricidad "injectada" al cableado puede ser hecha mediante Switches LAN/WAN que incorporan circuitería para suministro de energía. Como alternativa, si no desea sustituir los conmutadores de LAN existentes, o si solo desea suministrar corriente a algunos segmentos, es posible conectar paneles de parche de alimentación o inyectores "intermedios" entre el conmutador y el dispositivo alimentado (PD). El PD final debe soportar PoE. Muchos de los conmutadores PoE tienen capacidad de gestión de energía de tal modo que los equipos PoE conectados a este puede ser reencendidos. Esto es ideal para aplicaciones de gestión remotas donde los equipos de TI, como servidores y enrutadores, pueden requerir ser reencendidos a fin de normalizarse.
Cuando un dispositivo alimentado (PD) PoE se enciende, el PD informa al conmutador final o intermedio, mediante un intercambio de información, que está listo para recibir electricidad mediante el cable Ethernet. Un PD completamente compatible con IEEE PoE puede recibir electricidad mediante linea de datos o pines no utilizados en la interfaz Ethernet. En esta área, los administradores de red deben tener precaución, ya que algunos PD que afirman cumplir la norma IEEE PoE están restringidos al uso de fuentes de alimentación intermedias empleando solo los pines no utilizados. Los inyectores intermedios no siempre verifican que el dispositivo final al que suministran corriente es un PD, lo que podría causar daños en dispositivos que no sean PD.
Para proteger a los PD's de sobrecargas de energía de entrada que pueden ocurrir durante el encendido, es importante que los PD cuenten con protección de sobrecarga de corriente. El PD con esta protección comienza con una etapa de flujo de corriente bajo para proteger al PD y luego cambia a una etapa de corriente alta permitiendo que el PD reciba su flujo requerido hasta un máximo de 100 watts.
PDs con firma única y firma dual
802.3bt presentó dos nuevas topologías de PD: firma única y firma dual. Los PD con una sola firma comparten la misma firma de detección, la firma de clasificación y mantienen la firma de poder entre ambos conjuntos de pares. Esto se usa generalmente con aplicaciones de carga única. Los PD de doble firma tienen firmas de detección independientes, firmas de clasificación y mantienen firmas de potencia en cada conjunto de pares. Esto es ideal para aplicaciones de carga múltiple, como cámaras de vigilancia con calentador. Hoy en día, las implementaciones de PD de doble firma permiten que se entreguen 51W en el PD. Sin embargo, es probable que los despliegues de PD más nuevos utilicen PD de firma única para ahorrar en el costo general del producto y aprovechar la mayor disponibilidad de potencia de 71W. Será importante determinar si el PSE admite PD con firma única, PD con firma dual o ambos al planificar una implementación. Un PSE que sea compatible con ambos no tendrá que ser reemplazado a medida que se actualicen los PD.
Ampliación más allá de 100 metros
En el caso de dispositivos remotos que necesiten recibir alimentación y datos pero que estén situados a más de 100 metros de cable, los administradores de redes disponen de varias opciones. Pueden añadir un armario de datos remoto, utilizar ampliadores de LAN que conviertan Ethernet a DSL, utilizar conversores de UTP a coaxial o instalar tecnología inalámbrica. O bien pueden disfrutar de las ventajas que ofrece el cable de fibra óptica para ampliar la distancia de la red.
La fibra amplía las distancias de red hasta las 100 millas (160 km) por enlace sin el deterioro de datos a larga distancia que produce el cableado de cobre. Los ampliadores de LAN permiten ampliar las distancias de la red hasta las 6 millas (10 km), pero todo aquello que quede más allá de 328 pies (100 metros), experimentará una velocidad de transmisión de datos significativamente inferior. En lugar de 100 Mbps, la velocidad de datos caerá a tan solo 2,3 Mbps. Además, el cableado de fibra ofrece ventajas de seguridad. No genera emisión electromagnética y es muy difícil de pinchar. Y dado que no es susceptible a la interferencia eléctrica o a la pérdida de datos debida a la temperatura o a las condiciones atmosféricas, la fibra es extremadamente fiable.
La fibra se dirige desde un armario de datos existente a un área con acceso a la potencia. Un conversor de medios PoE se puede alimentar a través de alimentación AC o DC. El conversor de medios se conecta a la fuente de alimentación y al cable de fibra. El cobre Ethernet (cable UTP o STP) se puede ampliar otros 100 metros hasta el dispositivo alimentado (PD). El Conversor de Medios PoE convierte los datos de fibra a cobre, aumentando la potencia y transmitiéndola al PD.
Cuando tenga que ampliar los servicios Ethernet más allá de los límites genéricos que establece la norma IEEE 802.3, de 100 m y el coste de un cableado de fibra sea prohibitivo, los Extensores Ethernet son la solución perfecta. Los extensores Ethernet de Perle amplían de forma transparente las conexiones Ethernet 10/100/1000 en cableado de cobre. Use el cableado de par trenzado único (CAT5/6/7), coaxial o cualquier cableado de cobre existente previamente usado en circuitos de alarma, circuitos E1/T1, RS-232, RS-422, RS-485 y aplicaciones CCTV y CATV. Un Extensor Ethernet PoE puede operar como un PD o un PSE.
En resumen, los beneficios de la tecnología PoE son:
- Utilice un solo cable para conectar su equipo - simplifique instalación y ahorre espacio.
- No hay necesidad de pagar por un costoso servicio de electricista, o demorar su instalación por asuntos de disponibilidad del mismo - ahorre tiempo y dinero.
- El equipo puede ser movido a cualquier lado donde haya un cable LAN - minimice el corte de servicio.
- Más seguro - sin tensión de red eléctrica en cualquier parte.
- Un UPS puede garantizar el suministro de energía aún durante los cortes de la red eléctrica.
- Los equipos pueden ser apagados o reencendidos remotamente - no hay necesidad de un botón de reset o interruptor de energía.
