Definición de PoE, tipos de PoE y ventajas de PoE
¿Qué es PoE(alimentación a través de Ethernet)?
La tecnología PoE (alimentación a través de Ethernet) transmite datos y alimentación a través de un único cable Ethernet estándar. Para ello, se pueden utilizar cables de red tipo Cat5/Cat5e/Cat6 para proporcionar conexiones de datos y energía eléctrica a puntos de acceso inalámbricos, cámaras IP, teléfonos VoIP y otros dispositivos alimentados o PDs (Power Devices por sus siglas en Inglés. Gracias a la tecnología PoE, podemos suministrar energía fácilmente a PDs remotas en interiores o exteriores sin necesidad de instalar infraestructura eléctrica adicional o de desplegar tomacorrientes en cada punto final.
Tres ventajas de PoE
1. Ahorro en tiempo y dinero: Al emplear PoE en la red, no es necesario desplegar cableado eléctrico ni tomacorrientes para las descargas parciales de las terminales. Esto ayudará a ahorrar una gran cantidad en cableado de alimentación, especialmente cuando hay muchas descargas parciales en la red. Además, no es necesario contratar un electricista profesional para desplegar la red PoE, de modo que también se ahorra tiempo y dinero en las instalaciones eléctricas.
2. Flexibilidad: Dado que es más fácil desplegar los cables de red Ethernet que los eléctricos, la tecnología PoE nos permite instalar PDs casi en cualquier lugar en lugar de hacerlo cerca de las tomas de corriente todo el tiempo. Esto ofrece una gran flexibilidad a la hora de configurar y reposicionar los dispositivos terminales.
3. Confiabilidad: La alimentación PoE proviene de una fuente central y universalmente compatible y no de una combinación de adaptadores de pared que se encuentran distribuidos. La alimentación se puede respaldar con un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI) o se puede controlar para que los dispositivos se desactiven o restablezcan fácilmente. De este modo, los PDs funcionarán como de costumbre aunque el equipo de suministro eléctrico o PSE (Power Sourcing Equipment, por sus siglas en inglés) se averíe.
Diferencias y tipos de alimentación PoE
De conformidad con los estándares PoE mencionados con anterioridad, podemos encontrar los siguientes: PoE, PoE+, PoE++, UPoE y PoH. La tecnología PoE se rige por el estándar IEEE 802.3af, la cual se utiliza principalmente para ofrecer compatibilidad con dispositivos de bajo consumo, tales como teléfonos VoIP y puntos de acceso inalámbricos con dos antenas. La tecnología PoE+ es la versión estandarizada de PoE IEEE 802.3at. Con una potencia de hasta 30 vatios, se suele implementar en redes con puntos de acceso inalámbricos con seis antenas y con cámaras de vigilancia sofisticadas que se mueven, se inclinan y que hacen zoom. Las tecnologías PoE++ y UPoE son las últimas versiones PoE que se ajustan a los estándares IEEE 802.3bt y Cisco UPOE respectivamente. Están diseñadas para extender la potencia de red resistente a dispositivos de alta potencia tales como laptops, TVs, sistemas de videoconferencia, luces LED, etc. La tecnología PoH es similar a la PoE, pues también permite la transmisión de corriente continua en combinación con señales de datos a través de un único cable Ethernet hasta una distancia de 100 metros. Pero la PoH se ha diseñado principalmente para proporcionar energía a la señalización digital en aeropuertos, hoteles, hospitales, cafeterías o en cualquier otro entorno que requiera de una pantalla de vídeo, eliminando así la necesidad de disponer de tomas de corriente alterna.
Teniendo en cuenta la alimentación suministrada por el cable de red, la alimentación a través de Ethernet también puede clasificarse en los tipos 1, 2, 3 y 4.La tecnología PoE tipo 1 proporciona hasta 15,4 vatios de potencia de corriente continua. La PoE tipo 2 es compatible con la PoE tipo 1 y proporciona hasta 30 vatios. La PoE tipo 3, también conocida como PoE++ y UPoE, proporciona 60 vatios de potencia de corriente continua. La PoE Tipo 4, sin embargo, es un una tecnología de mayor potencia que soporta hasta 100 vatios de potencia. La siguiente ilustración muestra los usos comunes de los diferentes tipos de PoE.
PoE pasivo vs. PoE activo
La alimentación a través de Ethernet también se clasifica generalmente en dos categorías: PoE pasivo y PoE activo. El PoE activo es el PoE estándar que hace referencia a cualquier tipo de PoE que negocie el voltaje adecuado entre el PSE y el PD. El PoE pasivo es un PoE que no es estándar y también puede proporcionar alimentación a través de Ethernet, pero no incluye el proceso de negociación. El PoE pasivo siempre envía corriente eléctrica a través del cable Ethernet a una tensión determinada. Si quieres saber más sobre las diferencias acerca de la tecnología PoE, por favor consulta: Diferencias entre el PoE pasivo y activo en los switches PoE activos y pasivos: ¿Cuál debemos elegir?
El PoE que se abastece en la red procede generalmente de tres fuentes diferentes: Switch PoE, inyector PoE y splitter PoE. El switch PoE es el medio más sencillo para encender los PDs. Sólo es necesario conectar los cables Ethernet desde un puerto de conmutación de red PoE al dispositivo PoE terminal. Un inyector PoE se utiliza cuando no hay ningún switch PoE en la red. Este tiene una fuente de alimentación externa y es responsable de suministrar energía a los datos que provienen de un switch de red que no es compatible con PoE. Los splitters PoE también suministran energía, pero lo hacen separándola de los datos y transmitiéndola a una fuente de alimentación independiente que puede ser accedida por un dispositivo que no es compatible con PoE. El splitter se utiliza comúnmente para desplegar dispositivos remotos sin PoE y sin tomacorrientes de corriente alterna cercanos en la red.
Preguntas frecuentes acerca de la tecnología PoE
1. ¿Qué es la tensión PoE?
La alimentación a través de Ethernet se suministra al cable Ethernet a una tensión entre 44v y 57v de corriente continua, y normalmente se utilizan 48v. Este voltaje relativamente alto permite la transferencia de energía a lo largo del cable de manera eficiente, sin dejar de ser lo suficientemente bajo para considerarse seguro.
2. ¿Qué velocidad de datos proporciona PoE?
Generalmente, la tecnología PoE puede ofrecer una velocidad de datos de 10/100/1000Mbps a través de cables Cat5, Cat5e y Cat6. Actualmente, gracias a la gran popularidad del estándar PoE IEEE 802.3bt y de la tecnología PoE++, se espera que la tecnología PoE ofrezca velocidades de 2,5 Gbps a 5 Gbps a lo largo de 100 m, con la expectativa de alcanzar una velocidad de hasta 10 Gbps para el futuro.
3. ¿La tecnología PoE tiene limitaciones?
Sí, la tecnología PoE posee algunos inconvenientes. Primero, tiene un alcance reducido a 328 pies (100 metros) lo que limita las ubicaciones viables en las que los usuarios podrían operar un dispositivo remoto habilitado para IP. En segundo lugar, normalmente un único PSE, por ejemplo un switch PoE, puede conectarse a múltiples PDs. Si el PSE se descompone, todos los PDs dejarán de funcionar. Por lo tanto, es importante adquirir switches de alta calidad a través de un proveedor de confianza. Además, también podrías considerar conectar el PSE a un sistema de alimentación ininterrumpida.
4. ¿Cuáles son los Midspan PoE y los Endspan PoE?
El Midspan PoE se conoce, por lo general, como un inyector PoE que sirve como dispositivo intermediario entre un switch sin PoE y el dispositivo alimentado por un terminal con capacidad PoE. Un Endspan PoE, comúnmente llamado switch de red PoE, se conecta directamente y suministra tanto energía PoE como datos a un PD. El Endspan PoE suministra energía a los pares de datos, lo que también se le conoce como PoE modo A. El midspan PoE proporciona energía utilizando los pines 4-5 y 7-8, también conocido como modo PoE B. Obtén más información acerca de la fuente de alimentación PoE, consultando el siguiente artículo?: ¿Cómo se suministra la energía a los dispositivos PoE a través de un switch PoE?
Ahora bien, una de las tecnologías que se utiliza en la infraestructura de comunicación y control es la denominada Power over Ethernet, esta tecnología permite alimentar eléctricamente algún dispositivo al mismo tiempo que se transmiten datos.
Esta tecnología vio la luz inicialmente por el año de 2003, cuando la IEEE desarrolló el estándar IEEE 802.3af, especificado para cables Categoría 3 o Categoría 5, con una potencia de hasta 13 Watts y una intensidad de corriente de 350 mA, para velocidades de transmisión de hasta 100 Mbps. Esta tecnología permite llevar la alimentación eléctrica a través del cableado estructurado con cables UTP de cuatro pares, utilizando dos pares en dos posibles configuraciones.
Estas configuraciones las podemos apreciar en las siguientes figuras:
con estas configuraciones es que no podemos llevar energía en los cuatros pares, en el estándar 802.3af modo A (Fig. 1), sólo podemos llevar energía y datos en los pares 1-2 y 3-6, mientras que los pares restantes permanecen ociosos.. En lo que respecta al estándar 802.3af Modo B (Fig. 2), en este caso llevamos la energía en los pares 4-5 y 7-8, mientras que en los pares 1-2, 3-6 transmitimos datos.
Posteriormente y alrededor del 2009 se ratificó el estándar 802.3at, el cual especificaba que el cable mínimo era el Cat 5, para lo que se denominaba ahora PoE+, estándar que especificaba una potencia de hasta 25.5 Watts y 600 mA de corriente. Como podemos apreciar en la figura 3, este estándar 802.3at Modo A nos permite llevar datos a través de los cuatro pares, aunque solamente podemos suministrar energía a los dispositivos de red a través de los pares 1-2, 3-6, mientras que el estándar 802.3at Modo B, lleva la energía a través de los pares 4-5, 7-8, es decir la configuración del suministro de energía permanece inalterada respecto al anterior estándar 802.3af.
Sin embargo las necesidades de conexión de nuevos dispositivos tales como Wireless Access point y cámaras de CCTV con comunicación IP cada vez están requiriendo de mayores velocidades de transmisión, llegando a la necesidad de considerar aplicaciones 2.5 Gbps, 5Gbps y hasta aplicaciones 10Gbase-T. Lo que hace necesario transmitir datos a dispositivos que tendrían un requerimiento de energía ya hasta los 100 Watts.
En tal sentido la IEEE está trabajando en la actualización del estándar 802.3at en el se transmite datos y energía en cada uno de los pares, llevando una energía total mas allá de los 50 Watts. Pero ¿cuales son las limitaciones y problemas que se presentan como resultado de la transmisión de energía eléctrica a través de los cables de datos? Algunas de las situaciones que se presentan son.
Debido a lo delgado de los calibres se produce un incremento de la temperatura del cable como resultado de la resistencia eléctrica que presentan los cables.
Al necesitarse mayores velocidades de transmisión los cables presentan un patrón de trenzado mas cerrado, esto significa que la longitud del conductor es mayor y por lo tanto se incrementa la resistencia eléctrica, aumentando el calor en perjuicio de la calidad de transmisión de la información.
Este incremento en la temperatura además se convierte en un problema para los plásticos que forman el aislante y la cubierta externa del cable, contribuyendo a su temprana degradación y érdida de sus propiedades aislantes y dieléctricas, lo que puede redundar en problemas de índole capacitivo en el desempeño de los cables.
El incremento en el número de aplicaciones PoE en el mismo sector de un edificio llevará como consecuencia que varios cables con servicios PoE vayan en las mismas trayectorias lo que incrementa el calos, la consecuencia es un mayor incremento de la temperatura y con esto una disminución del alcance de servicios, lo que impide llevar servicios a 100 metros como normalmente se considera