Alimentación a través de Ethernet

 

 

LA INTRODUCCIÓN DE POE

 

 

Power over Ethernet (PoE) es una tecnología que permite la transferencia segura de energía eléctrica de corriente continua (CC) junto con datos a través de cableado de red estándar. Tanto los datos como la energía pueden compartir el mismo cable, y cada uno es independiente y no se ve afectado por el otro. Este tutorial proporciona una descripción general completa de la tecnología PoE y describe cómo utilizar el cableado de fibra óptica para superar la limitación de distancia de 100 metros del cableado de red de cobre.

 

 

LOS BENEFICIOS DEL POE

 

 

¿Cuáles son los beneficios de utilizar PoE y por qué un diseñador de redes querría utilizar esta tecnología?

Actualmente, PoE se implementa donde el acceso a la energía de corriente alterna (CA) es inconveniente, costoso o inviable de suministrar. PoE puede alimentar dispositivos ubicados en techos, tejados, postes de luz, cercas, tuberías, rutas de tránsito y otros lugares apartados. El costo de llevar energía eléctrica a cada dispositivo se elimina alimentando el equipo a través del cable de par trenzado sin blindaje (UTP).

 

La tecnología PoE tiene las siguientes ventajas:

Flexibilidad: mueva fácilmente los dispositivos a cualquier lugar donde pueda ir un cable LAN; Instale dispositivos donde sea difícil obtener energía. Simplicidad: instale solo el cable Ethernet en el dispositivo final; Minimiza el desorden de cables y ahorra espacio. Seguridad: No se necesita alimentación de CA para aplicaciones en exteriores; No es necesario cumplir con los códigos de construcción eléctrica. Ahorro de costos: No es necesario instalar tomas de corriente; No es necesario contratar electricistas autorizados. Funcionalidad: Los dispositivos finales se pueden restablecer de forma remota.

PoE también es verde. El siguiente extracto trata sobre edificios inteligentes y eficiencia energética:

Un edificio inteligente es aquel donde una red IP puede proporcionar alimentación a través de Ethernet a una variedad de dispositivos de "carga de enchufe". PoE no solo suministra energía de bajo voltaje en lugar de alto voltaje a estos dispositivos, sino que, lo que es más importante, proporciona los medios para controlar la energía del dispositivo. El resultado puede ser un menor consumo de energía para los dispositivos, un menor uso de energía y un edificio más ecológico. Además PoE reduce el uso de materiales, eliminando la necesidad de proporcionar un cable de alimentación al dispositivo.

 

La mayoría de sus defensores esperan que PoE se convierta en un estándar global de cableado de alimentación de CC a largo plazo y reemplace a los convertidores "de pared", que son difíciles de administrar, desperdician energía, a menudo están mal diseñados y son fácilmente vulnerables a daños por sobretensiones y caídas de tensión.

 

 

CABLEADO Y PUERTOS DE COBRE

 

 

PoE utiliza cableado de red estándar. Este cableado de red se conoce como cable Ethernet, cable de red de cobre, cable de categoría 5 o 6 y cable UTP. Este cableado se conecta a un dispositivo de red a través de un puerto RJ-45.

 

 

DISPOSITIVOS POE

 

 

El equipo de suministro de energía (PSE) es el dispositivo que proporciona o inyecta energía en una red PoE. Hay dos tipos de PSE: finales y medios. Como lo implican los nombres, el tramo final está ubicado al final de un segmento de enlace, mientras que un tramo medio está ubicado en el medio del segmento de enlace.

 

Un dispositivo alimentado (PD) es un dispositivo que obtiene energía del PSE. Un ejemplo de PD es un teléfono de escritorio de voz sobre IP (VoIP). Hay muchos ejemplos de PD proporcionados en este tutorial.

 

Un conmutador PoE Endspan es un conmutador Ethernet con capacidades PoE integradas, por lo que tanto los datos como la energía se envían a través del cable UTP.

 

Alcance final PoE

 

Un inyector PoE midspan suele ser un dispositivo de dos puertos que inyecta energía en un punto a lo largo del cableado UTP. Los midspans se utilizan para alimentar PD que están conectados a conmutadores que no proporcionan PoE. El midspan inyecta energía CC al cable y los datos pasan a través del inyector de forma transparente. Con la mayoría de los inyectores en el medio del tramo, el límite de distancia de 100 metros se aplica a todo el tramo, desde el interruptor hasta el PD.

 

PoE medio

 

Nota: Un PD válido (según los estándares IEEE) presenta una firma eléctrica al PSE. Antes de que el PSE envíe energía a través de los cables, busca esta firma eléctrica. Si no está presente, el PSE NO aplica energía a los cables. Sin embargo, el PSE seguirá enviando los datos.

 

Los dispositivos relacionados en Fiber-Mart incluyen PoE Media Converter y PoE Switch.

 

 

ESTÁNDARES IEEE POE

 

 

En 2003 el IEEE ratificó el estándar PoE 802.3af que permite hasta 15,4 Watts de potencia por cada puerto. A finales de 2009, el IEEE ratificó el estándar PoE 802.3at conocido como PoE+. 802.3a t es necesario porque los proveedores de PD están empezando a producir dispositivos que requieren más energía que los 15,4 vatios disponibles con 802.3af. Con 802.3at, los PD se pueden alimentar con hasta 25,5 vatios. 802.3at es compatible con versiones anteriores de 802.3af. Si un PSE está "en" y el PD es "af", funcionará bien. El PSE reconoce que el PD es "af" y sólo le otorga el poder que necesita. Sin embargo, la situación inversa no funcionará; si el PSE es sólo "af", no podrá alimentar un PD "at". Antes de estos estándares, varios fabricantes de dispositivos implementaban sus propias implementaciones patentadas de PoE. El tipo más común es el Cisco VoIP heredado.

 

Nota: Aunque el IEEE ha especificado niveles de potencia PoE y PoE+, existen dispositivos no estándar.hielos en el mercado que proporcionan niveles de potencia fuera de las especificaciones IEEE.

 

El nivel de energía PoE o PoE+ suministrado por un PSE variará según los requisitos de energía del PD. Por ejemplo, un PSE compatible con el estándar IEEE 802.3af puede suministrar hasta 15,4 vatios de potencia, pero si el PD es un teléfono IP que requiere sólo 6 vatios, entonces el PSE suministrará 6 vatios de PoE.

 

 

Opciones de alimentación IEEE PoE a través de cableado UTP

 

 

PoE admite cuatro opciones de alimentación utilizando diferentes combinaciones de ocho pines en un puerto RJ-45 estándar que se conecta a cuatro pares de cables en cableado UTP.

 

Basado en el estándar IEEE: IEEE Alternativa A (alimentación en los pines 1/2 y 3/6); IEEE Alternativa B (alimentación en los pines 4/5 y 7/8).

 

El estándar IEEE PoE especifica dos modos de detección y alimentación de diferentes pines y cables: Alternativa A o Alternativa B. Tanto la Alternativa A como la B admiten Fast Ethernet o Gigabit Ethernet, y PoE o PoE+.

 

Para cumplir con los estándares IEEE, un PD debe admitir tanto la Alternativa A como la Alternativa B, mientras que un PSE puede admitir la Alternativa A o la Alternativa B, o ambas.

 

Leyenda de las siguientes ilustraciones esquemáticas:

 

Líneas PoE

 

Alternativa A 10/100BASE-T: La alternativa A 10/100BASE-T inyecta la alimentación CC positiva en los pines 1 y 2 y la alimentación CC negativa en los pines 3 y 6. En Fast Ethernet, estos también son los pares de datos, por lo que los datos y el poder comparten los mismos cables. "Compartir" el cable se logra mediante una técnica llamada Phantom Power, que se usó originalmente como método para transmitir energía eléctrica de CC a través de cables de micrófono para operar micrófonos que contienen circuitos electrónicos activos.

 

PoE 10/100BASE-T A

 

Alternativa B 10/100BASE-T: La alternativa B 10/100BASE-T coloca la alimentación CC positiva en los pines 4 y 5 y la alimentación CC negativa en los pines 7 y 8. En Fast Ethernet, estos son los pares "de repuesto", por lo que los la corriente eléctrica no comparte cables con datos y no hay Phantom Power.

 

PoE 10/100BASE-T B

 

Alternativa A 1000BASE-T: La alternativa A IEEE 1000BASE-T coloca la alimentación CC positiva en los pines 1 y 2 y la alimentación CC negativa en los pines 3 y 6. En Gigabit Ethernet, los cuatro pares transportan datos, por lo que siempre se requiere alimentación fantasma para Gigabit PoE.

 

PoE 1000BASE-T A

 

Alternativa B 1000BASE-T: La alternativa B de IEEE coloca la alimentación CC positiva en los pines 4 y 5 y la alimentación CC negativa en los pines 7 y 8.

 

PoE 1000BASE-T B

 

Basado en no estándar: Legacy no IEEE es un modo de detección y alimentación patentado que Cisco implementó antes de que se ratificara el estándar 802.3af en 2003. Este modo utiliza los pines 4/5 y 7/8 para la alimentación de CC, pero la polaridad está invertida. .

 

La "detección de condensadores grandes" heredada está disponible para la alimentación de la alternativa A y B. Para dispositivos VoIP heredados, la "detección de condensador grande" suele ser la alternativa B (encendido en los pines 4/5 y 7/8), pero el método de detección no sigue los estándares IEEE. En cambio, el PSE busca en el PD una firma única de gran capacitancia. Si ve esa firma, aplica el poder según la Alternativa B.

 

 

DISPOSITIVOS ALIMENTADOS POE Y PoE+

 

 

PoE y PoE+ permiten alimentar una amplia variedad de dispositivos de red.

 

Dispositivos alimentados por 802.3af:

Teléfonos IP: Los teléfonos de voz sobre IP (VoIP) se adoptan y utilizan ampliamente en empresas de todo el mundo. Como son dispositivos de red, utilizan PoE para extraer energía y datos de voz a través del cable de red. Videoteléfonos y videoconsolas de telepresencia: los terminales de videoconferencia utilizados en aplicaciones de telepresencia y teleconferencia pueden funcionar con PoE y requieren conectividad de gran ancho de banda. Cámaras IP: Las cámaras de red IP se utilizan en aplicaciones de seguridad, vigilancia y monitoreo de tráfico donde las cámaras se instalan en lugares altos y de difícil acceso. Las cámaras IP también se utilizan para garantizar la calidad en la fabricación (líneas de montaje, fábricas de papel y madera, etc.) y en el procesamiento de alimentos. Estas aplicaciones pueden utilizar cámaras de alta velocidad y alta resolución que pueden requerir velocidades de datos Gigabit. Dispositivos inalámbricos: la tecnología inalámbrica está creciendo en aplicaciones e implementaciones. Los puntos de acceso LAN y WAN inalámbricos y las antenas WiMAX normalmente funcionan con PoE porque se instalan en techos y tejados. Las redes RFID también utilizan puntos de acceso alimentados por PoE. Dispositivos de control de acceso y lectores de credenciales: las instalaciones de alta seguridad, como empresas, hospitales, aeropuertos e instalaciones militares, utilizan sistemas de cerraduras de puertas y lectores de credenciales que requieren energía en cada puerta para controlar y monitorear el acceso al edificio. Relojes IP: Los relojes IP PoE se alimentan a través del cable Ethernet, por lo que no hay necesidad de baterías ni alimentación de CA. Todos los relojes están sincronizados con un servidor de Protocolo simple de tiempo de red (SNTP), manteniendo la hora precisa y consistente en todos los relojes. Los relojes IP también pueden ahorrar costos de mano de obra al reiniciarse automáticamente después de un corte de energía y ajustarse al horario de verano. Sistemas de mensajería y señalización digital: los letreros LED funcionan como sistemas de mensajería que muestran anuncios de rutina, como horarios de autobuses, noticias locales o información meteorológica. La señalización digital LCD puede mostrar t