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Alimentação pela Ethernet

  • Alimentação pela Ethernet Fiber-Mart.com
  • Post on Quarta 18 Junho, 2014
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Alimentação pela Ethernet

 
 
A INTRODUÇÃO DO POE
 
 
Power over Ethernet (PoE) é uma tecnologia que permite a transferência segura de energia elétrica de corrente contínua (DC) junto com dados por meio de cabeamento de rede padrão. Tanto os dados quanto a energia podem compartilhar o mesmo fio e cada um é independente e não é afetado pelo outro. Este tutorial fornece uma visão geral abrangente da tecnologia PoE e descreve como usar o cabeamento de fibra óptica para superar a limitação de distância de 100 metros do cabeamento de rede de cobre.
 
 
OS BENEFÍCIOS DO POE
 
 
Quais são os benefícios de usar PoE e por que um projetista de rede desejaria usar essa tecnologia?
Atualmente, o PoE é implantado onde o acesso à energia de corrente alternada (CA) é inconveniente, caro ou inviável de fornecer. O PoE pode alimentar dispositivos localizados em tetos, telhados, postes de luz, ao longo de cercas, tubulações, rotas de trânsito e outros locais afastados. O custo de levar energia elétrica a cada dispositivo é eliminado alimentando o equipamento através do cabo de par trançado não blindado (UTP).
 
A tecnologia PoE tem as seguintes vantagens:
Flexibilidade: Mova dispositivos facilmente para onde quer que um cabo LAN possa ir; Instale dispositivos onde seja difícil obter energia. Simplicidade: Instale apenas cabo Ethernet no dispositivo final; Minimiza a confusão de cabos e economiza espaço. Segurança: Nenhuma alimentação CA é necessária para aplicações externas; Não há necessidade de atender aos códigos de construção elétrica. Economia de custos: Não há necessidade de instalar tomadas elétricas; Não há necessidade de contratar eletricistas licenciados. Funcionalidade: Os dispositivos finais podem ser redefinidos remotamente.
PoE também é verde. O trecho a seguir é sobre edifícios inteligentes e eficiência energética:
Um edifício inteligente é onde uma rede IP é capaz de fornecer Power-over-Ethernet para uma variedade de dispositivos “plug load”. PoE não apenas fornece energia de baixa tensão em vez de alta tensão para esses dispositivos, mas, mais importante ainda, fornece os meios para controlar a energia do dispositivo. O resultado pode ser a redução do consumo de energia dos dispositivos, a redução do uso de energia e um edifício mais ecológico. Além disso, o PoE reduz o uso de materiais, eliminando a necessidade de fornecer um cabo de alimentação ao dispositivo.
 
A maioria dos defensores espera que o PoE se torne um padrão global de cabeamento de energia CC de longo prazo e substitua os conversores "wall wart", que são difíceis de gerenciar, desperdiçam energia, são muitas vezes mal projetados e são facilmente vulneráveis a danos causados por surtos e quedas de energia.
 
 
CABEAMENTO E PORTAS DE COBRE
 
 
PoE utiliza cabeamento de rede padrão. Esse cabeamento de rede é conhecido como cabo Ethernet, cabo de rede de cobre, cabo categoria 5 ou 6 e cabo UTP. Este cabeamento se conecta a um dispositivo de rede através de uma porta RJ-45.
 
 
DISPOSITIVOS POE
 
 
Power Sourcing Equipment (PSE) é o dispositivo que fornece ou injeta energia em uma rede PoE. Existem dois tipos de PSE: endspan e midspan. Como os nomes indicam, o endspan está localizado no final de um segmento de link, enquanto um midspan está localizado no meio do segmento de link.
 
Um dispositivo alimentado (PD) é um dispositivo que obtém energia do PSE. Um exemplo de PD é um telefone desktop de voz sobre IP (VoIP). Existem muitos exemplos de PDs fornecidos neste tutorial.
 
Um switch PoE endspan é um switch Ethernet com recursos PoE integrados, de modo que tanto os dados quanto a energia são enviados pelo cabo UTP.
 
PoE EndSpan
 
Um injetor PoE midspan é normalmente um dispositivo de duas portas que injeta energia em um ponto ao longo do cabeamento UTP. Midspans são usados para alimentar PDs conectados a switches que não fornecem PoE. O midspan injeta energia CC no cabo e os dados passam pelo injetor de forma transparente. Com a maioria dos injetores midspan, o limite de distância de 100 metros se aplica a todo o vão, desde a chave até o PD.
 
Intermediário PoE
 
Nota: Um PD válido (de acordo com os padrões IEEE) apresenta uma assinatura elétrica para o PSE. Antes de o PSE enviar energia pelos fios, ele procura essa assinatura elétrica. Se não estiver presente, o PSE NÃO aplica energia aos fios. O PSE continuará, no entanto, a enviar os dados.
 
Os dispositivos relacionados no Fiber-Mart incluem PoE Media Converter e PoE Switch.
 
 
PADRÕES IEEE POE
 
 
Em 2003 o IEEE ratificou o padrão PoE 802.3af que permite até 15,4 Watts de potência para cada porta. No final de 2009, o IEEE ratificou o padrão PoE 802.3at conhecido como PoE+. O 802.3a t é necessário porque os fornecedores de PD estão começando a produzir dispositivos que exigem mais energia do que os 15,4 Watts disponíveis no 802.3af. Com 802.3at, os PDs podem ser alimentados com até 25,5 Watts. 802.3at é compatível com versões anteriores de 802.3af. Se um PSE estiver “at” e o PD for “af”, funcionará bem. O PSE reconhece que o PD é “af” e só lhe dá o poder que necessita. A situação inversa não funcionará, entretanto, se o PSE estiver apenas "af", não será capaz de alimentar um PD "at". Antes desses padrões, vários fabricantes de dispositivos implementavam suas próprias implementações proprietárias de PoE. O tipo mais comum é o Cisco VoIP legado.
 
Nota: Embora o IEEE tenha especificado níveis de potência PoE e PoE+, existemexistem no mercado que fornecem níveis de potência fora das especificações IEEE.
 
O nível de potência PoE ou PoE+ fornecido por um PSE irá variar, dependendo da necessidade de energia do PD. Por exemplo, um PSE compatível com o padrão IEEE 802.3af pode fornecer até 15,4 watts de energia, mas se o PD for um telefone IP que requer apenas 6 watts, o PSE fornecerá 6 watts de PoE.
 
 
Opções de alimentação IEEE PoE através de cabeamento UTP
 
 
PoE oferece suporte a quatro opções de alimentação usando diferentes combinações de oito pinos em uma porta RJ-45 padrão que se conecta a quatro pares de fios no cabeamento UTP.
 
Baseado no padrão IEEE: Alternativa IEEE A (alimentação nos pinos 1/2 e 3/6); Alternativa IEEE B (alimentação nos pinos 4/5 e 7/8).
 
O padrão IEEE PoE especifica dois modos de detecção e alimentação de diferentes pinos e fios: Alternativa A ou Alternativa B. Ambas as Alternativas A e B suportam Fast Ethernet ou Gigabit Ethernet e PoE ou PoE+.
 
Para ser compatível com os padrões IEEE, um PD deve suportar a Alternativa A e a Alternativa B, enquanto um PSE pode suportar a Alternativa A ou a Alternativa B, ou ambas.
 
Legenda para as seguintes ilustrações esquemáticas:
 
Linhas PoE
 
Alternativa 10/100BASE-T A: A Alternativa 10/100BASE-T A injeta a alimentação CC positiva nos pinos 1 e 2 e a alimentação CC negativa nos pinos 3 e 6. Em Fast Ethernet, esses também são os pares de dados, portanto, os dados e a energia compartilham os mesmos fios. O "compartilhamento" do fio é realizado usando uma técnica chamada Phantom Power, que foi originalmente usada como um método para transmitir energia elétrica CC através de cabos de microfone para operar microfones que contêm circuitos eletrônicos ativos.
 
PoE 10/100BASE-TA
 
10/100BASE-T Alternativa B: 10/100BASE-T Alternativa B coloca a alimentação CC positiva nos pinos 4 e 5 e a alimentação CC negativa nos pinos 7 e 8. Em Fast Ethernet, esses são os pares "sobressalentes", portanto o a corrente elétrica não compartilha fios com os dados e não há Phantom Power.
 
PoE 10/100BASE-TB
 
1000BASE-T Alternativa A: IEEE 1000BASE-T Alternativa A coloca a alimentação CC positiva nos pinos 1 e 2 e a alimentação CC negativa nos pinos 3 e 6. Na Gigabit Ethernet, todos os quatro pares transportam dados, portanto, Phantom Power é sempre necessário para Gigabit PoE.
 
PoE 1000BASE-TA
 
Alternativa 1000BASE-T B: A Alternativa B do IEEE coloca a alimentação CC positiva nos pinos 4 e 5 e a alimentação CC negativa nos pinos 7 e 8.
 
PoE 1000BASE-TB
 
Não baseado em padrão: legado não IEEE é um modo proprietário de detecção e alimentação que a Cisco implementou antes da ratificação do padrão 802.3af em 2003. Este modo usa os pinos 4/5 e 7/8 para alimentação CC, mas a polaridade é invertida .
 
A "detecção de capacitores grandes" legada está disponível para alimentação alternativa A e B. Para dispositivos VoIP legados, a "Detecção de Capacitor Grande" normalmente é a Alternativa B (alimentação nos pinos 4/5 e 7/8), mas o método de detecção não segue os padrões IEEE. Em vez disso, o PSE analisa o PD em busca de uma assinatura única de grande capacitância. Se vir essa assinatura, então aplica o poder de acordo com a Alternativa B.
 
 
DISPOSITIVOS ALIMENTADOS POE E PoE+
 
 
PoE e PoE+ permitem alimentar uma ampla variedade de dispositivos de rede.
 
Dispositivos alimentados por 802.3af:
Telefones IP: Os telefones de voz sobre IP (VoIP) são amplamente adotados e usados em empresas em todo o mundo. Por serem dispositivos de rede, eles utilizam PoE para extrair energia e dados de voz pelo cabo de rede. Videofones e consoles de vídeo de telepresença: Terminais de videoconferência usados em aplicações de telepresença e teleconferência podem ser alimentados por PoE e exigem conectividade de alta largura de banda. Câmeras IP: As câmeras de rede IP são usadas em aplicações de segurança, vigilância e monitoramento de tráfego onde as câmeras são instaladas em locais altos e de difícil acesso. As câmeras IP também são usadas para garantia de qualidade na fabricação (linhas de montagem, fábricas de papel e madeira, etc.) e no processamento de alimentos. Essas aplicações podem utilizar câmeras de alta velocidade e alta resolução que podem exigir taxas de dados Gigabit. Dispositivos sem fio: A tecnologia sem fio está crescendo em aplicações e implantações. Os pontos de acesso LAN e WAN sem fio e as antenas WiMAX normalmente são alimentados por PoE porque são instalados em tetos e telhados. As redes RFID também usam pontos de acesso alimentados por PoE. Dispositivos de controle de acesso e leitores de crachás: Instalações de alta segurança, como empresas, hospitais, aeroportos e instalações militares, utilizam sistemas de fechaduras e leitores de crachás que exigem energia em cada porta para controlar e monitorar o acesso ao edifício. Relógios IP: Os relógios IP PoE são alimentados pelo cabo Ethernet, portanto, não há necessidade de baterias ou energia CA. Todos os relógios são sincronizados com um servidor Simple Network Time Protocol (SNTP), mantendo a hora precisa e consistente em todos os relógios. Os relógios IP também podem economizar custos de mão de obra, reiniciando-os automaticamente após uma queda de energia e ajustando-os para o horário de verão. Sistemas de mensagens e sinalização digital: os sinais de LED funcionam como sistemas de mensagens que exibem anúncios de rotina, como horários de ônibus, notícias locais ou informações meteorológicas. A sinalização digital LCD pode exibir t

 

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