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PoE – Power over Ethernet


PoE - Power over EthernetLa tecnologia PoE (Power over Ethernet) facilita enormemente la conexion de los aparatos telefonicos IP y de otros dispositivos de red como camaras IP, Puntos de Acceso Inalambricos (WiFi), etc, al suministrar la energia electrica por medio del mismo cableado de conexion a la red LAN. De esta manera se ahorra el costo de un cableado electrico adicional para conectar las fuentes de alimentacion de los equipos. En el caso de los telefonos IP la ventaja es mayor debido a que se utiliza el mismo cable de red, para conectar la computadora y el telefono en cada puesto de trabajo, esto significa ahorro en costos de instalacion.

La mayoria de telefonos IP que se encuentran actualmente en el mercado , soportan PoE, esto significa que permiten ser energizados via el mismo cableado de la red LAN, no es necesario utilzar fuente de alimentacion adicional, logicamente el Switch de red donde estaran conectados los telefonos IP debera tener  tecnologia PoE, para suministrar la alimentacion electrica a los dispositivos. En algunas ocaciones se presentan ciertas incompatibilidades entre los telefonos IP y el Switch PoE, al conectar los dispositivos estos no encienden o se dan comportamientos extraños como: se apagan y se encienden, se reinician, entre otros, estos problemas generalmente se deben a falla en la autonegociacion de la energia con el Switch, ya que existen varias versiones o clases de PoE, la cual determina la potencia y el voltaje con el que trabajan los Telefonos IP. Al momento de conectarse a la red, se inicia una negociacion entre el equipo y el Switch PoE, si estos no se logran poner de acuerdo se presentan las fallas anteriores.

Funcionamiento del PoE

La alimentación a través de Ethernet (Power over Ethernet, PoE) es una tecnología que incorpora alimentación eléctrica a una infraestructura LAN estándar. Permite que la alimentación eléctrica se suministre a un dispositivo de red (switch, punto de acceso, router, teléfono o cámara IP, etc) usando el mismo cable que se utiliza para la conexión de red. Elimina la necesidad de utilizar tomas de corriente en las ubicaciones del dispositivo alimentado y permite una aplicación más sencilla de los sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) para garantizar un funcionamiento las 24 horas del día, 7 días a la semana.

El funcionamiento de la tecnología PoE está descrito por el IEEE en el estándar 802.3at (que se divide en Tipo 1 y Tipo 2), perteneciente al conjunto de documentos 802.3 que hacen referencia a la tecnología Ethernet (Capa 2 del Modelo de referencia OSI). Es común encontrar referencias al estándar 802.3af, ya que era el estándar PoE hasta que en 2009 pasó a ser 802.3 at Type 1, siendo 802.3at Type 2 el nuevo estándar PoE, aunque ambos coexisten.

Power over Ethernet está diseñado de manera que no haga disminuir el rendimiento de comunicación de los datos en la red o reducir el alcance de la red. La corriente suministrada a través de la infraestructura LAN se activa de forma automática cuando se identifica un terminal compatible y se bloquea ante dispositivos preexistentes que no sean compatibles. Esta característica permite a los usuarios mezclar en la red con total libertad y seguridad dispositivos preexistentes con dispositivos compatibles con PoE.

Inyector PoE - Power InjectorActualmente existen en el mercado varios dispositivos de red como switches que soportan esta tecnología. Para implementar PoE en una red que no se dispone de dispositivos que la soporten directamente se usa una unidad base (con conectores RJ45 de entrada y de salida) con un adaptador de alimentación para recoger la electricidad y una unidad terminal (también con conectores RJ45) con un cable de alimentación para que el dispositivo final obtenga la energía necesaria para su funcionamiento, conocidos como inyectores PoE.

Por norma general, en redes con dispositivos alimentados mediante tecnología PoE, se utiliza Cat5 aunque las categorías 3, 5E y 6 también son válidas.

El estándar PoE 802.3at Type 1, antes 802.3af, permite alimentar equipos que funcionen con hasta 12,95W, mientras que el Type 2 permite equipos que consuman hasta 25.50W. De todos modos, es recomendable no alcanzar nunca dichas cifras de consumo porque siempre hay pérdidas de potencia en la transmisión eléctrica a través del cable, de ahí que la potencia entregada por el PoE sea de hasta 15,4W y 34,2W respectivamente.

El voltaje máximo de los dispositivos alimentados por PoE es de 57V siendo 37V el mínimo para los de Tipo 1 y 42,5V para los de Tipo 2. La tensión nominal es de 48V.

El estándar PoE también puede ahorrar energía ya que el PoE negocia con el dispositivo, al detectar la conexión, hasta 3 niveles de potencia para 802.3at Type 1 y 4 niveles en Type 2. Opcionalmente el estándar Tipo 2 permite una negociación continua en el tiempo con variaciones de 0,1W según la necesidad del dispositivo en cada momento. Esta negociación permite además que un PoE nunca suministre corriente a un dispositivo que no la espera, evitando posibles fallos eléctricos.

PoE sobre el cable de transmision de datosLos hilos utilizados para transmitir la corriente dependen del protocolo empleado a nivel Ethernet, es decir, 10/100BaseT o Gigabit Ethernet, así como de si se emplea el Modo A o B del estándar 802.3at. Cada uno de los 8 hilos del cable Ethernet Cat5 se emplea en al menos 2 de las combinaciones Ethernet-PoE.

En el caso de Ethernet 10/100BaseT es sencillo, ya que solo se emplean 4 hilos para transmisión de datos, por lo que otros 4 hilos quedan libres para suministrar corriente continua a un dispositivo PoE. En el caso de Gigabit Ethernet, se emplea un método conocido como potencia fantasma, que permite que los hilos que transportan información, también suministren potencia eléctrica al dispositivo.

IEEE 802.3 define 3 variantes para la alimentacion sobre la linea de datos:

A.- Alimentacion de Energia sobre la linea de datos en elementos activos: Dos pares son usados para la alimentacion, la cual es suministrada en el punto central de la bobina de un transformador de aislamiento. Esta conexion es la que se utiliza en dispositivos Gigabit Ethernet.

B.- Alimentacion de Energia sobre pares libres: Voltaje Positivo y Negativo es transmitido sobre 2 pares de hilos no utilizados, los hilos de cada par se unen internamente en el dispositivo. Esta conexion NO es utilizada en redes Gigabit Ethernet, en la cual los 4 pares son utilizados para la transmision de datos.

C.- Alimentacion de Energia en Inyectores PoE: La alimentacion de energia es insertada en la ruta de transmision. El elemento activo es conectado al alimentador (Inyector), los 4 pares entran al inyector, y este suministra la energia directamente al conector de salida en los pares no utilizados.

Variantes PoE

 Ventajas de usar PoE

  • PoE es una fuente de alimentación inteligente: Los dispositivos se pueden apagar o reiniciar desde un lugar remoto usando los protocolos existentes, como el Protocolo simple de administración de redes (SNMP, Simple Network Management Protocol).
  • PoE simplifica y abarata la creación de un suministro eléctrico altamente robusto para los sistemas: La centralización de la alimentación a través de concentradores (hubs) PoE significa que los sistemas basados en PoE se pueden enchufar al Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI) central, que ya se emplea en la mayor parte de las redes informáticas formadas por más de uno o dos PC, y en caso de corte de electricidad, podrá seguir funcionando sin problemas.
  • Los dispositivos se instalan fácilmente allí donde pueda colocarse un cable LAN, y no existen las limitaciones debidas a la proximidad de una base de alimentación (dependiendo la longitud del cable se deberá utilizar una fuente de alimentación de mayor voltaje debido a la caída del mismo, a mayor longitud mayor perdida de voltaje, superando los 25 metros de cableado aproximadamente).
  • Un único juego de cables para conectar el dispositivo Ethernet y suministrarle alimentación, lo que simplifica la instalación y ahorra espacio.
  • La instalación no supone gasto de tiempo ni de dinero ya que no es necesario realizar un nuevo cableado.
  • PoE dificulta enormemente cortar o destrozar el cableado: Generalmente el cableado se encuentra unido a bandejas en los huecos del techo o detrás de conductos de plástico de muy difícil acceso. Cualquier corte de estos cables resultará obvio al momento para quien pase por el lugar y, por supuesto, para los usuarios de los ordenadores que serán incapaces de proseguir con su trabajo.

Desventajas

Ausencia de estándares tecnológicos para la interoperabilidad de equipos.

 

Conclusion:

Las principales ventajas de la tecnología PoE son el abaratamiento de costes de despliegue de redes y la reducción de canalizaciones para cableado, ademas que los equipos  estan protegidos de problemas de alimentación, la tecnologia PoE esta diseñado para proteger al equipo contra cortocircuitos (corto GRND), sobrecorrientes (superiores a los 450 mA) y a los altos voltajes (que excedan los 52 V).

La tecnología PoE  permite a los teléfonos IP, recibir datos y corriente a través del cableado de la red LAN, sin necesidad de modificar la infraestructura de Ethernet existente.

 

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