¿Qué es la alimentación a través de Ethernet (POE)?

Power Over Ethernet (POE) es una técnica utilizada para construir redes de área local (LAN) Ethernet cableadas que usan cables de datos Ethernet en lugar de cables de alimentación eléctrica normales y cableado para transportar la corriente eléctrica necesaria para operar cada dispositivo. La transferencia de energía a través del cableado de la red es posible gracias al acoplamiento de la transmisión de datos y el hardware de suministro de energía en la misma conexión Ethernet RJ45.

En 2003, se creó el estándar PoE para adaptarse a dispositivos como puntos de acceso (AP) inalámbricos. Antes de eso, diferentes empresas empleaban varios tipos de PoE patentados para brindar capacidades de PoE. Hoy en día, algunos de estos dispositivos PoE patentados todavía están en uso. Los instaladores de dispositivos PoE deben descubrir dónde se colocan estos dispositivos patentados más antiguos, ya que pueden ser incompatibles con los dispositivos PoE estándar posteriores. Las instalaciones de puntos de acceso son más fáciles y más adaptables con los dispositivos PoE estándar de hoy en día, especialmente en techos, que pueden ser difíciles de cablear para la alimentación eléctrica.

Considere un escenario en el que queremos instalar una cámara de seguridad digital,

Aquí generalmente se requieren dos conexiones:

1. Para comunicarse con dispositivos de visualización y grabación de video, necesitará una ‘Conexión de red’.
2. Se requiere una ‘fuente de alimentación’ para proporcionar la energía eléctrica a la cámara que necesita para funcionar.

Pero si la cámara está habilitada para POE, solo se requiere que se forme la conexión de red porque también obtendrá su energía eléctrica de este cable.

Trabajo de POE:

El funcionamiento de POE depende únicamente del flujo de corriente eléctrica que debe ingresar a una conexión de datos Ethernet en el extremo de la fuente de alimentación y salir en el extremo del dispositivo. Con Ethernet, la señal de datos y la corriente eléctrica pueden mantenerse por separado para que ninguna interfiera con la otra. Un inyector permite que la corriente fluya hacia el cable Ethernet. Si el dispositivo en el otro extremo del cable es compatible con PoE, funcionará sin cambios. Si no es compatible con PoE, deberá instalar un selector o toque para eliminar la corriente del cable. La corriente que se ha recogido se dirige al conector de alimentación.

¿Por qué usar POE?

Existen varias ventajas al especificar Power over Ethernet en una instalación:

1. Al reducir el tiempo y el costo de instalación del cableado de energía eléctrica, los cables de red no requieren la instalación de un electricista certificado y se pueden colocar en casi cualquier lugar.
2. Los dispositivos como cámaras IP y puntos de acceso inalámbrico pueden colocarse donde más se necesiten y reubicarse rápidamente si es necesario porque no están conectados a una toma de corriente.
3. El sistema de distribución POE inteligente protege los equipos de red de sobrecargas, falta de potencia e instalaciones incorrectas.
4. La instalación y el despliegue de conexiones de red son sencillos y efectivos cuando hay electricidad accesible en la red.
5. En lugar de una variedad de adaptadores de pared dispersos, la energía POE proviene de una única fuente compatible a nivel mundial. Puede ser alimentado por una fuente de alimentación ininterrumpida o puede ser operado de forma remota para desactivar o restablecer dispositivos.

Historia de POE:

Los dispositivos como las cámaras solían requerir una conexión de señal para transmitir la imagen a una grabadora antes de las comunicaciones Ethernet. También se requerían fuentes de alimentación locales para alimentar estos dispositivos. Las empresas comenzaron a utilizar una combinación de cables de señal y de alimentación con una fuente de alimentación que enviaba electricidad desde el sitio de la grabadora de la cabecera porque las cámaras y dispositivos similares se implementan con frecuencia en regiones donde es posible que no se pueda acceder a la energía local.

Las cámaras comenzaron a utilizar cables UTP de múltiples pares , como CAT5, para transmitir una combinación de señalización y alimentación a medida que avanzaba la tecnología de señalización y alimentación. En uno o dos de los cuatro pares de un cable CAT5, se transmitía la señalización, mientras que la energía se transmitía en los dos pares restantes. Esto simplificó las instalaciones al usar menos cables para hacer el mismo propósito.

Esta funcionalidad se perdió cuando la señalización de punto final cambió de transmisiones analógicas a IP. El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) diseñó y estandarizó Power over Ethernet en 2003.

Dispositivos que usan POE:

POE es compatible con los siguientes dispositivos que necesitan una potencia igual o inferior a 30 vatios (W):

1. Teléfonos VoIP
2. cámaras IP
3. Audio en red
4. Cámaras robóticas de inclinación y zoom
5. Televisores grandes y pantallas de cristal líquido
6. dispositivos AP inalámbricos
7. IP, VoIP y videoteléfonos

POE+ o PoE de alta potencia:

El estándar 802.3AT, a menudo conocido como PoE+ o PoE de alta potencia, estipula que el equipo de fuente de alimentación puede entregar 30 W de potencia para asegurar 25,5 W en el punto final. Tanto el conmutador como el dispositivo de punto final deben cumplir con IEEE para garantizar una negociación exitosa. Algunos fabricantes de dispositivos, por otro lado, han desarrollado sus propias implementaciones de PoE.

La transmisión de electricidad a través del cableado Ethernet se puede lograr de tres maneras. Modo A (también conocido como potencia de par de datos de modo común), Modo B (alimentación de par de repuesto) y 4PPoE (alimentación de 4 pares) son los tres modos disponibles. La energía se envía a través del mismo par de cables que los pares de datos en una transmisión 10Base-T o 100Base-TX en el Modo A. Los pares de repuesto se usan en el Modo B, mientras que los cuatro pares del cable Ethernet se usan para la transmisión de energía en 4PPoE . 

Las especificaciones de cada modo se muestran a continuación.

Modo PoE	Pares de cable Ethernet utilizados	Asignación de pines
Modo A	Pares de datos Pines: 1, 2 y 3, 6	Pines 1, 2 = Voltaje positivo (DC+)         Pines 3, 6 = Voltaje negativo (DC-)
Modo A	Pares de repuesto  Pines: 4, 5 y 7, 8	Pines 4, 5 = CC+ Pines 7, 8 = CC-
Modo A	Los 4 pares	Pines 1, 2 y 4, 5: CC+ Pines 3, 6 y 7, 8: CC-

Los siguientes dispositivos son compatibles con este estándar:

1. Videoconferencia
2. Puntos de acceso inalámbricos de alto rendimiento
3. cámaras de video vigilancia
4. Lectores de tarjetas de seguridad
5. Iluminación LED

Actualización a POE:

Es sencillo integrar POE en su red y puede elegir entre dos rutas a continuación:

Un conmutador Power over Ethernet (conmutador POE) es un conmutador de red con inyección Power over Ethernet incorporada. Simplemente conecte otros dispositivos de red al conmutador como de costumbre, y el conmutador determinará automáticamente si son compatibles con POE y encenderá la alimentación. Desde conmutadores perimetrales no administrados de bajo costo con unos pocos puertos hasta complicados sistemas montados en rack de múltiples puertos con administración sofisticada, los conmutadores POE están disponibles para satisfacer todas las aplicaciones.

Para agregar la funcionalidad POE a las líneas de red que no son POE, se requiere midspan (inyector POE). Los midspans se pueden usar para convertir configuraciones LAN existentes a POE y proporcionar una opción flexible cuando solo se requieren unos pocos puertos POE. Cada conexión de red se puede actualizar a POE parcheándola a través del midspan, y la inyección de energía se regula y automatiza, al igual que con los conmutadores POE. Los midspan vienen en una variedad de configuraciones, incluidos dispositivos multipuerto montados en rack e inyectores de un solo puerto de bajo costo.

Endpans y Midspans:

El equipo de fuente de alimentación (PSE) es un equipo POE que actúa como una fuente de alimentación como un conmutador Ethernet POE. Los PSE se pueden usar como extremos (p. ej., un conmutador Ethernet habilitado para PoE) o como midspans (conmutador Ethernet habilitado para PoE) (un concentrador de alimentación que se usa junto con un conmutador Ethernet sin alimentación que ya está en la red). Los extremos y los medios pueden proporcionar electricidad a los dispositivos de alimentación (PD).

Los extremos entregan electricidad a los dispositivos directamente. Los extremos pueden usar los pares de repuesto o los pares de datos en el cable, que también se pueden usar para transmisiones Gigabit Ethernet, según los requisitos. Los extremos requieren conmutadores habilitados para PoE, que a menudo se seleccionan para nuevas instalaciones que requieren nuevos equipos.

Los midspans emplean un inyector que es un panel de conexión alimentado que se encuentra entre un conmutador Ethernet existente y los PD. El PSE a menudo se coloca cerca del interruptor y permite enrutar el cable sin obstáculos a dispositivos remotos. Los midspans solo pueden usar el par de cable de repuesto, por lo tanto, no pueden transferir energía a través de líneas de datos como las conexiones Gigabit Ethernet.

Ventajas de POE:

1. POE es fácil de instalar
2. Tanto las señales de energía como las de datos se pueden transportar a través de Ethernet, por lo que es una solución rentable.
3. Si hay una interrupción del servicio, PoE detiene inmediatamente los flujos de corriente eléctrica para garantizar la seguridad.
4. Con conexiones Cat5 y Cat6, PoE actualmente puede transportar datos a 1 gigabit por segundo (Gbps), 10/100/1000 megabits por segundo. En una distancia de 100 metros, el estándar IEEE 802.3 bz PoE proporciona velocidades de 2,5 a 5 gigabits por segundo (m).
5. Los dispositivos POE conectados a redes de alta seguridad están protegidos de la misma manera que otros activos de red.

Desventajas de POE:

1. Con frecuencia, varios dispositivos se conectan a una sola conexión PoE. Si falla un dispositivo en el flujo, toda la red se cae.
2. El consumo máximo de energía para los dispositivos que aceptan el estándar PoE de 2003 es de 30 W. Se requiere la versión PoE IEEE 802.3bz para los dispositivos que requieren más energía.
3. A menos que se utilicen extensores PoE u otros medios para suministrar energía, la transmisión de energía PoE está restringida a 100 metros.
4. Los conmutadores PoE son más costosos que los conmutadores normales, aunque la combinación de señales de energía y datos ahorra dinero.
5. A los actores de amenazas que deseen violar los dispositivos PoE conectados a estas redes les resultará más fácil obtener acceso si la seguridad de la red es insuficiente.