Conectarse a internet se ha vuelto esencial en nuestros días, ya que casi todos los dispositivos electrónicos necesitan una conexión activa a internet para funcionar correctamente. Aunque la mayoría de los dispositivos tienen capacidad de conexión Wi-Fi, muchos dispositivos y routers de red todavía utilizan puertos Ethernet y cables para conectarse a la línea de internet por cable.
En este artículo, aprenderemos cómo se puede transmitir energía a través de líneas de datos, es decir, sobre una red Ethernet. Esta tecnología se llama Power over Ethernet (PoE) – alimentación a través de Ethernet. Anteriormente aprendimos Qué es y Cómo Funciona PoE.
¿Qué es PoE (alimentación a través de Ethernet)?
Todos sabemos que los cables Ethernet se utilizan para la transmisión de datos y la conexión en red, pero ¿sabías que la mayoría de las veces no usamos todas las líneas de conexión presentes en un cable Ethernet? Por ejemplo, considera el cable Ethernet que se muestra en la imagen de abajo; tiene 8 líneas, pero de ellas solo cuatro se usan normalmente para el intercambio de datos (naranja, blanco-naranja, verde y blanco-verde), mientras que las otras cuatro líneas permanecen inactivas. Por lo tanto, el intercambio de datos es posible incluso después de que limpiemos estas líneas inactivas en ambos extremos, por lo que un cable Ethernet de baja categoría tiene solo cuatro líneas en lugar de ocho. Por lo tanto, las cuatro líneas inactivas se pueden usar para transmitir energía. Esta sencilla configuración de usar líneas inactivas para alimentar una carga se llama Power over Ethernet.
Ahora, veamos un esquema simple para comprender mejor el PoE. En este esquema, cuatro cables (azul, blanco-azul, marrón y blanco-marrón) están limpios del conector en cada extremo del cable. Como se dijo anteriormente, este par de cables marrones y verdes no se utiliza en aplicaciones Ethernet de baja velocidad, por lo que limpiarlos del conector no interrumpirá la comunicación.
Por lo tanto, un extremo debe conectarse a la fuente de alimentación y el otro a la carga, por lo que, a modo de ejemplo, usaremos una batería como fuente de alimentación y una cámara como carga. Con la fuente y la carga en un circuito cerrado, el circuito de abajo se cierra y la cámara comienza a funcionar. Como con esta simple configuración hemos alimentado un dispositivo simple a través de un cable Ethernet, podemos decir que se ha logrado el PoE.
¿Por qué se utiliza la alimentación a través de Ethernet?
La razón principal para usar PoE en lugar de un sistema de alimentación eléctrica normal es reducir el coste de alimentar cada dispositivo periférico conectado a la red. Por ejemplo, si tienes 10 cámaras espía distribuidas por todo un edificio, en este caso necesitarías 10 fuentes de alimentación para alimentarlas, y ese no es el principal problema. El problema principal es el tendido de 220 líneas eléctricas cerca de cada dispositivo periférico, lo cual no es práctico, por lo que el uso de PoE es la mejor opción para conectar todos los dispositivos periféricos a un sistema central.
Dado que el tendido de cable Ethernet para conectar cada dispositivo periférico al sistema central es en sí mismo una tarea tediosa, para ello se utilizan un inyector PoE y un divisor PoE.
Inyector PoE
Este dispositivo tiene dos puertos de entrada y un puerto de salida. La primera entrada está diseñada para conectar un cable Ethernet normal, y la otra entrada para conectar una fuente de alimentación de corriente continua, mientras que la salida se utiliza para conectar un cable PoE Ethernet.
- Entrada: conexión Ethernet normal + fuente de corriente continua.
- Salida: Ethernet PoE (se puede utilizar para conectar dispositivos PoE).
Por lo tanto, la función del inyector PoE proporciona Ethernet PoE, tomando una conexión Ethernet normal y una fuente de alimentación de corriente continua.
Divisor PoE (Splitters PoE )
Este dispositivo tiene un puerto de entrada y dos puertos de salida. El puerto de entrada está diseñado para conectar un cable PoE Ethernet, y los puertos de salida proporcionan alimentación Ethernet y corriente continua normales.
Entrada: Ethernet PoE
Salida: conexión Ethernet normal + fuente de corriente continua
Por lo tanto, la función del divisor PoE es exactamente lo opuesto a la función del inyector PoE, que divide la conexión Ethernet PoE en Ethernet normal y una fuente de alimentación de corriente continua utilizable.
Extensor PoE
El extensor PoE (PoE Extender) se utiliza cuando la red cubre largas distancias, como centros comerciales, hoteles, restaurantes, edificios de oficinas, empresas, campus académicos y campos deportivos. En esos lugares, las conexiones Ethernet normales de 100 metros no se pueden utilizar, y aquí es donde entra en juego el extensor PoE. Este dispositivo se puede utilizar para extender los dispositivos de red Ethernet más allá del límite básico de 100 m, lo que lo convierte en una opción adecuada para muchos casos.
Los dispositivos periféricos modernos admiten Ethernet PoE, por lo que podemos prescindir del divisor y conectar directamente el cable al dispositivo, como se muestra en la imagen.
Ahora, esta configuración funcionará si hay uno o dos dispositivos, pero si hay varios dispositivos, comprar un inyector PoE para cada dispositivo no es la mejor solución. Para esos casos especiales, tenemos un concentrador PoE (PoE Hub), que puede reemplazar varios inyectores PoE.
Concentrador PoE
El funcionamiento del concentrador PoE es similar al del inyector PoE, excepto que acepta muchas conexiones Ethernet, proporcionando a su vez muchas salidas Ethernet PoE. El concentrador es mejor utilizarlo si tienes muchos dispositivos PoE en un extremo y una conexión Ethernet normal que proporciona un servidor en el otro. El funcionamiento del concentrador se puede entender fácilmente a partir del diagrama de bloques que se muestra a continuación.
Hasta ahora, hemos asumido que en el cable Ethernet hay líneas libres que se pueden utilizar sin dificultad para PoE.
Ahora puedes preguntar, ¿qué pasa con los casos en los que se utilizan todas las líneas en los cables Ethernet? Bueno, este caso no es raro, ya que internet de alta velocidad y los sistemas de transmisión de datos utilizan todas las líneas de datos. Incluso en estos casos, el PoE sigue siendo alcanzable, pero se vuelve complejo en comparación con la configuración anterior.
En el caso de un sistema de transmisión de datos de alta velocidad, la alimentación y los datos se transmiten por las mismas líneas, pero para ello se utilizan dispositivos especiales. Este dispositivo especial es un conmutador PoE, que aumenta el coste a diferencia de lo que sucedía antes, cuando simplemente podíamos limpiar las líneas no utilizadas en ambos extremos y usarlas para nuestra comodidad.
Conmutador PoE (Switch PoE)
Un conmutador PoE es un conmutador de red con capacidad de alimentación a través de Ethernet desde cada interfaz, manteniendo al mismo tiempo la capacidad de reenviar tramas. En pocas palabras, funciona como un puerto para conectar varios dispositivos PoE a un solo PC.
En el diagrama de bloques, puedes ver cómo varios dispositivos PoE están conectados al conmutador PoE mediante cables Ethernet, y el PC interactúa con esos dispositivos a través del conmutador PoE. El conmutador PoE requiere un enlace ascendente a la red existente para una mayor expansión y aumento de puertos.
Estándares PoE
Los dispositivos PoE siguen ciertos estándares para la transmisión de datos y la alimentación. Por lo tanto, estos estándares se cumplen en el diseño de estos dispositivos. Normalmente, se siguen cuatro tipos de estándares en el diseño de estos dispositivos, y se dividen en función de su potencia.
| Expansión IEEE | Tipo | Potencia |
|---|---|---|
| IEEE802.3af | Tipo 1 | 15.4 W |
| IEEE802.3at/PoE+ | Tipo 2 | 30.8 W |
| IEEE802.3bt/UPoE | Tipo 3 | 60 W |
| IEEE802.3bt | Tipo 4 | 90 W |
Puedes consultar esta tabla y elegir el conmutador, inyector o router PoE adecuado para tus dispositivos PoE.
Aplicaciones PoE
- Sistema de iluminación inteligente: El sistema de iluminación se puede controlar a través de un servidor o un PC remoto, lo que será muy conveniente.
- Casa inteligente: El PoE simplifica el diseño de una casa inteligente, ya que en una casa inteligente la conexión en red se establece en cada rincón del espacio habitable, y todos los aparatos intercambian datos entre sí, y esto es más fácil de lograr con PoE.
- Sistema de seguridad: las oficinas e instituciones pueden mejorar su productividad instalando dispositivos PoE para garantizar la seguridad.
- El PoE también se utiliza para sistemas RFID (identificación por radiofrecuencia) y de alarma.
Limitaciones de PoE
Aunque aquí todo parece «verde», no es así del todo. El PoE tiene muchos inconvenientes, y algunos de ellos se discuten a continuación.
- Coste: Como es habitual, cualquier instalación de tecnología se reduce a dinero. Aunque, al instalar PoE, podemos ahorrar dinero, pero esto solo es aplicable si necesitamos conectar más de cuatro o cinco dispositivos. Por lo tanto, la instalación de PoE no es adecuada para hogares donde la cantidad de dispositivos PoE es limitada a uno o dos. En este caso, la compra de un extensor o adaptador permitirá conectar estos dispositivos a la alimentación de forma mucho más económica que gastar una gran suma en la configuración de PoE.
- Complejidad: instalar y configurar un sistema PoE suele ser más complejo que instalar por separado un sistema de comunicación y un sistema de alimentación.
