Un cable Ethernet se usa típicamente para transferir datos. En realidad, el mismo cable también se puede usar para proporcionar alimentación a los dispositivos de red conectados.
La técnica PoE (Power over Ethernet) está definida por los estándares IEEE 802.3af y 802.3at: el dispositivo que proporciona la alimentación se llama PSE (Power Sourcing Equipment), mientras que el dispositivo alimentado se llama PD.
Puedes recurrir a la técnica PoE cuando te encuentres en la situación de tener que alimentar y usar un dispositivo de red en lugares donde no haya una toma de corriente eléctrica cercana.
Cuando instalas cámaras IP para videovigilancia en lugares donde no es posible llevar fácilmente la alimentación, normalmente se suele optar por dispositivos que integran una batería de larga duración (y que graban o se activan en modo grabación solo durante el tiempo estrictamente necesario) o, precisamente, por productos con soporte PoE.
Conectar en red teléfonos VoIP, cámaras de videovigilancia IP, dispositivos para la transmisión de vídeo sobre IP, sensores de proximidad, dispositivos de iluminación LED, cerraduras de acceso seguro y otros dispositivos IoT son solo algunas de las posibilidades que ofrece la técnica PoE.
Gracias a la tecnología PoE, puedes eliminar la necesidad de conectar la alimentación por separado, evitar el uso de cámaras de seguridad tradicionales en lugares donde la alimentación podría ser fácilmente retirada por terceros, hacer más práctico el uso de teléfonos VoIP (que no necesitarán conectarse también a la toma de corriente; con la consiguiente reducción del número de cables…) y así sucesivamente.
Tabla de Contenido
Power over Ethernet (PoE): ¿cuáles son los estándares actualmente disponibles?
Los estándares compatibles con varios tipos de dispositivos son dos: PoE y PoE+.
El primer estándar (especificaciones IEEE 802.3af) permite entregar hasta 15,4 W en corriente continua (CC) en cada puerto Ethernet, mientras que con PoE+ (IEEE 802.3at) es posible ir más allá (aproximadamente el doble, hasta aproximadamente 30 W por puerto). No hace falta decir que cuanto más largos sean los tramos de cable Ethernet que se extiendan, mayor será la potencia que se perderá.
IEEE 802.3af
IEEE 802.3af también se conoce como PoE estándar, con una tensión de alimentación de 44-57V y una corriente de alimentación de 10-350mA. En este estándar, la potencia máxima suministrada por un puerto está limitada a 15,4W. Sin embargo, parte de la energía se pierde en el cable Ethernet durante la transmisión. Por lo tanto, la potencia mínima garantizada disponible para el PD es de 12,95 vatios por puerto. Puede soportar teléfonos VoIP, sensores, etc.
IEEE 802.3at
El estándar actualizado IEEE 802.3at también se llama PoE+, que es retrocompatible con el PoE estándar. La tensión de alimentación de PoE+ varía de 50V a 57V y la corriente de alimentación puede ser de 10-600mA. Proporciona hasta 30W de potencia en cada puerto de un PSE. Debido a la pérdida de potencia, la potencia de salida mínima garantizada en cada puerto es de 25W. Este tipo puede soportar dispositivos que requieren más energía, como pantallas LCD, sensores biométricos y tablets.
IEEE 802.3bt
- IEEE 802.3bt es el estándar PoE más reciente que define dos tipos de estándar de potencia/vatios: el Tipo 3 y el Tipo 4. Aumentan la potencia máxima PoE suministrando más energía a través de dos o más pares de cables Ethernet. En los modos de Tipo 3 y Tipo 4, los PSE identificarán los PD y ajustarán la potencia en consecuencia a la potencia máxima del PD, obteniendo un sistema de suministro de potencia mejor.
- El tipo 3 también se conoce como PoE++, que puede transportar hasta 60W por cada puerto PoE (la potencia mínima garantizada en cada puerto PD es de 51W) en un solo cable RJ45 para alimentar dispositivos como los componentes del sistema de videoconferencia.
- El tipo 4 se denomina PoE de mayor potencia. Puede proporcionar una potencia máxima de 100W en cada puerto PoE (la potencia mínima garantizada en cada puerto PD es de 71W), adecuado para dispositivos como portátiles o televisores, etc. Ambos modos de IEEE 802.3bt son retrocompatibles con 802.3af y 802.3at. La siguiente tabla resume las especificaciones de los estándares PoE.
¿Quién proporciona la energía mediante PoE sobre cable Ethernet?
Switches especiales con soporte PoE/PoE+. Como explicamos en el artículo Cómo Funciona un Switch de Red, los switches más versátiles permiten definir, para cada puerto Ethernet PoE, la potencia requerida. Además, indican cuándo el dispositivo de red conectado aguas abajo está realmente alimentado y se pueden configurar también para enviar mensajes de alerta en caso de problemas o situaciones anómalas.
Gracias a un switch de este tipo, configurando adecuadamente el acceso remoto a nivel de router o, mejor aún, configurando un servidor VPN, podrás encender o apagar los dispositivos de forma remota, alimentándolos cuando sea necesario o quitándoles la alimentación.
PoE estándar vs PoE MCU
El puerto de alimentación PoE estándar cumple con los protocolos: IEEE802.3af 44-57V (15,4W), IEEE802.3at 50-57V (30W) e IEEE802.3bt 52-57V (60-90W). La tensión y el protocolo de alimentación PoE estándar siguen rigurosamente unas especificaciones y protegen el dispositivo que se va a alimentar durante todo el proceso de encendido, detección y alimentación. El protocolo MCU es un programa para simular mediante software el protocolo PoE estándar hasta 60W.
¿Cómo funciona PoE?
Independientemente de si se usa PoE y/o PoE+, cada dispositivo PSE, es decir, el switch de red que proporciona la alimentación, tiene un presupuesto máximo disponible. En otras palabras, el PSE no puede proporcionar en total a los dispositivos PoE un número de vatios superior al declarado por el fabricante en las especificaciones.
Si quieres comprar dispositivos PoE como los mencionados anteriormente (por ejemplo, cámaras y puntos de acceso), es importante sumar la potencia requerida individualmente y, a continuación, comprar un producto PSE adecuadamente dimensionado.
Los dispositivos PoE se caracterizan por un número de clase que varía entre 0 y 4: cuando están conectados al PSE, estos productos indican la clase para solicitar la entrega de la cantidad correcta de potencia.
Los productos PoE de clase 4 son los que más energía necesitan e, inevitablemente, requieren el uso de PSE de tipo PoE+.
Potencia PoE
Considerar la potencia PoE correctamente es esencial para garantizar la seguridad, la fiabilidad, el rendimiento óptimo y la eficiencia energética de la red PoE. La potencia PoE se refiere a la potencia eléctrica suministrada a través de la tecnología PoE (Power over Ethernet) a dispositivos de red como cámaras IP, teléfonos VoIP, puntos de acceso inalámbricos y otros dispositivos alimentados a través de Ethernet.
Es importante considerar la potencia PoE correctamente por varias razones:
- Seguridad y rendimiento: La potencia PoE correcta evita daños a los dispositivos y asegura un rendimiento óptimo.
- Eficiencia energética: Ajustar la potencia PoE a las necesidades reduce el desperdicio de energía y aumenta la eficiencia general.
- Planificación de la red: Considerar cuidadosamente la potencia PoE necesaria garantiza una red estable y fiable.
- Fiabilidad: Una potencia PoE adecuada previene fallos y problemas de alimentación.
| ESTÁNDAR | NOMBRE | Potencia mínima puerto PD | Potencia máxima puerto PSE | Número de pares trenzados usados |
|---|---|---|---|---|
| IEEE 802.3af (tipo 1) | PoE estándar | 12.95W | 15.4W | 2 |
| IEEE 802.3at (tipo 2) | PoE+ | 25W | 30W | 2 |
| IEEE 802.3bt (tipo 3) | UPoe o PoE++ | 51-60W | 60W | 4 |
| IEEE 802.3bt (tipo 4) | UPoE+ | 71-90W | 100W | 4 |
Límites físicos de las conexiones PoE
Con el PoE, puedes usar los cables Ethernet UTP normales que se suelen utilizar para crear redes LAN.
Como hemos visto en el artículo Cables Ethernet y su funcionamiento, el límite físico para la transferencia de datos con los cables Cat-5 y Cat-5e es de 100 metros (hasta 100 Mbps y 1 Gbps respectivamente). Con los cables de categoría superior, es posible llegar a transferir hasta 100 Gbps (Cat-7a), pero las velocidades de transferencia de datos disminuyen rápidamente en función de la distancia.
Con PoE habilitado y dispositivos compatibles, es posible entregar corriente y tensión (por lo tanto, potencia) hasta un máximo de 100 metros. Presta mucha atención, por lo tanto, a la longitud del cable Ethernet y también al tipo si piensas conectar aguas abajo un punto de acceso WiFi PoE que a su vez ofrecerá ancho de banda de red a varios otros dispositivos inalámbricos. Es cierto que incluso un cable Cat-5 permite transferir hasta 100 Mbps, pero es aconsejable equiparse al menos con un cable Cat-5e (hasta 1 Gbps) para acelerar las transferencias de datos dentro de la red local y no crear un cuello de botella si usas una conexión a Internet de banda ultrarrápida de más de 100 Mbps en downstream.
Herramientas como las presentadas en el artículo Prueba de velocidad WiFi, permiten probar la velocidad de transferencia dentro de tu red local, comprobando el rendimiento de algunos ramales tanto en conexión por cable (Ethernet) como por WiFi.
En esta página puedes encontrar una larga lista de switches (PSE) compatibles con el estándar PoE entre los que puedes elegir según tus necesidades específicas.
Cómo alimentar mediante PoE dispositivos que no admiten esta técnica
Supongamos que no tienes la posibilidad de llevar directamente la alimentación a un dispositivo inteligente, por ejemplo, una cámara IP o un punto de acceso WiFi. No todas las cámaras instalables en casa o en la oficina son PoE, al igual que los puntos de acceso, pero la mayoría de las disponibles en el mercado tienen un alimentador de tipo tradicional que se conecta a la red eléctrica.
Recurriendo a convertidores o divisores especiales, puedes alimentar mediante PoE, usando solo el cable Ethernet, dispositivos que deberían utilizarse con un alimentador de tipo tradicional.
En estas páginas de Amazon España puedes encontrar múltiples divisores PoE. Como se ve en el siguiente esquema, por un lado se conectan al switch PoE, mientras que por el otro tienes a tu disposición un puerto Ethernet para conectar el dispositivo mediante cable y un conector para la alimentación a 5 V, 9 V o 12 V (según las necesidades).
Para crear una infraestructura segura alimentada de forma remota y evitar cualquier problema potencial (evitando el uso de varios alimentadores individuales), la elección debe recaer necesariamente en divisores PoE de tipo activo.
Los adaptadores pasivos son útiles para “simular” el enfoque PoE: en este caso, se utiliza el alimentador de la cámara IP u otro tipo de dispositivo.
La adopción de la tecnología PoE ofrece numerosas ventajas en términos de flexibilidad, eficiencia energética y reducción de costes. Con una planificación e implementación correctas, es posible aprovechar al máximo los beneficios de esta tecnología avanzada en su infraestructura de red.
