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Power over Ethernet

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.

Una red de área local inalámbrica creada mediante un punto de acceso alimentado por PoE.

Power over Ethernet fue regulado desde 2003 en una norma denominada IEEE 802.3af, y 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.

Actualmente existen en el mercado varios dispositivos de red como switches o hubs 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.

Ventajas

  • 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 caída del voltaje.
  • Un único cable para conectar el dispositivo a la red 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.

Desventajas

  • Ausencia de estándares tecnológicos para la interoperabilidad de equipos.
  • Dificulta enormemente cortar o destrozar el cableado, ya que generalmente el cableado se encuentra unido a bandejas en los huecos del techo o detrás de conductos de plástico de muy difícil acceso.
  • Alimentación insuficiente, dispositivo accionado no puede arrancar: 802.3af PoE estándar máxima potencia de salida está por debajo de 15.4W, esto es suficiente para proporcionar fuente de alimentación para la mayoría de cámaras IP. Sin embargo, esta potencia no es suficiente para los dispositivos de consumo de alta potencia como cámara de red PTZ.
  • Riesgo centralizado: Generalmente, un PoE switch conecta con múltiples cámaras IP, si el conmutador de Red PoE encuentra problemas, todas las cámaras IP dejarán de funcionar.
  • Alto costo de equipo y mantenimiento: En comparación con otros métodos de abastecimiento de la energía, tecnología PoE aumenta la carga de trabajo de mantenimiento, al considerar la seguridad y la estabilidad, fuente de alimentación separada es el mejor.

Características generales (Norma IEEE 802.3af)

PoE se rige bajo las normas del estándar IEEE 802.3af. Dicho estándar se encarga de definir todo lo necesario para poder usar esta tecnología, esto es, los voltajes y las corrientes necesarias para su uso, el tipo de conexión que se debe realizar, los cables que se deben usar, etc.

 

La figura muestra las fases que debe realizar un PoE para poder alimentar usando un cable. Estas fases son 4, y cada una se corresponde con un bloque:

  • Primer bloque: “Polarity Protection” o “Auto-polarity Circuit”. Como indica la norma, la tensión introducida puede venir de dos formas: una de las formas consiste en usar los par de datos del cable de Ethernet como fuente de alimentación. Dicha forma permite transmitir datos y alimentar a la vez por los mismos pares. La segunda forma usa otros pares alternativos para enviar la tensión. La ventaja de la primera forma es que usa solo dos pares, en vez de 4, que son los necesarios para implementar la segunda forma (El cable Ethernet tiene 4 pares en su interior).
  • Segundo bloque: “Signature and Class circuitry”. Para asegurarse que el dispositivo no aplica una tensión a un dispositivo que no implementa PoE, el dispositivo empezará a dar unos determinados niveles de tensión. Estos niveles de tensión se dividen en 4 etapas. Al principio el dispositivo aplicará una tensión baja (2.7 V a 10.1 V) buscando una resistencia de 25 KΩ. Si es demasiado alta o demasiado baja, no hará nada. Esta fase permite proteger un dispositivo que no es PoE de uno que sí que lo es. En caso de que resulte ser PoE, buscará que clase de alimentación requiere. Para ello, elevará la alimentación a 14,5-20,5 V y medirá la corriente que circula a través de él. Dependiendo del resultado obtenido, el dispositivo sabrá cual es la máxima alimentación permitida para que trabaje el dispositivo PoE. A continuación, se adjuntan unas tablas que permiten ver esto de forma más clara.
Fase Acción Voltios especificados
por 802.3af
Voltios usados
por el chipset (LM5071)
Detección Comprueba si el dispositivo conectado tiene una resistencia comprendida entre 15 – 33 KΩ 2.7-10.0 1.8–10.0
Clasificación Comprueba a qué clase pertenece el dispositivo (ver tabla siguiente) 14.5-20.5 12.5–25.0
Inicio Empieza a alimentar al dispositivo >42 >38 (LM5072)
Operación Normal Alimenta al dispositivo 36-57 25.0–60.0
Clase Modo de uso Niveles máximos
para alimentar el dispositivo
[Vatios]
0 Default 0.44 a 12.94
1 Optional 0.44 a 3.84
2 Optional 3.84 a 6.49
3 Optional 6.49 a 12.95
4 Reserved (PSEs classify as Class 0)
  • Tercer bloque: “Control Stage”. Es importante que el convertidor Dc/Dc no funcione mientras el dispositivo está realizando la fase de clasificación del bloque dos. El controlador deberá estar encendido cuando V = 35 V
  • Cuarto bloque: “Convertidor DC/DC”. Generalmente la tensión nominal usada es de 48 V y no suele ser práctica en muchas aplicaciones, dónde se requiere un voltaje menor (3.3 V, 5 V o 12 V). Una manera muy efectiva de lograr este objetivo es usar un convertidor Buck DC/DC. Este convertidor es capaz de trabajar en un amplio rango de tensiones (36 V a 57 V), en condiciones de mínima y máxima carga.

Después de explicar esto, tenemos que hablar brevemente de cuál es la máxima potencia que puede entregar. Aunque ya se mencionó algo en la fase 2, creemos que es muy recomendable explicar esto. La máxima potencia que puede dar la fuente de alimentación es de 15.4 W (320 mA @ 48V o 350 mA @ 44 V) [La norma no deja muy clara estas últimas medidas]. Si contamos las pérdidas, entonces la potencia máxima será de 12.95 W (350 mA @ 37 V). En muchos casos esta cifra también se queda algo corta, pues, supone que el convertidor DC/DC tiene eficiencia máxima. Al final, la potencia será un valor comprendido entre 12.95 – 10.36 W (el último valor será el peor caso posible).

Inyector PoE pasivo

 
Pin-out de un inyector PoE pasivo.

Debido a que el estándar Ethernet necesita sólo 2 de los 4 pares en cables del tipo CAT-5,6 o 7, hay 2 pares que no se utilizan. El estándar PoE utiliza los mismos pines para datos y alimentación (1/2, 3/6). El inyector PoE pasivo (low cost passive PoE injector) utiliza el par 4/5 para la alimentación y el 7/8 para masa sin ninguno de los complejos protocolos explicados anteriormente.

El instalador "debe ser consciente de las limitaciones inherentes al inyector PoE pasivo", éste incluye simplemente dos conectores RJ45 más un conector DC. Con un inyector PoE pasivo se pueden alimentar todos los dispositivos 802.3af, pero no todos los dispositivos 802.3at funcionarán correctamente.

Muchos dispositivos populares utilizan este sencillo método de fuente de alimentación centralizada. Igual que en un PoE estándar, se puede llegar hasta 30-40 m[1]​ suministrando 48 V a un punto de acceso típico, a una cámara IP, o a un teléfono VOIP o cualquier dispositivo que se desee alimentar de forma remota (dependiendo la longitud del cable habrá que aumentar la tensión de la fuente de alimentación para compensar la caída en el mismo, a mayor longitud de cable mayor pérdida de voltaje).

Este tipo de inyector de tensión PoE existe para 48 voltios, 24 voltios, 18 voltios o 12 voltios y hasta un máximo de 120 vatios dependiendo de las características del punto de acceso, cámara IP o teléfono IP. El tamaño de fuente de alimentación variará dependiendo de la potencia necesaria.

Pines

Estándares 802.3af A y B desde la perspectiva del equipo de alimentación eléctrica
Pines en el switch Color T568A Color T568B 10/100 modo B,
DC separado
10/100 modo A,
DC & data mezclados
1000 (1 gigabit) modo B,
DC & bi-data
1000 (1 gigabit) modo A,
DC & bi-data
Pin 1  
Blanco Verde
 
Blanco Naranja
Rx + Rx + DC + TxRx A + TxRx A + DC +
Pin 2  
Verde
 
Naranja
Rx − Rx − DC + TxRx A − TxRx A − DC +
Pin 3  
Blanco Naranja
 
Blanco Verde
Tx + Tx + DC − TxRx B + TxRx B + DC −
Pin 4  
Azul
 
Azul
DC + TxRx C + DC + TxRx C +
Pin 5  
Blanco Azul
 
Blanco Azul
DC + TxRx C − DC + TxRx C −
Pin 6  
Naranja
 
Verde
Tx − Tx − DC − TxRx B − TxRx B − DC −
Pin 7  
Blanco Marrón
 
Blanco Marrón
DC − TxRx D + DC − TxRx D +
Pin 8  
Marrón
 
Marrón
DC − TxRx D − DC − TxRx D −

Referencias

[2][3][4][5][6][7]

  1. . Archivado desde el original el 9 de diciembre de 2008.  071105 national.com LM5071 p10/18 Table 1
  2. . Archivado desde el original el 5 de febrero de 2009.  071105 national.com LM5072 p11/24 Table 1
  3. . Archivado desde el original el 5 de febrero de 2009.  080803 at2.com
  4. . Archivado desde el original el 4 de septiembre de 2019. Consultado el 4 de septiembre de 2019. 
  5. «AWG American Wire Gauge».  080214 bnoack.com

Enlaces externos

  • ieee802.org: Descargar el estándar IEEE 802.3-2005
  • ieee802.org: IEEE 802.3af Task Force
  • ieee802.org: IEEE 802.3at Task Force
  •   Datos: Q831858
  •   Multimedia: Category:Power over ethernet

power, over, ethernet, alimentación, través, ethernet, tecnología, incorpora, alimentación, eléctrica, infraestructura, estándar, permite, alimentación, eléctrica, suministre, dispositivo, switch, punto, acceso, router, teléfono, cámara, usando, mismo, cable, . La alimentacion a traves de Ethernet Power over Ethernet PoE es una tecnologia que incorpora alimentacion electrica a una infraestructura LAN estandar Permite que la alimentacion electrica se suministre a un dispositivo de red switch punto de acceso router telefono o camara IP etc usando el mismo cable que se utiliza para la conexion de red Elimina la necesidad de utilizar tomas de corriente en las ubicaciones del dispositivo alimentado y permite una aplicacion mas sencilla de los sistemas de alimentacion ininterrumpida SAI para garantizar un funcionamiento las 24 horas del dia 7 dias a la semana Una red de area local inalambrica creada mediante un punto de acceso alimentado por PoE Power over Ethernet fue regulado desde 2003 en una norma denominada IEEE 802 3af y esta disenado de manera que no haga disminuir el rendimiento de comunicacion de los datos en la red o reducir el alcance de la red La corriente suministrada a traves de la infraestructura LAN se activa de forma automatica cuando se identifica un terminal compatible y se bloquea ante dispositivos preexistentes que no sean compatibles Esta caracteristica permite a los usuarios mezclar en la red con total libertad y seguridad dispositivos preexistentes con dispositivos compatibles con PoE Actualmente existen en el mercado varios dispositivos de red como switches o hubs que soportan esta tecnologia 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 alimentacion para recoger la electricidad y una unidad terminal tambien con conectores RJ45 con un cable de alimentacion para que el dispositivo final obtenga la energia necesaria para su funcionamiento Indice 1 Ventajas 2 Desventajas 3 Caracteristicas generales Norma IEEE 802 3af 4 Inyector PoE pasivo 5 Pines 6 Referencias 7 Enlaces externosVentajas EditarPoE es una fuente de alimentacion inteligente Los dispositivos se pueden apagar o reiniciar desde un lugar remoto usando los protocolos existentes como el Protocolo simple de administracion de redes SNMP Simple Network Management Protocol PoE simplifica y abarata la creacion de un suministro electrico altamente robusto para los sistemas la centralizacion de la alimentacion a traves de concentradores hubs PoE significa que los sistemas basados en PoE se pueden enchufar al Sistema de alimentacion ininterrumpida SAI central que ya se emplea en la mayor parte de las redes informaticas formadas por mas de uno o dos PC y en caso de corte de electricidad podra seguir funcionando sin problemas Los dispositivos se instalan facilmente alli donde pueda colocarse un cable LAN y no existen las limitaciones debidas a la proximidad de una base de alimentacion dependiendo la longitud del cable se debera utilizar una fuente de alimentacion de mayor voltaje debido a la caida del mismo a mayor longitud mayor caida del voltaje Un unico cable para conectar el dispositivo a la red y suministrarle alimentacion lo que simplifica la instalacion y ahorra espacio La instalacion no supone gasto de tiempo ni de dinero ya que no es necesario realizar un nuevo cableado Desventajas EditarAusencia de estandares tecnologicos para la interoperabilidad de equipos Dificulta enormemente cortar o destrozar el cableado ya que generalmente el cableado se encuentra unido a bandejas en los huecos del techo o detras de conductos de plastico de muy dificil acceso Alimentacion insuficiente dispositivo accionado no puede arrancar 802 3af PoE estandar maxima potencia de salida esta por debajo de 15 4W esto es suficiente para proporcionar fuente de alimentacion para la mayoria de camaras IP Sin embargo esta potencia no es suficiente para los dispositivos de consumo de alta potencia como camara de red PTZ Riesgo centralizado Generalmente un PoE switch conecta con multiples camaras IP si el conmutador de Red PoE encuentra problemas todas las camaras IP dejaran de funcionar Alto costo de equipo y mantenimiento En comparacion con otros metodos de abastecimiento de la energia tecnologia PoE aumenta la carga de trabajo de mantenimiento al considerar la seguridad y la estabilidad fuente de alimentacion separada es el mejor Caracteristicas generales Norma IEEE 802 3af EditarPoE se rige bajo las normas del estandar IEEE 802 3af Dicho estandar se encarga de definir todo lo necesario para poder usar esta tecnologia esto es los voltajes y las corrientes necesarias para su uso el tipo de conexion que se debe realizar los cables que se deben usar etc La figura muestra las fases que debe realizar un PoE para poder alimentar usando un cable Estas fases son 4 y cada una se corresponde con un bloque Primer bloque Polarity Protection o Auto polarity Circuit Como indica la norma la tension introducida puede venir de dos formas una de las formas consiste en usar los par de datos del cable de Ethernet como fuente de alimentacion Dicha forma permite transmitir datos y alimentar a la vez por los mismos pares La segunda forma usa otros pares alternativos para enviar la tension La ventaja de la primera forma es que usa solo dos pares en vez de 4 que son los necesarios para implementar la segunda forma El cable Ethernet tiene 4 pares en su interior Segundo bloque Signature and Class circuitry Para asegurarse que el dispositivo no aplica una tension a un dispositivo que no implementa PoE el dispositivo empezara a dar unos determinados niveles de tension Estos niveles de tension se dividen en 4 etapas Al principio el dispositivo aplicara una tension baja 2 7 V a 10 1 V buscando una resistencia de 25 KW Si es demasiado alta o demasiado baja no hara nada Esta fase permite proteger un dispositivo que no es PoE de uno que si que lo es En caso de que resulte ser PoE buscara que clase de alimentacion requiere Para ello elevara la alimentacion a 14 5 20 5 V y medira la corriente que circula a traves de el Dependiendo del resultado obtenido el dispositivo sabra cual es la maxima alimentacion permitida para que trabaje el dispositivo PoE A continuacion se adjuntan unas tablas que permiten ver esto de forma mas clara Fase Accion Voltios especificadospor 802 3af Voltios usadospor el chipset LM5071 Deteccion Comprueba si el dispositivo conectado tiene una resistencia comprendida entre 15 33 KW 2 7 10 0 1 8 10 0Clasificacion Comprueba a que clase pertenece el dispositivo ver tabla siguiente 14 5 20 5 12 5 25 0Inicio Empieza a alimentar al dispositivo gt 42 gt 38 LM5072 Operacion Normal Alimenta al dispositivo 36 57 25 0 60 0Clase Modo de uso Niveles maximospara alimentar el dispositivo Vatios 0 Default 0 44 a 12 941 Optional 0 44 a 3 842 Optional 3 84 a 6 493 Optional 6 49 a 12 954 Reserved PSEs classify as Class 0 Tercer bloque Control Stage Es importante que el convertidor Dc Dc no funcione mientras el dispositivo esta realizando la fase de clasificacion del bloque dos El controlador debera estar encendido cuando V 35 VCuarto bloque Convertidor DC DC Generalmente la tension nominal usada es de 48 V y no suele ser practica en muchas aplicaciones donde se requiere un voltaje menor 3 3 V 5 V o 12 V Una manera muy efectiva de lograr este objetivo es usar un convertidor Buck DC DC Este convertidor es capaz de trabajar en un amplio rango de tensiones 36 V a 57 V en condiciones de minima y maxima carga Despues de explicar esto tenemos que hablar brevemente de cual es la maxima potencia que puede entregar Aunque ya se menciono algo en la fase 2 creemos que es muy recomendable explicar esto La maxima potencia que puede dar la fuente de alimentacion es de 15 4 W 320 mA 48V o 350 mA 44 V La norma no deja muy clara estas ultimas medidas Si contamos las perdidas entonces la potencia maxima sera de 12 95 W 350 mA 37 V En muchos casos esta cifra tambien se queda algo corta pues supone que el convertidor DC DC tiene eficiencia maxima Al final la potencia sera un valor comprendido entre 12 95 10 36 W el ultimo valor sera el peor caso posible Inyector PoE pasivo Editar Pin out de un inyector PoE pasivo Debido a que el estandar Ethernet necesita solo 2 de los 4 pares en cables del tipo CAT 5 6 o 7 hay 2 pares que no se utilizan El estandar PoE utiliza los mismos pines para datos y alimentacion 1 2 3 6 El inyector PoE pasivo low cost passive PoE injector utiliza el par 4 5 para la alimentacion y el 7 8 para masa sin ninguno de los complejos protocolos explicados anteriormente El instalador debe ser consciente de las limitaciones inherentes al inyector PoE pasivo este incluye simplemente dos conectores RJ45 mas un conector DC Con un inyector PoE pasivo se pueden alimentar todos los dispositivos 802 3af pero no todos los dispositivos 802 3at funcionaran correctamente Muchos dispositivos populares utilizan este sencillo metodo de fuente de alimentacion centralizada Igual que en un PoE estandar se puede llegar hasta 30 40 m 1 suministrando 48 V a un punto de acceso tipico a una camara IP o a un telefono VOIP o cualquier dispositivo que se desee alimentar de forma remota dependiendo la longitud del cable habra que aumentar la tension de la fuente de alimentacion para compensar la caida en el mismo a mayor longitud de cable mayor perdida de voltaje Este tipo de inyector de tension PoE existe para 48 voltios 24 voltios 18 voltios o 12 voltios y hasta un maximo de 120 vatios dependiendo de las caracteristicas del punto de acceso camara IP o telefono IP El tamano de fuente de alimentacion variara dependiendo de la potencia necesaria Pines EditarEstandares 802 3af A y B desde la perspectiva del equipo de alimentacion electrica Pines en el switch Color T568A Color T568B 10 100 modo B DC separado 10 100 modo A DC amp data mezclados 1000 1 gigabit modo B DC amp bi data 1000 1 gigabit modo A DC amp bi dataPin 1 Blanco Verde Blanco Naranja Rx Rx DC TxRx A TxRx A DC Pin 2 Verde Naranja Rx Rx DC TxRx A TxRx A DC Pin 3 Blanco Naranja Blanco Verde Tx Tx DC TxRx B TxRx B DC Pin 4 Azul Azul DC TxRx C DC TxRx C Pin 5 Blanco Azul Blanco Azul DC TxRx C DC TxRx C Pin 6 Naranja Verde Tx Tx DC TxRx B TxRx B DC Pin 7 Blanco Marron Blanco Marron DC TxRx D DC TxRx D Pin 8 Marron Marron DC TxRx D DC TxRx D Referencias Editar 2 3 4 5 6 7 Passivepoe LM5071 Power Over Ethernet PD Controller with Auxiliary Power Interface Archivado desde el original el 9 de diciembre de 2008 071105 national com LM5071 p10 18 Table 1 LM5072 Integrated 100V Power Over Ethernet PD Interface and PWM Controller with Aux Support Archivado desde el original el 5 de febrero de 2009 071105 national com LM5072 p11 24 Table 1 Banish Those Wall Warts With Power Over Ethernet 3Com Power over Ethernet Current State of the Technology and the IEEE Standard Archivado desde el original el 5 de febrero de 2009 080803 at2 com Camaras PoE Como funcionan Archivado desde el original el 4 de septiembre de 2019 Consultado el 4 de septiembre de 2019 AWG American Wire Gauge 080214 bnoack comEnlaces externos Editarieee802 org Descargar el estandar IEEE 802 3 2005 ieee802 org IEEE 802 3af Task Force ieee802 org IEEE 802 3at Task Force www altair org Power Over Ethernet Pagina que contiene informacion sobre PoE Datos Q831858 Multimedia Category Power over ethernetObtenido de https es wikipedia org w index php title Power over Ethernet amp oldid 134143132, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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