Que es poe y como funciona el poder sobre ethernet

La conectividad a Internet se ha vuelto necesaria hoy en día, ya que casi todos los dispositivos electrónicos necesitan una conexión a Internet activa para funcionar correctamente. Aunque la mayoría de los dispositivos tienen opciones de conectividad Wi-Fi, muchos dispositivos y enrutadores de red todavía usan puertos y cables Ethernet para conectarse con la línea de Internet por cable. Anteriormente aprendimos sobre cómo se pueden transferir datos a través de líneas eléctricas en el artículo de Comunicación por línea eléctrica, hoy aprenderemos cómo se puede transferir energía a través de líneas de datos que son PoE (Power over Ethernet).

¿Qué es PoE (Power over Ethernet)?

Como sugiere el nombre, el suministro de energía eléctrica a través de cables Ethernet se denomina PoE.

Todos sabemos que los cables Ethernet se utilizan para la transferencia de datos y la conectividad de red, pero ¿sabe que la mayoría de las veces no utilizamos todas las líneas de conexión presentes en el cable Ethernet? Por ejemplo, considere el cable Ethernet que se muestra en la figura siguiente, tiene 8 líneas, pero entre ellas, solo cuatro líneas se utilizan comúnmente para el intercambio de datos (naranja, naranja-blanco, verde y verde-blanco) mientras que las cuatro líneas restantes permanecen inactivas. Entonces, el intercambio de datos es posible incluso después de que pelemos estas líneas inactivas en ambos extremos, razón por la cual en el cable Ethernet de gama baja solo hay cuatro líneas en lugar de ocho líneas. De modo que las cuatro líneas inactivas se pueden utilizar para la transferencia de energía. Esta configuración simple de usar líneas inactivas para entregar energía a la carga se llama Power over Ethernet.

Ahora veamos el circuito simple para comprender mejor el PoE. En este circuito, se pelan cuatro cables (azul, azul-blanco, marrón y marrón-blanco) del conector en cada extremo del cable. Como se dijo anteriormente, este par de cables marrón y verde no se usa en aplicaciones de Ethernet de baja velocidad, por lo que quitarlos del conector no causará ninguna interrupción en las comunicaciones. Entonces, un extremo debe estar conectado a la fuente de alimentación y el otro a la carga, por lo que, para dar un ejemplo, estamos usando una batería como fuente de energía y una cámara como carga. Con la fuente y la carga en bucle cerrado, el circuito a continuación se completa y la cámara mostrará la respuesta. Dado que al usar esta configuración simple entregamos la energía a un dispositivo simple a través de un cable Ethernet, podemos decir que se logra PoE.

Cómo funciona Power over Ethernet y por qué se utiliza

La razón principal para utilizar PoE sobre el sistema de suministro de energía convencional es reducir el costo de proporcionar suministro de energía a cada periférico que se conecta a la red. Por ejemplo, si tienes 10 cámaras espía distribuidas por todo el edificio, en ese caso, se necesitan 10 unidades de alimentación para proporcionarles energía y ese no es el problema principal. El principal problema es el cableado de 220 líneas eléctricas cerca de cada periférico, lo cual no es práctico, por lo que usar PoE es la mejor opción para conectar todos los periféricos al sistema central.

Ahora, separar el cable Ethernet, para conectar cada periférico al sistema central, es en sí mismo una tarea tediosa, por lo que para eso se utilizan el inyector PoE y el divisor PoE.

Como se muestra en la figura, al usar el Inyector PoE y el Divisor PoE podemos evitar toda la molestia de identificar los colores, pelar cables, soldar y vestir los cabos sueltos. Ahora veamos la función de estos dispositivos y cómo se pueden utilizar.

Inyector PoE

Este dispositivo tiene dos puertos de entrada y un puerto de salida. La primera entrada es para conectar el cable Ethernet normal y otra entrada es para conectar la fuente de alimentación de CC, mientras que la salida se utiliza para conectar el cable Ethernet PoE.

En la entrada tenemos: conexión Ethernet normal + fuente de alimentación CC

En la salida, tenemos: PoE Ethernet (que se puede utilizar para conectar dispositivos PoE)

Entonces, la función de inyector PoE proporciona PoE Ethernet al admitir una conexión Ethernet normal y una fuente de alimentación de CC.

Divisor PoE

Este dispositivo tiene un puerto de entrada y dos puertos de salida. La entrada es para conectar el cable Ethernet PoE, mientras que los puertos de salida proporcionan alimentación Ethernet y CC normal.

En la entrada tenemos: PoE Ethernet

En salida tenemos: Conexión Ethernet normal + fuente de alimentación DC

Entonces, la función del divisor PoE es completamente opuesta a la del inyector PoE, que consiste en dividir la conexión Ethernet PoE en Ethernet normal y fuente de alimentación CC utilizable.

Extensor de PoE

Un extensor de PoE se utiliza cuando hay un tramo de red a grandes distancias, como centros comerciales, hoteles, restaurantes, edificios de oficinas, empresas, campus académicos y lugares deportivos. En esos lugares, las conexiones Ethernet normales de 100 metros no se pueden usar y es entonces cuando PoE Extender entra en juego. Este dispositivo se puede utilizar para extender los dispositivos de red Ethernet más allá del límite de distancia básico de 100 m, lo que lo convierte en una opción viable en muchos casos.

Los dispositivos periféricos de estos días son compatibles con PoE Ethernet, por lo que podemos omitir el divisor y conectar directamente el cable al dispositivo como se muestra en la figura.

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 casos tan específicos, tenemos PoE Hub que puede reemplazar múltiples inyectores PoE.

Concentrador PoE

El funcionamiento del concentrador PoE es similar al del inyector PoE, excepto que admite muchas conexiones Ethernet y proporciona tantas salidas Ethernet PoE. El concentrador se utiliza mejor si tiene muchos dispositivos PoE en un extremo y conectividad Ethernet normal que proporciona un servidor en el otro. El funcionamiento del concentrador se puede entender fácilmente en el siguiente diagrama de bloques.

Hasta ahora asumimos que hay líneas libres disponibles en el cable Ethernet que se pueden usar para PoE sin mucha dificultad.

Ahora podría preguntar, ¿qué pasa con los casos en los que se utilizan todas las líneas de los cables Ethernet ? Bueno, este caso no es raro, ya que Internet de alta velocidad y los sistemas de transferencia de datos utilizan todas las líneas de datos. Incluso en esos casos, PoE aún se puede lograr, pero se vuelve complejo en comparación con la configuración anterior.

En el caso de un sistema de transmisión de alta velocidad, tanto los datos como la energía se envían a través de las mismas líneas, pero se utilizan dispositivos especiales para ello. Esta unidad especial es un conmutador PoE que aumenta el costo a diferencia de antes, donde simplemente podemos quitar las líneas no utilizadas en ambos extremos y usarlas para nuestra conveniencia.

Interruptor PoE

Un conmutador PoE es un conmutador de red con la capacidad de proporcionar alimentación a través de Ethernet desde cada interfaz y al mismo tiempo poder reenviar tramas. En pocas palabras, funciona como un puerto para conectar varios dispositivos PoE a una sola PC.

En el diagrama de bloques, puede ver cómo varios dispositivos PoE están conectados al conmutador PoE con cables Ethernet y la PC se comunica con estos dispositivos a través del conmutador PoE. Un conmutador PoE requiere un enlace ascendente a una red existente para ampliar y aumentar aún más los puertos.

Estándares PoE

Los dispositivos PoE siguen ciertos estándares para la comunicación de datos y el suministro de energía. Por lo tanto, se siguen estos estándares al diseñar estos dispositivos. Por lo general, se siguen cuatro tipos de estándares al diseñar estos dispositivos y se dividen en función de su capacidad de manejo de energía.

Extensión IEEE	Tipo	Capacidad de potencia
IEEE802.3af	Tipo 1	15,4 vatios
IEEE802.3at / PoE +	Tipo 2	30,8 vatios
IEEE802.3bt / UPoE	Tipo 3	60 vatios
IEEE802.3bt	Tipo 4	90 vatios

Puede consultar esta tabla y elegir el conmutador, inyector o enrutador PoE adecuado para sus dispositivos PoE.

Aplicaciones PoE

• Sistema de iluminación inteligente: el sistema de iluminación se puede controlar a través de un servidor o una PC remota que será útil.
• Hogar inteligente: PoE facilita el diseño del hogar inteligente porque en el hogar inteligente, la conectividad de la red se establece en cada rincón del espacio habitable, mientras que cada dispositivo comparte datos entre sí y esto se puede lograr más fácilmente utilizando PoE.
• Sistema de seguridad: las oficinas y los institutos pueden aumentar su productividad instalando dispositivos PoE para la seguridad.
• PoE también se utiliza para sistemas de alarma y RFID.

Limitaciones de PoE

Aunque todo parece verde aquí, pero ese no es el caso. Hay muchos inconvenientes para PoE y un par de ellos se analizan a continuación.

• Costo: Como es habitual, cualquier instalación tecnológica se reduce a dinero. Aunque instalando PoE podemos ahorrar dinero pero solo se aplica si hay más de cuatro a cinco dispositivos en la zona. Esto se debe a que instalar PoE le costará miles, pero podrá hacer el trabajo con unos pocos cientos si solo hay uno o dos dispositivos PoE. Por lo tanto, la instalación de PoE no es adecuada para hogares donde los dispositivos PoE están limitados a uno o dos. En ese caso, comprar un cable prolongador o un adaptador hará el trabajo en lugar de gastar una gran cantidad en la configuración de PoE.
• Complejidad: la instalación de la configuración de PoE agregará complejidad a cualquiera, no hace falta decirlo. Como si tuviera que comprender los nuevos términos sobre PoE y la molestia de comprar sistemas coincidentes cada vez que desee instalar un nuevo dispositivo PoE en su hogar u oficina.