¿Cómo funciona la alimentación PoE?

Uno de los factores que más influyen a la hora de realizar instalaciones físicas de dispositivos electrónicos, en nuestro caso puntos de acceso, es que dispongamos de una toma de alimentación a la red eléctrica cerca de donde instalamos el equipo.

Esto en muchas ocasiones no es posible, por ejemplo a la hora de realizar instalaciones en mástiles, techos, etc donde de serie no se dispone de alimentación eléctrica. Esto implica tener que tirar cable, ya no solo para los datos, sino que hay que llevar una línea de alimentación hasta los dispositivos, lo que encarece la instalación y además puede provocar problemas de seguridad en términos de electricidad, así como el mantenimiento de este cableado. Por lo que existe una clara necesidad de poder alimentar los dispositivos de una forma alternativa, en este caso con PoE.

Ante esta necesidad, la IEEE desarrolló el estándar 802.3af, que es un sistema para alimentar (bajos voltajes, 48V) a los dispositivos de forma remota a través del propio cable Ethernet de categoría 5 (PoE). Esto ha proporcionado una serie de beneficios añadidos así como ofrecer un mayor margen de movimiento de cara a la ubicación de los equipos, sin estar limitados a la cercanía de la toma de alimentación, y disminuyendo los costes de la instalación.

En cuanto a instalaciones de redes Wireless en exteriores, la alimentación por PoE es muy útil, ya que muchas veces el punto de acceso se ha de instalar al lado de las antenas, para minimizar las perdidas de señal por el cable coaxial entre AP y antena. Se pueden alimentar los equipos a distancias de hasta 100metros (entre el Inyector PoE y el Punto de Acceso), sin tener perdidas significativas.

¿Cómo funciona la alimentación PoE?

De forma simplificada, la alimentación PoE funciona convirtiendo la alimentación alterna (220VAC/110VAC) en voltajes más pequeños y continuos, en este caso 48VDC, y se envían a través de dos (normalmente) hilos del cable de CAT-5 que llegan al dispositivo final. En la alimentación por PoE, al menos 2 partes son necesarias:

  • PSE (Power Sourcing Equipment): Esta parte es la encargada de transformar la alimentación externa en bajo voltaje continuo (DC). Los PSE pueden suministrar hasta 12W de potencia a 48V para los equipos que requieran alimentación por PoE y sean compatibles. En las redes Wireless existen 2 tipos de PSEs conocidos como Endspans y Midspans. El tipo Endspans trabaja de la misma forma que los switches Ethernet que también incluyen la alimentación en el circuito de transmisión de datos, los PSE del tipo Endspans son conocidos como Switches PoE. Los PSE Midspans son inyectores de alimentación que se ubican entre un switch normal y el dispositivo que ha de ser alimentado. Los PSE Midspan son conocidos como Inyectores PoE.

  • PD (Powered Devices): estos son los dispositivos con soporte para PoE que se encuentran al final del cable Ethernet, que requiren voltaje pequeño, alimentación continua (DC). En las redes Wireless el PD puede tener un splitter de PoE integrado que separa la alimentación de los datos, de la misma forma que si el dispositivo no soporta PoE, es necesario poner un Splitter y separar la alimentación de los datos para alimentar al PD sin PoE integrado.
poe 1

Hay 2 formas de proporcionar alimentación sobre el cable que se conocen como Alternativa A y Alternativa B.

  • Alternativa A: Esta utiliza un método en el que transmite los datos y la alimentación en los mismos pares 1/2 y 3/6, comparten el mismo hilo.
  • Alternativa B: Esta utiliza los 2 pares que no se usan del cable Ethernet de manera que envía la alimentación a través de los pares 4/5 y 7/8.

Los dispositivo PD PoE son diseñados para ser compatibles con cualquiera de las dos alternativas con un voltaje máximo de 48V y la utilización del cable de Ethernet soporta datarates de hasta 1Gbps.

Cuando se conecta un equipo PoE, el PSE está diseñado para detectar cuanta potencia necesita el PD y le proporciona solo la potencia que solicita. Esto se consigue utilizando un sistema de clases que establece la potencia a transmitir al dispositivo.

ClasePotencia (W)Descripcion de la ClaseUso
00.44 - 12.94Clase sin especificarSin especificar
10.44 - 3.84Muy poca potenciaTeléfono VoIP
23.84 - 6.49Poca potenciaCámara IP
36.49 - 12.95Media potenciaDispositivo de red Wireless
4 *12.95 - 25.50Alta potenciaDispositivo de red Wireless de Alta Potencia

* La clase 4 solo puede ser utilizada por los nuevos dispositivos IEEE 802.3at (PoE Plus) Utilizando este sistema de clases no se desperdicia la electricidad ya que os usuarios solo utilizan la necesaria y se evita que los equipos puedan dañarse por exceso de alimentación.

Ejemplo de uso

Escenario 1

En el siguiente escenario podemos ver un PC que está conectado a un Switch, y de este switch encontramos un inyector PoE que envía la información del switch junto con la alimentación a través de un cable Ethernet al punto de acceso. En este ejemplo el punto de acceso tiene un Splitter integrado, de manera que el cable que viene del inyector PoE se puede conectar directamente al AP, esto se suele conocer como funcionalidad de PoE integrado.

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Escenario 2

En el siguiente escenario, el AP no dispone de la funcionalidad de PoE integrado o no es compatible con PoE. De manera que se ha de poner un Splitter antes del dispositivo Wireless para separa los datos de la alimentación, sacando los datos por un cable Ethernet y la alimentación por un cable de alimentación (clavija tipo Jack). Estos Splitters pueden tener la opción de ajustar el voltaje de salida y bajarlo de los 48V que vienen del PSE a 12V por ejemplo.

Los dispositivos que son compatibles con 802.3af tienen un gestor de alimentación integrado que los protege ante subidas de tensión que puedan llegar a través de la alimentación PoE. Se aseguran que solo se suministren los valores máximos basados en la tabla de Clases que hemos comentado al principio del documento.

poe 2

Power over Ethernet Plus (PoE +)

En el 2009 un nuevo estándar de la IEEE, conocido como 802.3at o PoE plus, fue creado para aumentar la potencia de alimentación hasta los 25.5W. Esto permite trabajar con más potencia a los equipos o bien poder alimentar a más de un equipo con un mismo Switch PoE de forma simultánea.

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