Nota Técnica Perle Systems
Ventajas de utilizar controladores de gestión de la alimentación PoE en equipo de fuente de alimentación.
Información básica sobre Power over Ethernet (PoE)
Es importante comprender algunos aspectos fundamentales de Power over Ethernet IEEE 802.3af (PoE hasta 15.4W) 802.3at (PoE+ hasta 30W), y 802.3bt (Hi-PoE hasta 100W).
Los cables Ethernet (CAT 5e y meyor) contienen cuatro pares trenzados. En Ethernet 10 y 100BASE-TX, solo se utilizan dos de estos pares para distribuir datos. Gigabit Ethernet (1000Base-T) requiere el uso de los cuatro pares.
Teniendo en cuenta que se necesitan dos conductores para proporcionar alimentación a través de un cable, el estándar PoE trata cada par como un conductor. Puede utilizar los dos pares de datos (lo que se conoce como alimentación fantasma o alternativa A) o los dos pares libres (alternativa B) para transportar la corriente eléctrica. Dado que Gigabit requiere 4 pares de datos, PoE en enlaces Gigabit transmitirá alimentación a través de dos de los pares de datos (alimentación fantasma).
La potencia se inyecta en el cable Ethernet a una tensión de 44-57 voltios de DC (50-57 voltios para PoE+ y Hi-PoE). Esto permite que la alimentación se transfiera por el cable de un modo eficiente, cumpliendo al mismo tiempo los requisitos de baja tensión de la norma MBTS (Muy baja tensión de seguridad).
Norma Muy baja tensión de seguridad
La norma MBTS especifica el proceso que debe seguirse para aplicar potencia de forma segura a un cable de red. Se explican las fases de detección de firma, clasificación, arranque, funcionamiento y desconexión.
Detección de firma
Aunque 44 y 57 voltios de DC son seguros para los usuarios, pueden dañar equipos que no se hayan diseñado para recibir alimentación PoE. Por lo tanto, según la norma IEEE, antes de que el equipo de fuente de alimentación (PSE) pueda proporcionar alimentación a un dispositivo alimentado (PD) conectado (como una cámara IP o un punto de acceso inalámbrico), debe llevar a cabo una comprobación de capacidades para garantizar que el dispositivo Ethernet pueda recibir alimentación. Esto tiene lugar a través de un proceso de detección de firma.
La detección de firma se lleva a cabo inyectando una tensión muy pequeña en el enlace para detectar una firma característica de PD conformes a IEEE. Se presenta con una resistencia de 25.000 ohmios. Una vez detectada, el PSE sabe que es posible aplicar tensiones más elevadas de forma segura. Los dispositivos que no cumplan esta norma no presentarán esta firma y no se aplicará tensión. Esto significa que en un conmutador remoto con varios puertos PSE PoE, es posible conectar distintos tipos de equipo Ethernet de forma segura con PD PoE que cumplan y no cumplan la norma. Es importante tener en cuenta que los inyectores PoE pasivos no realizan esta comprobación y siempre aplicarán alimentación al cable. Estos dispositivos presentan advertencias visuales en los puertos que indican que no deben conectarse dispositivos no compatibles con PoE, pero esto no garantiza que el personal de sitios remotos no conecte sin querer un dispositivo al puerto incorrecto.
Clasificación
La clasificación sigue a la fase de detección de firma y determina la cantidad de potencia que admite un dispositivo. Si un PD muestra una firma de clasificación, permite al PSE saber cuánta potencia necesita para funcionar. Esto significa que los PSE con una cantidad de energía total limitada pueden asignarla de un modo eficaz. Las clases de alimentación PoE son las siguientes:
| IEEE PoE Specifications | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Description | 802.3af / Type 1 | 802.3at / Type 2 | 802.3bt / Type 3 | 802.3bt / Type 4 | ||||
| Name / Year | PoE / 2003 | PoE+ / 2009 | Hi-PoE / 2018 | Hi-PoE / 2018 | ||||
| Supported PD Class | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Maximum power delivered by PSE | 4 w | 7 w | 15.4 W | 30 W | 45 W | 60 W | 75 W | 90 W to 100 W |
| Input Voltage range at PSE | 46.0 to 57.0 VDC | 51.0 to 57.0 VDC | 51.0 to 57.0 VDC | 53.0 to 57.0 VDC | 53.0 to 57.0 VDC | |||
| Output Voltage range at PSE | 44.0 to 57.0 VDC | 50.0 to 57.0 VDC | 50.0 to 57.0 VDC | 52.0 to 57.0 VDC | 52.0 to 57.0 VDC | |||
| Power available to PD (Cat5 @ 100m) | 3.84 W | 6.49 W | 12.95 W | 25.5 W | 40 W | 51 W | 62 W | 71.3 W |
| Voltage range at PD (Cat5 @ 100m) | 37.0 to 57.0 VDC | 42.5 to 57.0 VDC | 42.5 to 57.0 VDC | 41.1 to 57.0 VDC | 41.1 to 57.0 VDC | |||
| Min Cable Rating for PoE | CAT3 | CAT5 | CAT6 | CAT6 | ||||
| Ethernet Pairs | 2-Pair | 2-Pair or 4-Pair | 4-Pair | 4-Pair | ||||
La tabla anterior representa la alimentación disponible en el PSE. Es importante tener en cuenta que, debido a la resistencia del cable, se producen caídas de tensión a lo largo de dicho cable y se pierde potencia, lo que reduce la alimentación disponible para el PD remoto. Por ejemplo, un PSE que detecte un dispositivo de clase 3 proporcionará hasta 15,4 vatios. Sin embargo, en un cable de 100 metros, no habrá más de 12,95 vatios disponibles para el PD remoto.
Si un PD no muestra ninguna firma de clasificación, se utilizará un nivel de alimentación de clase 0.
Arranque
Tras la detección y la clasificación de un dispositivo recién conectado, se aplica tensión de forma controlada para no inyectar ruido no deseado en el cable y alcanzar finalmente el nivel total de voltios requerido.
Supervisión del funcionamiento
Una vez que se aplica toda la tensión, el PSE sigue supervisando cuánta corriente eléctrica se envía al PD, y cortará la alimentación del cable si se consume demasiada corriente o no se consume la suficiente. De este modo se protegen el PSE y el PD contra sobrecargas y se garantiza que PoE se desconectará del cable si se desenchufa el PD.
Desconexión
Si durante el funcionamiento el cable se desconecta, el PSE quitará la tensión del cable en 15-20 ms. De esta forma, tendrá la seguridad de que no habrá tensión en el caso de que se conecte después un dispositivo no compatible con PoE.
Controlador de gestión PoE inteligente
Los PSE PoE correctamente diseñados contarán con controladores de gestión PoE integrados en el producto que cumplan las normas IEEE 802.3af/at/bt. Esto garantiza que:
- podrán conectarse de forma segura dispositivos compatibles y no compatibles con PoE;
- no se inyectará ruido no deseado en el cable de red durante el arranque;
- el consumo de corriente se supervisará de forma constante para proteger tanto el PSE como el PD;
- la tensión desaparecerá inmediatamente tras la desconexión, lo que permite conectar un dispositivo no compatible con PoE en caso necesario.
Es posible identificar un PSE no compatible de un modo muy sencillo a través de las advertencias visuales que aparecen en el (los) puerto(s) PoE o en la guía de usuario del producto.
Productos PoE PSE Perle con controladores de gestión PoE integrados
Los Extensores Ethernet PoE Perle son los únicos extensores Ethernet basados en VDSL del mercado con un controlador PSE integrado que cumple las normas PoE. Los extensores Ethernet PoE de la competencia funcionan como un sencillo inyector pasivo de alimentación y siempre aplican alimentación a las clavijas del puerto RJ45, lo que puede provocar daños en dispositivos Ethernet que no sean compatibles con PoE si se conectan por equivocación.