¿Qué es la alimentación a través de Ethernet?

May 22, 2023

La tecnología Power over Ethernet (PoE) permite que un cable Ethernet de par trenzado proporcione energía a dispositivos eléctricos, además de datos. Esto se encuentra más comúnmente en dispositivos de Internet de las cosas (IoT), como cámaras de seguridad IP, y simplifica enormemente el cableado de cualquier configuración de este tipo, ya que significa que solo se necesita un cable para casi todo. Cuando estos dispositivos se pueden colocar en lugares de difícil acceso, donde el cableado es engorroso, es realmente útil, por no decir más barato.

Sin embargo, eso no es todo lo que hace que PoE sea tan útil. Aquí encontrará todo lo que necesita saber sobre la alimentación a través de Ethernet.

Power over Ethernet es el nombre que se le da a la tecnología general que facilita el suministro de energía a través de una conexión de red Ethernet, así como la transmisión de datos. En realidad, PoE es la combinación de un dispositivo que admite PoE, un cable Ethernet estándar y un conmutador de red compatible con PoE. También es posible utilizar un conmutador que no sea PoE y tener un inyector PoE entre el conmutador y el dispositivo PoE, pero ese inyector requerirá su propia conexión de alimentación principal para proporcionar energía a la red.

PoE se concibió inicialmente para su uso con Voz sobre Protocolo de Internet (teléfonos VoIP), lo que les permite alimentarse y conectarse a una red con un solo cable, al mismo tiempo que brinda la capacidad simple de apagar de forma remota dichos dispositivos cuando no están en uso. Desde entonces, se ha ampliado para proporcionar un cableado más sencillo para cámaras IP, radios exteriores, televisores IP, enrutadores de red, puntos de control de acceso como intercomunicadores y escáneres de tarjetas de entrada, quioscos de puntos de venta remotos y sistemas de control industrial, por nombrar algunos.

Su uso más común en los hogares de la mayoría de las personas, sin embargo, es con puntos de acceso Wi-Fi. Esto es particularmente común en redes de malla, donde se requieren múltiples enrutadores y nodos.

Todos los diferentes tipos de cables Ethernet están hechos de pares trenzados de cables de cobre. Son esos pares los que transmiten los datos y son esos mismos pares los que también facilitan la transmisión de energía a través del cable. Parte de esa energía la recibe el dispositivo fuente de energía, ya sea un conmutador PoE o un inyector PoE, y el resto se entrega a cualquier dispositivo PoE conectado a través del cableado Ethernet.

Existen tres técnicas estandarizadas para entregar energía a través de Ethernet. Se conocen como Alternativa A (o Modo A), Alternativa B (o Modo B) y 4PPoE. Para las configuraciones PoE de la alternativa A, la alimentación y los datos se transmiten por los mismos cables (para velocidades de 10 Mbps y 100 Mbps), mientras que la alternativa B transmite la alimentación a los datos por cables separados. El estándar 4PPoE utiliza los cuatro pares de cableado de par trenzado para transmitir energía y datos. Eso permite una mayor entrega de energía y velocidades de red.

No necesita ningún tipo de cableado especial para usar PoE, pero sí debe elegir un cable Ethernet de suficiente calidad para que la energía y los datos puedan entregarse sin interferencias. Aunque el rendimiento y la calidad de los cables Ethernet pueden variar drásticamente según el cable Ethernet que elija, las categorías de cables más recientes tienen un umbral de calidad mínimo que garantiza que obtendrá una conexión PoE confiable. Teniendo esto en cuenta, los cables Ethernet de categoría 5 o Cat 5 deben considerarse la categoría de cable mínima utilizada para alimentación a través de Ethernet, y las generaciones más recientes de cables se utilizan para Gigabit Ethernet con PoE o conexiones de mayor ancho de banda.

La única advertencia con esta recomendación es que el cable debe estar fabricado 100% con cableado de cobre. Algunos cables Ethernet más baratos se conocen como CCA (aluminio revestido de cobre) y envuelven eficazmente un cable de aluminio en una fina capa de cobre. Como el aluminio no es un conductor eléctrico tan bueno como el cobre, se recomienda no utilizar cables Ethernet CCA para redes PoE, independientemente del ancho de banda deseado.

Aunque PoE normalmente proporciona energía de nivel relativamente bajo para dispositivos conectados modestos, puede entregar bastante energía si es necesario, lo que facilita algunos dispositivos PoE más exigentes. La especificación básica Power over Ethernet proporciona hasta 15,4 vatios de alimentación de CC en cada puerto, aunque eso normalmente se reduce a 12,95 W en el dispositivo, ya que algo de energía se pierde a lo largo del cable, y más en cables más largos.

Las especificaciones más recientes pueden proporcionar 25,5 W, 51 W o incluso 71 W por puerto, y cada uno exige más del equipo de suministro de energía, ya sea un conmutador equipado con PoE o un dispositivo de inyección PoE.

Aunque PoE no requiere ningún cableado especial para funcionar correctamente, existen algunas limitaciones en la longitud del cable. Diferentes cables Ethernet admiten diferentes velocidades de datos en diferentes longitudes, pero PoE también está limitado a 100 metros. Sin embargo, aunque está limitado a 100 m por cable Ethernet en una red PoE, puede ampliar ese mecanismo de suministro de energía utilizando extensores PoE. Los instala en la línea entre el dispositivo de fuente de alimentación y el dispositivo en red, lo que le brinda la opción de agregar 100 m más de cable Ethernet a la red.

Los extensores PoE no son inyectores, por lo que no requieren una conexión de alimentación propia, pero sí garantizan que la alimentación se mantenga en toda la red. Sin embargo, no replican completamente la energía de la fuente original, y el extensor requiere algo de energía para funcionar. Esto da como resultado que la energía entregada al eventual dispositivo terminal sea menor que si simplemente estuviera conectado directamente al dispositivo fuente de energía a través de un recorrido de cable más corto.

Con esto en mente, técnicamente puede utilizar varios extensores PoE a lo largo de la red para ampliar aún más su alcance, pero cada extensor consume más energía, dejando menos para el eventual dispositivo PoE. Esto se agrava si utiliza un divisor de extensión, que canaliza la conexión de alimentación a través de Ethernet a múltiples dispositivos terminales.