Power over Ethernet: estándares PoE, PoE+ y PoE++

Power over Ethernet entrega alimentación DC y datos por el mismo cable de par trenzado. Los estándares IEEE 802.3 definen tres generaciones: 802.3af (PoE, Tipo 1), 802.3at (PoE+, Tipo 2) y 802.3bt (PoE++, Tipo 3 y Tipo 4). Cada uno establece un nivel de potencia en el puerto del switch y un nivel garantizado menor en el dispositivo alimentado, porque el propio cable pierde energía en forma de calor. Elegir el estándar, el switch y el cable correctos es lo que hace que un enlace funcione de forma fiable.

Los tres estándares PoE y sus niveles de potencia

802.3af llegó en 2003 y cubre la mayoría de teléfonos VoIP, cámaras IP sencillas y puntos de acceso inalámbricos. 802.3at, de 2009, duplica aproximadamente el presupuesto del puerto y se adapta a cámaras con movimiento pan-tilt-zoom, puntos de acceso de doble radio y videoteléfonos. 802.3bt, de 2018, usa los cuatro pares y alcanza 60 W o 90 W en el puerto, suficiente para puntos de acceso de alta potencia, pantallas pequeñas y controles de edificios.

La diferencia entre las cifras del puerto y del dispositivo no es un margen de marketing. Es la pérdida en el peor caso permitida en el canal a corriente máxima. Un dispositivo clasificado a 25,5 W en un enlace 802.3at puede consumir eso de forma continua; el switch debe presupuestar 30 W para él.

Cómo dimensionar un switch PoE

Un switch PoE tiene un presupuesto de potencia total compartido entre sus puertos. Cada puerto puede ser capaz de 30 W, pero el switch en conjunto podría suministrar solo lo suficiente para unos pocos dispositivos de ese tipo a la vez. Sume las cifras de consumo de los dispositivos, no los máximos de los puertos, y deje margen para los picos de arranque.

Un inyector PoE añade alimentación a un enlace desde un switch no PoE. Se coloca entre el switch y el dispositivo e inyecta alimentación en los pares libres o en los pares de datos. Un switch PoE alimenta sus puertos directamente y negocia con cada dispositivo. Para uno o dos dispositivos, un inyector es más sencillo; para un muro de cámaras o puntos de acceso, un switch PoE es más limpio y fácil de gestionar.

Los inyectores pasivos (no estándar) son la trampa. Se saltan la negociación y ponen 24 V o 48 V en el cable de forma continua. Un dispositivo que no espera ese voltaje puede dañarse. Use inyectores pasivos solo con equipos diseñados explícitamente para ellos.

Elección del cable para PoE de alta potencia

PoE mantiene el límite Ethernet de 100 m (328 ft), por lo que se aplican las mismas reglas de longitud máxima del cable Ethernet. Lo que cambia con mayor potencia es el calor. Los cables agrupados que transportan corriente se calientan, y los conductores más finos se calientan más.

• Cat6 o Cat6a de 23 AWG de cobre funcionan más fríos que un cable más fino.
• Cat5e suele ser de 24 AWG y funciona para 802.3af y 802.3at, pero para 802.3bt Tipo 4 el conductor más grande es la opción más segura.
• El aluminio con revestimiento de cobre (CCA) nunca debe transportar PoE. Tiene mayor resistencia, es quebradizo al flexionarlo y produce más calor bajo carga.
• El cobre sólido es para tiradas horizontales; el cobre trenzado es para latiguillos que se flexionan.

La página de categorías de cable Ethernet cubre toda la gama desde Cat5e hasta Cat8. Para la mayoría de trabajos PoE, Cat5e vs Cat6 vs Cat6a se reduce a calor, margen y velocidad futura, no a si PoE funcionará o no.

Qué sale mal

Inyectores pasivos en el dispositivo equivocado. Un inyector pasivo de 48 V en un dispositivo que espera negociación 802.3af puede destruir la entrada del dispositivo. Si el dispositivo no indica que acepta PoE pasivo, no use un inyector pasivo.

Presupuesto de switch insuficiente. Un switch con un presupuesto total de 60 W no puede alimentar cuatro puertos de 30 W a plena carga. O se negará a alimentar el cuarto dispositivo o los dejará caer a todos. Sume los consumos de los dispositivos y compárelos con el total del switch, no con su cifra por puerto.

Cable CCA bajo PoE. El aluminio con revestimiento de cobre no cumple los estándares de categoría TIA. Bajo PoE se calienta más y puede fallar en el conector. El cable de categoría es de cobre sólido o trenzado.

Tiradas largas a alta potencia. El límite de 100 m lo fijan la pérdida de señal y la temporización, y PoE no lo amplía. Una tirada de 90 m a 90 W pierde más energía en el cable que una corta, y el dispositivo puede ver menos que su voltaje nominal. Mantenga las tiradas dentro del límite del canal y prefiera 23 AWG para Tipo 4.

Blindajes rotos o sin conexión a tierra. Un sistema blindado necesita jacks, conectores y paneles de parcheo blindados, y puesta a tierra a través del equipo. Un blindaje roto o no conectado a tierra no aporta ningún beneficio y puede captar ruido.

Confundir los pares. 802.3af y 802.3at usan dos pares; 802.3bt usa los cuatro. Un cable con un par dividido o una terminación defectuosa puede pasar datos a baja velocidad pero fallar bajo la corriente de PoE. Un comprobador de continuidad encuentra circuitos abiertos y cortocircuitos; un certificador es la única forma de demostrar que un enlace cumple los límites Cat6 o Cat6a.

Cómo emparejar el estándar con el dispositivo

Consulte la etiqueta o la hoja de datos del dispositivo para conocer su clase PoE. Un dispositivo marcado 802.3af funcionará desde un puerto 802.3at o 802.3bt, porque el estándar superior es compatible hacia atrás. Un dispositivo marcado 802.3bt Tipo 4 necesita un puerto Tipo 4 o un inyector Tipo 4; un puerto Tipo 1 no lo alimentará.

Para un solo punto de acceso en un escritorio, un inyector PoE+ y un latiguillo Cat6 son suficientes. Para un techo lleno de cámaras, un switch PoE+ con un presupuesto realista y cableado horizontal Cat6 es la respuesta práctica. Para dispositivos de 90 W, use 802.3bt Tipo 4, cobre de 23 AWG y mantenga las tiradas cortas.