Power over Ethernet: Qué es, cómo funciona y tipos de PoE

Power over Ethernet: Qué es, cómo funciona y tipos de PoE

Lorena Fernández

Gracias al estándar Ethernet, podemos contar con las redes tal cual son hoy en día. Es uno de los estándares fundamentales que permitieron que millones de dispositivos logren comunicarse entre ellos. Sus estandarizaciones también contribuyeron a que su adopción sea verdaderamente masiva. En esta guía, conoceremos al estándar PoE (Power over Ethernet), el cual permite que sea posible alimentar con energía eléctrica a un gran número de dispositivos conectados en red, a través del mismo cable de red Ethernet por el que pasamos los datos.

 

Qué significa PoE

Las siglas en inglés corresponden a Power-over-Ethernet. En español, básicamente, significan alimentación sobre Ethernet. Se refiere a la transmisión de energía eléctrica a dispositivos compatibles. Esto es posible mediante el mismo cable de red que permite la conexión a las redes de área local. Una de sus principales ventajas es que ya no es necesario contar con cableado exclusivo para la alimentación eléctrica, como los populares cableados AC y los sockets especiales que acostumbran a colocarse cerca de los dispositivos para que puedan funcionar. Esto es ideal para dispositivos como puntos de acceso Wi-Fi de interior o exterior o cámaras IP entre otros dispositivos.

Este estándar está presente desde el año 2003 y supuso un cambio importante. Está diseñado de tal forma que no impida lograr una conectividad óptima y que no reduzca el rendimiento. Permite así a los usuarios poder utilizar con total seguridad dispositivos que sean compatibles con el estándar PoE.

Como vemos, el cable de red pasa a tener dos funciones principales: transmisión de datos y alimentación eléctrica. ¡Mucho más práctico! Evitamos así tener que utilizar dos diferentes.

 

Ventajas de PoE

Una de sus principales características es que puede ahorrarnos considerablemente los costes ya que no necesita un suministro de electricidad independiente, por lo que en cuanto a la mano de obra para la instalación, no sería necesario un profesional de la electricidad para realizarla.

La infraestructura de PoE suele ser bastante segura, ya que los dispositivos PSE solo suministran energía cuando han detectado primero que hay un dispositivo presente y habilitado para PoE, si no es así no se suministra energía a lo largo de la línea, cuestión que mantiene tanto a los usuarios como a los equipos a salvo de cualquier tipo de descargas o sobrecargas eléctricas.

Otra de sus ventajas es que pueden habilitarse para apagarse automáticamente por las noches, también para reiniciarse de forma remota y para que recojan la información pertinente desde los dispositivos que se encuentran conectados a la red.

 

Desventajas de PoE

Aunque tiene ciertas ventajas, las fuentes de alimentación PoE de última generación también adolecen de cierta insuficiencia energética, en particular como ya mencionamos antes, pueden suministrar perfectamente por ejemplo a cámaras estándar con movimiento, pero sin embargo no pueden proporcionar suficiente energía eléctrica a los dispositivos de alto consumo como una cámara PTZ de red.

Además de esto, otro de sus principales inconvenientes podría ser que según el método que utilicemos, si una sola fuente de alimentación o interruptor suele conectarse a varios dispositivos alimentados, en el momento en el que alguno de los PoE tenga algún problema, todos los dispositivos dejaran de funcionar.

También puede resultar algo caro, ya que, para mitigar el riesgo de lo mencionado anteriormente, podríamos optar por suministrar energía a diferentes dispositivos mediante dispositivos independientes para cada uno, pero esto elevaría considerablemente el coste en relación a otro tipo de soluciones disponibles en el mercado, por lo que lo habitual es examinar incluso una combinación entre el PoE y alguna otra solución disponible.

 

Alimentación PoE

Como hemos comentado, una de las principales ventajas de los PoE es que pueden suministrar energía. Esta es capaz de llegar a los 30 vatios si contamos con un PoE+, y si hasta 15,4 vatios si es PoE normal. Todo esto, por cada puerto. En cambio siempre vamos a perder algo de energía cuando se pasa por el cable. En esto influye directamente la distancia, donde iremos perdiendo potencia cuanto más largo sea el cable. La alimentación mínima que se debe garantizar, es de 12,95 vatios por puerto con un PoE normal. Mientras que la mínima con un PoE+ es de 25,5 vatios.

Estos PSE tienen un consumo máximo, que se trata de la alimentación total que se puede suministrar a la vez. La cual de nuevo está medida en vatios. La gran mayoría de los PSE no tienen una capacidad de alimentación muy elevada, por lo cual les puede ser complicado suministrar potencia a todos los puertos que sean compatibles con PoE. Por otro lado, toda esa energía es algo que pocos usuarios llegan a necesitar. Cuando se quiera adquirir algún PSE con PoE, debemos asegurarnos que la capacidad de alimentación necesaria está correctamente calculada.

Para ello es necesario saber de antemano, que vamos a conectar. Puesto que no se requiere la misma capacidad de potencia en todos los casos. A más dispositivos, más potencia vamos a necesitar. Si nos quedamos cortos, se pueden producir funcionamientos que no son adecuados. Incluso en algunos casos que los dispositivos se dañen, o que directamente no lleguen a funcionar. Esto es especialmente importante, si queremos utilizar la opción de combinar dispositivos. Y también pensar que si tenemos aparatos sin PoE, vamos a necesitar fuentes de alimentación alternativas. En estos casos, el hardware puede ser un poco más caro. Pero seguimos con muchas opciones a precios muy económicos.

 

Seguridad alimentación PoE

A medida que la demanda de soluciones de red más flexibles y escalables aumenta, la adopción de sistemas de cable PoE se ha vuelto cada vez más popular. Sin embargo, con esta conveniencia también vienen preocupaciones de seguridad. Una de las principales preocupaciones con los sistemas de cables PoE es el riesgo de sobrecalentamiento y sobrecarga. Si los dispositivos PoE no están diseñados para soportar la potencia suministrada a través del cable, pueden sobrecalentarse o incluso fallar, lo que puede tener graves consecuencias para la seguridad y el rendimiento de la red.

Otro riesgo potencial es la interferencia electromagnética (EMI), que puede ser causada por la transmisión de energía eléctrica y datos a través del mismo cable. Esto puede afectar la calidad de la señal y la fiabilidad de la red. Además, existe el riesgo de que los dispositivos conectados a la red PoE sean vulnerables a ataques de seguridad. Si un dispositivo PoE está mal configurado o no se ha actualizado con los últimos parches de seguridad, puede ser explotado por atacantes para obtener acceso no autorizado a la red o para lanzar ataques de denegación de servicio.

Sin embargo, a pesar de estos riesgos, los sistemas de cables PoE también ofrecen ventajas significativas en términos de seguridad. Por ejemplo, los sistemas pueden proporcionar energía y datos a dispositivos de red ubicados en lugares remotos donde no hay una toma de corriente cercana. Esto puede aumentar la seguridad y la fiabilidad de la red al asegurar que los dispositivos críticos, como cámaras de seguridad y sistemas de control de acceso, estén siempre encendidos y conectados.

Además, los sistemas de cables PoE pueden ser más seguros que los sistemas de alimentación tradicionales porque utilizan tecnología de detección de dispositivos. Esto significa que solo se suministra energía a los dispositivos que cumplen con los requisitos de alimentación y que se apaga automáticamente cuando se desconectan.

 

Diferentes tipos de PoE

No todos los tipos de PoE son iguales. Vamos a ver cuáles son los principales estándares que podemos utilizar y qué especificaciones generales tiene cada uno. Los usos, como veremos, también varían de uno a otro. No obstante, la base del funcionamiento será la misma y permitirá usar un cable de red también para que pueda pasar energía.

 

PoE como estándar IEEE 802.3af

Haciendo un poco de historia, PoE se ha vuelto un estándar con la denominación IEEE 802.3af. La potencia máxima de salida por parte de la fuente de alimentación es de 15,4 Watts. Por otro lado, las categorías de cable Ethernet que soporta son las típicas Cat5e en adelante, aunque siempre es recomendable utilizar hoy en día Cat 6 ya que la relación calidad-precio merece mucho la pena.

A pesar de que la potencia máxima que mencionamos es de 15,4 Watts, la alimentación real recibida es de 12,95 Watts. Esto es así a razón de que la energía eléctrica se va «perdiendo» con la distancia. De todas formas, esto no afecta el desempeño de los dispositivos conectados mediante Ethernet, ya sea con enlaces de 10, 100 o 1000 Mbps.

Los dispositivos que se pueden alimentar mediante PoE son teléfonos VoIP, sensores y puntos de acceso inalámbricos. Además, es posible alimentar a cámaras de seguridad estáticas (aquellas que no se mueven de lado a lado, o de arriba para abajo). Puede alimentar a todo dispositivo que requiera bajo nivel de energía eléctrica, y que lógicamente, sea compatible con el estándar PoE.

 

PoE+ o 802.3at

Es una mejora en relación a PoE original y una de las características más importantes es que tiene retrocompatibilidad con el estándar anterior. Como estándar, recibe la denominación IEEE 802.3at. A diferencia del estándar anterior, se cuenta con una potencia máxima de salida de 30 Watts, la alimentación real recibida es de 25,50 Watts. Así también, puede alimentar a dispositivos que necesiten de más alimentación eléctrica.

Algunos de los dispositivos que podemos alimentar son: puntos de acceso triple banda simultánea, sensores biométricos y cualquier tipo de pantalla LED. Hablando de las cámaras de seguridad, ya es posible alimentar mediante PoE (con su variante PoE+, por supuesto) a aquellas que tienen funcionalidades más avanzadas como las de zoom y movimientos de lado a lado, y que, por tanto, necesitan de mayor potencia.

 

PoE++ o 802.3bt

El estándar ha ido mejorando con los años, principalmente porque se busca alimentar con una mayor potencia eléctrica a los diferentes dispositivos que existen en el mercado. Como estándar, recibe la denominación IEEE 802.3bt. En consecuencia, nació PoE++ el cual se subdivide en dos tipos: Tipo 3 y Tipo 4.

  • Tipo 3, con potencia máxima de salida de 60 Watts, la alimentación real recibida es de 51 Watts.
  • Tipo 4, con potencia máxima de salida de 100 Watts, la alimentación real recibida es de 71 Watts.

En cualquiera de los casos se aprovecha por completo los cuatro pares de cables propios del típico cable Ethernet. El Tipo 3 es capaz de proveer alimentación eléctrica a dispositivos más exigente en cuanto a requerimientos de energía eléctrica, como los sistemas dedicados de videoconferencias. En cambio, el Tipo 4 ya alcanza a alimentar a dispositivos más modernos como los de tipo IoT, ordenadores portátiles e incluso Smart TV:

Un dato importante para tener en cuenta es que el fabricante Cisco cuenta con su versión de PoE en relación a PoE++. Dicha versión se lo conoce como UPoE y sus siglas en inglés corresponden a Universal Power over Ethernet. La potencia máxima de salida que ofrece actualmente es de hasta 90 Watts. Las prestaciones en relación a PoE+ son prácticamente similares, con algunos añadidos y mejoras orientadas a las soluciones de redes de Cisco, las cuales tienen un alto nivel de aceptación alrededor del mundo.

Nota: Se los menciona como Tipo 3 y Tipo 4 ya que los estándares anteriores PoE y PoE+ son conocidos también como Tipo 1 y Tipo 2, respectivamente.

 

UPoE

UPoE, que significa, Universal Power over Ethernet, también conocido como 802.3bt Type 5, es una evolución muy importante en la tecnología PoE al ofrecer mayores capacidades de potencia y capacidad de admitir voltajes más altos. Este estándar destaca por proporcionar hasta 60 vatios de potencia, lo que lo coloca en la categoría de PoE ++ en cuanto a capacidad de entrega de energía.

La principal diferencia de UPoE respecto al resto de estándares de PoE está en su capacidad para manejar voltajes más elevados. Mientras que los estándares anteriores trabajan en el rango de 44-57 voltios, UPoE puede admitir voltajes de hasta 60 voltios. Esto se significa una mayor eficiencia y flexibilidad para dispositivos que pueden beneficiarse de voltajes más altos.

El funcionamiento de UPoE sigue el principio de PoE al transmitir energía eléctrica junto con datos a través de cables Ethernet. Sin embargo, la capacidad de trabajar con voltajes más altos, permite una entrega de potencia más eficiente, reduciendo pérdidas de energía en el proceso de transmisión.

La capacidad de UPoE para suministrar hasta 60 vatios, es muy interesante para aquellos dispositivos que requieren una potencia más elevada, como sistemas de iluminación avanzados, pantallas interactivas, o incluso dispositivos médicos que requieren un suministro de energía mayor.

La versatilidad de UPoE lo hace adecuado para una variedad de aplicaciones en entornos empresariales, industriales y de infraestructuras críticas. Permite alimentar dispositivos de alto rendimiento que pueden mejorar la eficiencia operativa y ofrecer nuevas posibilidades en términos de diseño y despliegue de sistemas.

 

¿Realmente me conviene utilizar algún estándar PoE?

Queda claro que uno de los objetivos directos de este estándar es eliminar la necesidad de instalación de equipamiento destinado a la alimentación eléctrica. En consecuencia, hay un ahorro significativo en los costes de implementación de una red.

Así también, las personas que no precisamente están involucradas en redes pueden percibir las ventajas de usar PoE. Será mucho más fácil para cualquiera saber que mediante un sólo cable ya está logrando dar electricidad a un dispositivo (equipos IoT, por ejemplo) y a su vez, conectividad. A largo plazo, no tendrá que pensar en absoluto cuál es el cable para desconectar de la corriente, cuál es de la red, cuál no debo desconectar, etc. PoE puede considerarse como uno de los estándares más prácticos que podemos conocer.

Nosotros estamos cada vez más conectados. Casi todos los objetos que utilizamos o los que se encuentran a nuestro alrededor, precisan de energía eléctrica para funcionar. O en otros casos, precisan de energía eléctrica y a su vez, conexión a la red. Todo esto, 24 horas al día 7 días a la semana para varios de esos dispositivos como los puntos de acceso, es decir, la demanda de consumo de energía crece muchísimo y eso resulta bastante caro.

PoE es consciente de este aspecto y uno de los focos del más nuevo de sus estándares es la eficiencia de la energía eléctrica. Esto es así gracias a que se utilizan todos los pares de cables en Ethernet Categoría 5e. En estándares anteriores, solamente se aprovechaban dos de los cuatro pares disponibles. Es el tipo de cable a partir del cual vamos a obtener  velocidades Gigabit.

Tecnologías en constante crecimiento como IoT se benefician enormemente mediante la alimentación eléctrica por Ethernet. PoE++ provee soporte a productos IoT como focos, los cuales necesitan de alimentación eléctrica potente pero eficaz a nivel de consumo. Además, mediante este estándar se cuenta con un buen nivel de desempeño si es que el dispositivo se encuentra en estado stand-by. Cada vez tenemos más aparatos de lo que se conoce como el Internet de las Cosas y sin duda esta tecnología aporta una ventaja muy importante.

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