Power over Ethernet (PoE) é uma técnica que possibilita transmitir em um único cabo, energia e dados, eliminando a necessidade de infraestrutura elétrica para energizar dispositivos habilitados para IP.
Em um sistema de CFTV por exemplo, antes tínhamos que nos preocupar com duas instalações: Uma à rede elétrica para energizar a câmera e outra para enviar as imagens coletadas ao dispositivo de gravação. Agora, o PoE simplifica tudo ao possibilitar que dados e energia trafeguem no mesmo cabo UTP.
Os benefícios são muitos e vão desde a redução de custos com infraestrutura e tempo de instalação até a minimização de impactos visuais decorrentes do excesso de fios no ambiente. É possível fornecer até 100W de energia DC para cada porta PoE, o suficiente para colocar em funcionamento Tvs, painéis de autoatendimento entre outros.
Direto ao Ponto
#1 – Como surgiu o padrão Power over Ethernet (PoE)?
Com a chegada dos cabos UTP categoria 5 ao mercado, começaram a aparecer várias “gambiarras” com o intuito de aproveitar dois pares de fios não utilizados na transmissão de dados para fornecer energia elétrica aos dispositivos conectados na extremidade da rede.
No entanto, a inexistência de um padrão para implementação da técnica originava uma série de incompatibilidades entre soluções de diferentes fabricantes, criando barreiras para integração de várias tecnologias.
Diante desse problema o IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) publicou em 2003 o padrão IEEE 802.3af que normatizou a técnica de transmissão de energia elétrica via protocolo ethernet por cabos de par trançado.
#2 – Equipamentos PoE
Os equipamentos PoE são classificados em dois grupos:
PSE (Power Sourcing Equipment)
Aparelhos usados para energizar o cabo UTP: Injetores passivos e ativos ou switches PoE.
A diferença entre injetor passivo e ativo é que o primeiro fornece energia de maneira constante ao cabo independentemente se há um dispositivo do outro lado ou se ele precisa ser alimentado. É comum associar o seu uso com divisores que separam dados e corrente em dois conectores distintos (RJ45 para dados e P4 para energia).
O injetor ativo e o switch, oferecem funcionalidades adicionais como a detecção automática de dispositivos compatíveis com PoE. Isso quer dizer que se você conectar um computador para acessar a internet eles identificarão automaticamente que não há necessidade de enviar energia, apenas dados, evitando a queima da placa de rede do PC.
PD (Powered Device)
São os dispositivos energizados: Câmeras, telefones, sensores, entre outros.
#3 – Funcionamento
Três métodos podem ser usados para energizar o cabeamento:
Método A
A energia é adicionada ao cabo UTP nos pares que não trafegam dados 4-5,7 e 8. Basta a utilização de um kit de injetor passivo (PSE) e divisor nas extremidades de cada cabo para tornar qualquer sistema de cabeamento estruturado compatível com PoE.
Método B e C
Em ambos energia e dados trafegam simultaneamente nos mesmos pares e utilizam como PSE switches ou injetores ativos.
Entretanto o método B utiliza os pares 1-2,3 e 6 e o C utiliza todos os pares do cabo UTP, portanto consegue transmitir mais energia.
#4 – Vantagens de usar PoE
- Instalação Simplificada: O PoE é a saída para simplificar a infraestrutura de cabeamento em locais de difícil acesso como topo de edifícios e tetos suspensos.
- Redução de custos: A redução do escopo de infraestrutura elétrica ou aproveitamento do cabeamento estruturado existente é a chave para economizar em projetos de expansão.
- Manutenção facilitada: Junto com a redução do número de tomadas elétricas, minimiza-se os pontos de falha do sistema, resultando em menos problemas para a equipe técnica;
- Centralização de redundância elétrica: Como todos os cabos UTP terminam em uma sala técnica, fica mais fácil usar o UPS ou gerador de forma centralizada;
- Menor impacto visual: Transmitir dados e energia elétrica juntos pode reduzir o excesso de cabos aparentes evitando comprometer o projeto arquitetônico de ambientes como lojas e galerias de arte;
- Mais segurança: Como o PoE trabalha com tensões menores que o sistema elétrico tradicional a distribuição de energia acontece de forma mais segura.
- Alta compatibilidade: Redes com suporte a dispositivos PoE são totalmente compatíveis com dispositivos não PoE;
- Fácil conectividade: O conector RJ45, amplamente utilizado em qualquer projeto de infraestrutura torna plug and play a instalação de novos dispositivos;
#5 – Quanto de energia fornece, classes e normas
A norma IEEE 802.3af padronizou o fornecimento de até 14,4W de potência via cabo de rede, contudo, a demanda impulsionada pela indústria 4.0, IoT e a crescente automação de edifícios têm disseminado dispositivos IP para todos os lados exigindo que o PoE forneça maior quantidade de energia para viabilizar aplicações mais complexas.
Desta forma, a evolução da técnica foi natural. A classe 4 padronizada pela norma IEEE 802.3bt prevê o fornecimento de 100W, potência suficiente para energizar a maioria dos equipamentos que ficaram de fora na primeira classe (câmeras PTZ, monitores de TV, alto-falantes, leitores de cartão, laptops, entre outros).
O The Edge por exemplo, é um edifício ultramoderno desenvolvido para a AKD e Deloitte no Sul de Amsterdã que tem seu sistema de iluminação suportado por PoE.
Veja com mais detalhes a evolução da tecnologia
| Classe | Norma | Pode ser conhecido como | Potência Máxima PSE * | Potência Máxima PD ** | Dispositivos Suportados *** |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | PoE , PoE de 2 pares | IEEE 802.3af | 15,4W | 12,95W | Telefones VoIP, Sensores , Access Points (2 antenas), Câmeras CFTV simples |
| 2 | PoE+, PoE Plus | IEEE 802.3at | 30W | 25,5W | Câmeras CFTV com inclinação e zoom, Access Point (6 antenas), monitores LCD, sensores biométricos, tablets |
| 3 | PoE de 4 pares , PoE 4P, PoE ++, UPOE | IEEE 802.3bt | 60W | 51W | Dispositivos de Videoconferência VoIP, dispositivos de automação predial |
| 4 | PoE (High Power) | IEEE 802.3bt | 100W | 71W | A maioria dos dispositivos que se comunicam por IP |
* Se refere a potência nominal máxima de saída no PSE (Power Sourcing Equipment);
** Potência máxima que chega ao PD; (Powered Device)
*** Podem haver outras aplicações;
#6 – Cuidados que você deve ter
É muito importante seguir as normas de cabeamento estruturado para eliminar problemas como elevação de temperatura e transmissão dos dados.
Quanto mais energia se quer transmitir, maior será a elevação da temperatura no feixe de cabos lançados em eletrodutos e eletrocalhas, por isso é indicado o uso de categorias superiores de cabo como o Cat 6A e Cat 7A em aplicações PoE de 4 pares. Ficar de olho em fatores como tamanho dos lances, se estão sendo utilizados conectores que suportam desconexão sob carga também são imprescindíveis para não comprometer a confiabilidade da solução ao longo do tempo.
