Power over Ethernet POE

1. Introdução

A tecnologia PoE (Power over Ethernet) é ainda não muito utilizada pelo mundo, porém, algo que pode ajudar e muito na estruturação de redes locais, principalmente as que utilizam dispositivos anexados a rede local, como: Access Points (pontos de acesso de rede wireless), aparelhos de Voz sobre Ip, Switches, entre outros. A PoE possibilita que estes aparelhos anexados a rede local não necessitem estar diretamente ligados a energia elétrica do local através de transformadores de energia, ou seja, a PoE tem a capacidade de transmitir dados e energia elétrica pelo mesmo cabo. Existem duas formas da captação de energia elétrica que o cabo de rede transmite juntamente com os dados, estas duas formas são: A primeira é utilizar um conjunto de injetor (injector) e divisor (splitter) posicionados entre o switch e o dispositivo que vai receber energia. A segunda solução é usar um PoE Switch (um switch Ethernet capaz de enviar energia em todas as portas) que é a mais viável para usar em situações em que deseja ligar vários dispositivos. As duas serão mais bem apresentadas e vistas no decorrer do artigo.

2. Power over Ethernet

Em muitas situações, pontos de acesso e outros dispositivos de rede precisam ser instalados em locais de difícil acesso. Nesses casos, além do cabo de rede, é necessário fazer a instalação elétrica, o que acaba aumentando os custos, e o Power over Ethernet, ou PoE veio para solucionar este problema, pois se trata de um padrão que permite a transmissão de energia usando o cabo de rede, juntamente com os dados.
Começou com projetos artesanais, onde se utilizava dois pares de fios não usados para transmitir dados nos cabos Cat-5 ou superior, para enviar corrente elétrica pelo cabo, assim, não precisaria ter a necessidade de uma fonte de alimentação de energia, separada.

Esta idéia deu origem ao padrão IEEE 802.3af, que já é suportado por diversos produtos, neste padrão, através de uma tomada (RJ 45) dois dos quatro pares de fios do cabo par trançado são utilizados para transmitir uma corrente de tensão de 24 ou 48 volts e até 400 mA que depois de descontadas as perdas resultam em uma capacidade de fornecimento de até 12.95 watts, por comprimento máximo de cem metros, energia suficiente para alimentar a grande maioria dos pontos de acesso, telefones VoIP e outros dispositivos menores ou até mesmo um notebook de baixo consumo.

Há um sistema especial de modulação que permite que os dois pares utilizados para transmitir energia sejam usados também para transmitir dados, permitindo o uso em conjunto com dispositivos Gigabit Ethernet.
Há duas opções para utilizar o PoE. A primeira é utilizar um conjunto de injetor (injector) e divisor (splitter) posicionados entre o switch e o dispositivo que vai receber energia. O injector é ligado na tomada e “injeta” energia no cabo, enquanto o splitter separa a corrente elétrica do sinal de rede, oferecendo dois conectores ao dispositivo: um conector de rede e um de energia, ligado no lugar da fonte:

Figura 1. Injector e Splitter

Esta opção é a mais simples, pois não precisa mexer no resto da estrutura da rede, mas não se trata da mais barata, pois terá que comprar dois dispositivos para cada aparelho que precisar energia.
A segunda solução é usar um PoE Switch (um switch Ethernet capaz de enviar energia em todas as portas) que é a mais viável para usar em situações em que deseja ligar vários dispositivos. Porém deve se usar pontos de acesso e outros dispositivos compatíveis com o PoE, eliminando a necessidade dos injectors e splitter:

Figura 2. Switch com Suporte PoE

Este switch é capaz de detectar se o dispositivo ligado na outra ponta do cabo suporta ou não o PoE, o que é feito medindo a resistência. Só depois de detectar a presença de um dispositivo compatível ele inicia a transmissão da corrente elétrica, permitindo que dispositivos “normais” possam ser conectados ao switch, sem risco de queimá-los.
Ainda é possível usar soluções híbridas, combinando um ponto de acesso, ou outro dispositivo, com suporte nativo ao PoE com um Switch comum, nesse caso, precisaria apenas do injector, já que o dispositivo recebe corrente diretamente através do cabo de rede.

Atualmente, o PoE é usado basicamente para alimentar pontos de acesso instalados em locais inacessíveis, mas uma nova versão do padrão pode sua área de atuação, o IEEE 802.3at ou PoE+, em desenvolvimento desde 2005, aumentará a capacidade de transmissão para até 60 watzz, o que permitirá que ele possa alimentar notebooks e até PC’s de baixo consumo, isto trará grandes benefícios, já que os equipamentos receberão a energia estabilizada e convertida para DC diretamente através do cabo de rede, sem necessidade de utilizar uma fonte de alimentação externa, com é atualmente.

3. Benefícios do PoE

Os benefícios da utilização de Power over Ethernet principalmente com o uso de Switch PoE basicamente são:

3,1. Economia com custos de instalações elétricas
É evidenciada a economia com custos de instalações elétricas, pois com o uso de PoE não são necessários pontos de rede elétrica para interligarem os aparelhos que estão na rede.

3,2. Operação continua mesmo com falta de energia
Trabalhando em conjunto com um no-break o switch PoE pode continuar em operação, assim mantendo, por exemplo, o VOIP ligado mesmo sem energia elétrica na cidade, o que em uma empresa é de grande utilidade.
Outra grande utilidade é continuar a operação da internet na rede, aparelhos como notebooks e smartphones poderão continuar a operar a internet sem interrupção causada por meio da falta de energia elétrica.

4. PoE com Voip

A questão fundamental diz respeito à implantação de instalação dos aparelhos de VOIP, que há muito são um problema com VoIP. Enquanto eles geralmente oferecem funcionalidades maiores do que um telefone móvel normal que também requerem energia, ao contrário de telefones tradicionais que tiram a energia da linha telefônica. Isso pode tornar difícil a instalação de alguns aparelhos. PoE elimina este problema porque o padrão 802.3af podem ser instalados sem exigir um cabo de alimentação adicional.

PoE oferece um meio simples para a instalação do telefone de voz sobre IP, eliminando a necessidade de se ter a ligação de um cabo Ethernet e um cabo de corrente alternada de energia. O aparelho de VOIP está conectado ao comutador Ethernet e a partir dele recebe dados e de força (energia), o que facilita muito a instalação destes aparelhos na rede. A expectativa é que simplificar a instalação de VoIP irá acelerar a adoção de ambas as tecnologias como PoE e VoIP.

5. Conclusão

Sem dúvida esta tecnologia é algo que facilita muito, pois torna menor a utilização de cabos para cada um dos aparelhos. Principalmente se falando na utilização do PoE Switch, todo o aplicativo a ele ligado tem conexão de energia e rede diretamente no mesmo cabo de rede onde os dados são enviados. Assim tornando a conexão de energia e dados em um único cabo, o que em se tratando de grandes redes locais de dados tornam as conexões menos complicadas e mais organizadas.

Outra grande importância desta tecnologia é a redução de custos com instalações da rede elétrica onde se está operando.

6. Referências

MARIMOTO, E. Carlos (2007) "Power over Ethernet",
http://www.guiadohardware.net/dicas/power-over-ethernet.html
LEHR, Amir. (2004) "PoE: O que isso significa para VoIP",
http://www.poweroverethernet.com/articles.php?article_id=6 de dezembro.