Tecnologia de Redes, Mobilidade e Inovação

O Power over Ethernet (PoE) é uma tecnologia que permite usar apenas um cabo (o Ethernet) para levar alimentação elétrica e conectividade Ethernet a um determinado equipamento. Ele foi padronizado através da especificação IEEE 802.3af (mas existem muitos PoE proprietário) e sua grande vantagem é simplificar a instalação e facilitar o processo de garantia de alimentação continuada a equipamentos.

Apesar de ser um conceito simples, existem várias aplicações e vantagens no uso do PoE que muitos desconhecem. Este texto visa esclarecer o funcionamento do PoE e sua principais aplicações.

Cabo Ethernet e seus pares

O cabo Ethernet nasceu com 4 pares, porém apenas 2 eram utilizados. Por outro lado, os equipamentos de rede (switchs, access points, cameras IP, etc.) necessitam de alimentação elétrica (tipicamente algo entre 5 e 12 VCC).

Como a criatividade do ser humano é muito grande para resolver problemas, alguns instaladores começaram a fazer "gambiarras". Quando eles precisavam instalar um equipamento em algum local que não possuía tomada elétrica próxima, eles usavam os pares sobrando.

Assim, com um alicate se cortava o cabo da fonte de alimentação e com um ferro de solda fazia-se uma extensão usando os pares livres do Ethernet.
http://under-linux.org/wiki/images/e...biarra_poe.jpg
Isso tinha uma série de problemas, o principal era que o cabo causava uma perda de tensão já que a fonte original do equipamento não havia sido planejada para ser usada em um cabo tão longo. Essa queda de tensão no cabo - se fosse muito grande - causava instabilidade no funcionamento do equipamento. Mas a idéia estava lançada.

Assim o PoE é uma combinação de necessidade com criatividade. Os fabricantes então pegaram o conceito e o profissionalizaram, criando assim soluções de PoE.

Aplicações do PoE

O PoE tem uma única aplicação que é levar alimentação elétrica via o cabo Ethernet. No entanto a sua aplicação está normalmente em um desses dois casos: facilitar a instalação ou facilitar a alimentação continuada (no-break).

Facilidade de Instalação

Quando um equipamento precisa ser instalado em algum local longe de uma tomada, o PoE é uma boa solução. Tem-se apenas um trabalho (levar o cabo Ethernet) e já temos tudo que o equipamento necessita (conectividade e alimentação).

Esse tipo de aplicação está tipicamente associado a pontos de acesso (redes Wi-Fi indoor), câmeras de vigilância e equipamento wireless outdoor.

Os pontos de acesso e câmeras ficam normalmente nas paredes, próximo ao teto ou em lugares altos. Os equipamentos wireless outdoor obviamente ficam externos, aonde também não encontramos normalmente estrutura de alimentação elétrica. Em todos esses casos os equipamentos devem ser colocados em posições que normalmente não possuem tomadas elétricas próximas e assim o PoE ajuda muito na instalação.

Facilitar a alimentação continuada (no-break)

Os PABX convencionais (analógicos) possuem baterias para funcionarem mesmo quando ocorre falta de energia. Assim os sistemas de telefonia IP também precisam dar a mesma confiabilidade e é muito complicado colocar um no-break em cada telefone IP ou ATA.

Os sistemas de vigilância via câmeras IP também devem funcionar continuamente mesmo em caso de falha na alimentação elétrica (por exemplo, se os invasores cortarem a eletricidade do prédio).

Ao invés de colocar um no-break em cada equipamento (que seria complicado), com PoE colocamos um no-break central no switch e usamos o cabo Ethernet para levar a alimentação, de forma que se houver um apagão, o sistema de vigilância vai continuar funcionando.

Assim o PoE é um mecanismo importante para garantir o funcionamento de sistemas que são ao mesmo tempo distribuídos e essenciais. Os tipos de projetos citados (telefonia e vigilância IP) são os principais usuários de PoE na questão de alimentação continuada.

Como usar o PoE

No lado do switch (injetor)

No lado do switch temos que jogar (injetar) a alimentação elétrica no cabo Ethernet. Nesse lado podemos usar três formas para gerar a alimentação PoE.

A primeira forma de injetar é usar um switch PoE. Esse tipo de equipamento já gera a alimentação elétrica então não é necessário nada mais: basta ligar o switch na tomada (ou no-break), conectar os cabos Ethernet, instalar os equipamentos nas pontas dos cabos e pronto. A grande vantagem é a organização e simplicidade além de permitir o gerenciamento da alimentação pois um administrador pode monitorar a corrente fornecida em cada porta (e saber se o equipamento alimentado está operando) e até desliga-lo (para desativa-lo ou reinicia-lo em caso de travamento). A desvantagem do switch PoE é o custo, que acaba ficando normalmente um pouco mais caro que as demais opções (principalmente quando são necessários poucos equipamentos, pois o switch PoE terá mais portas do que se poderá aproveitar).

O segundo método são os injetores individuais. Eles são benjamins tecnológicos: recebe o cabo Ethernet do switch, a alimentação da tomada elétrica e jogam no cabo Ethernet as duas coisas juntas. São ideais para projetos com poucos equipamentos alimentados via PoE, aonde não se justifica a compra de um switch PoE. A desvantagem é cada injetor tem sua tomada e não tem uma forma de fixação no rack, assim o seu uso fica um pouco "bagunçado".

O terceiro método é o uso de patch panels PoE. O patch panel recebe alimentação elétrica (por exemplo através de um no-break), e recebe os cabos vindos do switch Ethernet e envia aos equipamentos a conexão Ethernet e alimentação. É como se fosse uma barra cheia dos injetores do método anterior. Tem a vantagem de ser organizado (mais organizado do que se tivéssemos dezenas de injetores pendurados com dezenas de tomadas) e é normalmente um pouco mais econômico que o switch PoE. No entanto o switch PoE permite o gerenciamento da alimentação informando quais equipamentos já os patch panels PoE de menor custo não permitem esse tipo de gerenciamento.

No lado do equipamento

Existem duas formas de usar o PoE no lado do equipamento: quando o equipamento já suporta PoE e quando não suporta. Isso é óbvio, mas essa separação tem conseqüências didáticas importantes.

Quando o equipamento não possui PoE nativamente, pode ser utilizado um "splitter", que é como se fosse um "benjamim" sofisticado. Ele fica próximo ao equipamento alimentado, recebe o cabo Ethernet vindo do switch PoE e sai com 2 cabos: um Ethernet (para a porta Ethernet do equipamento) e um cabo de força (para alimentar o mesmo). Ou seja esse splitter permite alimentar um equipamento convencional através de PoE.
http://under-linux.org/wiki/images/9/93/DWL-P50.jpg
É importante verificar a tensão elétrica do equipamento, tipo de conector de alimentação e corrente necessária de forma a adquirir um splitter PoE apropriado.

Logicamente que para os equipamentos que já tenham suporte nativo a PoE, nada é necessário: o cabo Ethernet vindo do switch PoE é conectado diretamente na sua porta Ethernet e pronto.

PoE proprietário

Existem opções de PoE que não seguem o padrão 802.3af. Normalmente isso ocorre quando o equipamento alimentado necessita de uma quantidade de corrente maior que o máximo permitido pelo padrão (um pouco menos de 13W).

Nestes casos o conceito é o mesmo (enviar alimentação via os pares do Ethernet) no entanto é necessário usar o injetor especial recomendado pelo fabricante.

Existe um novo padrão chamada IEEE 802.3at-2009 que permite potências de até 25W, mas ainda existe poucos equipamentos oferecendo essa tecnologia.

Terminologia

Para quem gosta de termos técnicos, aqui vão alguns nomes complicados.

O switch ou "benjamim" injetor de alimentação é chamado de PSE (Power Sourcing Equipament). Quando é o próprio switch é chamado de endspan e quando é o patch panel ou injetor individual é chamado de midspan.

Já o equipamento alimentado é chamado de PD (Powered Device).

Duvidas comuns

Posso queimar um equipamento se eu liga-lo em uma porta de switch PoE?

Os equipamentos PoE 802.11af tem um mecanismo de proteção, que impede a injeção de corrente caso o equipamento na outra ponta não suporte PoE. Assim um switch PoE não causa danos a um equipamento não PoE conectado a ele.

No entanto o mesmo não pode ser dito aos PoE proprietários, assim é importante tomar muito cuidado quando se lida com equipamentos que tenha PoE proprietários.

Como sei que um injetor PoE é proprietário?

Saber essa resposta é importante para tomar o devido cuidado citado na resposta anterior porém infelizmente não existe uma maneira padronizada para responder. Normalmente os fabricantes anunciam nos catálogos e manuais quando o equipamento suporta 802.3af, então use esta regra:
- se o catálogo citar 802.1af, está tudo OK.
- se o catálogo não falar nada, é melhor não arriscar, considere que é proprietário.

Para saber mais

http://en.wikipedia.org/wiki/Power_over_Ethernet