Power over Ethernet (ou PoE) é a entrega de energia elétrica para dispositivos em rede através do mesmo cabeamento Ethernet que os conecta à LAN. Isso simplifica os próprios dispositivos, eliminando a necessidade de um plugue elétrico e um conversor de energia, e torna desnecessária fiação elétrica AC separada e soquetes instalados perto de cada dispositivo.
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Muitas empresas passaram a contar com o PoE para levar eletricidade através de cabos de dados para pontos de acesso Wi-Fi, firewalls, telefones IP e outras infraestruturas em redes.
O uso do PoE cresceu substancialmente desde que o IEEE o padronizou em 2003, e seu uso só aumentará nos próximos anos, à medida que novos aplicativos forem desenvolvidos. Espera-se que o mercado Power over Ethernet cresça 13% ao ano de 2023 a 2028, atingindo um valor de US$ 1,86 bilhão até 2026, de acordo com o Dell’Oro Group.
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“Existem vários drivers para a tecnologia PoE. Por exemplo, se você observar os pontos de acesso WLAN, verá um número maior de bandas [espectro sem fio] e velocidades mais altas que exigem maior potência”, diz Sameh Boujelbene, diretor sênior de pesquisa de mercado de switch Ethernet da Dell’Oro.
“A nova geração de telefones IP está adicionando recursos de telepresença. Se você olhar para as câmeras de vigilância, terá recursos de zoom, adicionará análises. Todos esses novos recursos exigem maior potência.”
Como funciona o power over Ethernet?
O PoE transmite energia CC pelos fios dentro de um cabo Ethernet. Em algumas variantes, a energia e os dados trafegam em pares separados dentro do cabo, mas em outras eles trafegam pelos mesmos fios de cobre. Como a Ethernet usa sinalização diferencial, as transmissões de energia e dados não interferem umas nas outras. A tecnologia é semelhante ao que é conhecido como alimentação fantasma, uma técnica usada por microfones condensadores e serviço telefônico tradicional (POTS).
Isso é apropriado porque um dos primeiros grandes casos de uso do PoE surgiu há cerca de 20 anos, quando muitas empresas começaram a substituir essas linhas POTS por telefones IP; O PoE possibilitou a implantação de mais telefones IP com alto consumo de energia nos mesmos espaços sem a necessidade de uma conexão de energia dedicada separada.
As redes PoE consistem em dispositivos alimentados — basicamente, qualquer dispositivo que receba energia e dados da rede — juntamente com equipamentos de fornecimento de energia, que fornecem energia elétrica à rede a partir de uma fonte de alimentação externa.
Muitos switches Ethernet têm a capacidade de servir como equipamento de fornecimento de energia PoE, mas você também pode usar injetores para fornecer energia a partes da rede onde o equipamento não é habilitado para PoE. A distância de transmissão PoE não passa de 100 metros, portanto, é essencial ter injetores ou outros switches habilitados para PoE – chamados de dispositivos midspan – em locais regulares ao longo da rede.
Nem todos os dispositivos em rede podem ser alimentados por uma conexão PoE. Esses dispositivos ainda podem receber dados dessa conexão, porém, e não há perigo de sua placa de rede ser frita pela energia de entrada: cada conexão PoE executa um handshake para avaliar os recursos de um dispositivo terminal antes de tentar ligá-lo. Você também pode usar um divisor PoE que separará a energia e os dados do cabeamento Ethernet e entregará o primeiro a uma tomada de energia padrão.
O PoE funciona com cabo Ethernet padrão que você provavelmente já usa para sua rede. O único problema é que para os padrões PoE Tipo 3 e 4 que representam o estado da arte atual, você precisa de um cabo Ethernet de 8 pinos. Algumas redes mais antigas ainda usam 4 pinos, então verifique antes de prosseguir.
Benefícios do power over Ethernet
As ideias por trás do PoE foram eliminar a necessidade de instalação de tomadas elétricas, especialmente em locais remotos ou de difícil acesso.
PoE promete:
- Reduzir os custos de implantação em até US$ 1.000 por dispositivo.
- Reduzir a necessidade de adaptadores de energia CA.
- Simplificar a instalação permitindo que os clientes usem um único cabo Cat5/5e/6 para dados e energia.
- Oferecer aos clientes backup e gerenciamento de energia centralizados.
- Tornar possível reaproveitar o cobre de redes telefônicas herdadas.
- Tornar mais fácil mover dispositivos sem tempo de inatividade.
O padrão mais recente mantém um nível de assinatura de energia que oferece suporte a aplicativos de iluminação ou IoT e tem desempenho de espera aceitável quando necessário.
Um benefício importante e crescente do PoE está na implantação de pontos de acesso Wi-Fi. Esses dispositivos costumam ser colocados em locais onde seria difícil estender as linhas elétricas tradicionais, como atrás de painéis de teto, disse Boujelbene.
O crescimento do wireless em edifícios, escritórios e locais como arenas esportivas alimenta a necessidade de PoE, disse Tremblay. “O PoE torna as implementações sem fio muito mais tangíveis.”
Quais são os diferentes padrões de energia sobre Ethernet e o que é PoE de alta potência?
Os padrões PoE são divididos em quatro tipos, que variam de acordo com a capacidade de energia. O padrão IEEE PoE original (802.3af-2003, agora renomeado como Tipo 1) especifica como fornecer até 15,4 W de energia CC por porta de switch para cada dispositivo em até 33 pés em Ethernet de categoria 3, 5, 5e e 6 cabos.
O padrão define 15,4 W como o máximo, mas prevê apenas 12,95 W para alcançar os dispositivos porque a energia é dissipada dentro do cabo à distância. Essa perda não afeta o desempenho da rede de links Ethernet 10/100/1000 Mbps para os dispositivos.
Com o tempo, os dispositivos mais novos exigiram mais energia, então um novo padrão, PoE+ (IEEE 802.3at ou Tipo 2), foi criado em 2009, aumentando a potência máxima para 30 W com dispositivos de alcance de 25,5 W.
O padrão atual, 802.3bt, aumenta ainda mais a potência máxima. Espera-se que seja o último padrão PoE, de acordo com Tremblay. Ele é dividido em dois tipos diferentes: Tipo 3, ou UPoE, que pode fornecer 60 W por porta e 51 W aos dispositivos, e Tipo 4, ou PoE de alta potência, que pode fornecer 100 W do comutador de origem, com 71,3 W disponíveis para os dispositivos. O poder nesse nível é o que é necessário para sustentar implementações de IoT orientadas por PoE.
O grande desafio: interoperabilidade Power over Ethernet
O maior desafio do PoE é garantir a interoperabilidade. O programa de certificação Power over Ethernet (PoE) da Ethernet Alliance pode ajudar a habilitar instalações PoE mais rápidas e evitar problemas de interoperabilidade, disse Tremblay. Fornecedores de Ethernet, incluindo Analog Devices, Cisco, HPE, Huawei, Microsemi e Texas Instruments, fazem parte do programa de certificação.
Mas, à medida que novas classes de dispositivos são desenvolvidas, os players do setor precisam estabelecer novas parcerias com empresas que oferecem equipamentos certificados, disse o grupo Dell’Oro.
Os produtos certificados variam de placas de avaliação em nível de componente a switches corporativos de fornecimento de energia e fontes de energia PoE midspan. Detalhes dos produtos certificados estão disponíveis no registro público do programa.
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