O que é poe e como funciona o poder sobre a Ethernet

A conectividade com a Internet tornou-se necessária hoje em dia, pois quase todos os dispositivos eletrônicos precisam de uma conexão ativa com a Internet para funcionar corretamente. Embora a maioria dos dispositivos tenha opções de conectividade Wi-Fi, muitos dispositivos e roteadores de rede ainda usam portas e cabos Ethernet para se conectar à linha de Internet com fio. Aprendemos anteriormente como os dados podem ser transferidos por linhas de força no artigo Power Line Communication, hoje aprenderemos como a energia pode ser transferida por linhas de dados que são PoE (Power over Ethernet).

O que é PoE (Power over Ethernet)?

Como o nome sugere, o fornecimento de energia elétrica por meio de cabos Ethernet é denominado PoE.

Todos nós sabemos que os cabos Ethernet são usados para transferência de dados e conectividade de rede, mas você sabe que na maioria das vezes não usamos todas as linhas de conexão presentes no cabo Ethernet? Por exemplo, considere o cabo Ethernet mostrado na figura abaixo, ele tem 8 linhas, mas entre eles, apenas quatro linhas são comumente usadas para troca de dados (laranja, laranja-branco, verde e verde-branco) enquanto as quatro linhas restantes permanecem ociosas. Portanto, a troca de dados é possível mesmo depois de removermos essas linhas ociosas em ambas as extremidades, e é por isso que no cabo Ethernet de baixo custo existem apenas quatro linhas em vez de oito. Portanto, as quatro linhas ociosas podem ser usadas para transferência de energia. Essa configuração simples de usar linhas ociosas para fornecer energia à carga é chamada de Power over Ethernet.

Agora, vamos examinar o circuito simples para entender melhor o PoE. Neste circuito, quatro fios são retirados (azul, azul-branco, marrom e marrom-branco) da tomada em cada extremidade do cabo. Como dito anteriormente, este par de fio marrom e verde não é usado em aplicativos Ethernet de baixa velocidade, portanto, retirá-los do conector não causará nenhuma interrupção nas comunicações. Portanto, uma extremidade deve ser conectada à fonte de alimentação e a outra à carga; para dar um exemplo, estamos usando uma bateria como fonte de alimentação e a câmera como carga. Com a fonte e a carga no circuito fechado, o circuito abaixo é concluído e a câmera mostrará a resposta. Como usamos essa configuração simples, entregamos a energia a um dispositivo simples por meio de um cabo Ethernet, podemos dizer que o PoE foi alcançado.

Como funciona o Power over Ethernet e por que é usado

A principal razão para usar PoE em vez do sistema de fonte de alimentação convencional é reduzir o custo de fornecer fonte de alimentação a cada periférico conectado à rede. Por exemplo, se você tem 10 câmeras espiãs distribuídas por todo o edifício, nesse caso, são necessárias 10 unidades de fonte de alimentação para fornecer energia a elas e esse não é o principal problema. O principal problema é conectar 220 linhas de força perto de cada periférico, o que não é prático, então usar PoE é a melhor opção para conectar todos os periféricos ao sistema central.

Agora, a separação do cabo Ethernet, para conectar cada periférico ao sistema central, é em si uma tarefa tediosa, de modo que o injetor PoE e o divisor PoE são usados.

Conforme mostrado na figura, usando o Injetor PoE e o Divisor PoE podemos evitar todo o trabalho de identificar as cores, descascar os fios, soldar e vestir as pontas soltas. Agora, vejamos a função desses dispositivos e como eles podem ser usados.

PoE Injector

Este dispositivo possui duas portas de entrada e uma porta de saída. A primeira entrada é para conectar o cabo Ethernet normal e a outra entrada é para conectar a fonte de alimentação DC, enquanto a saída é usada para conectar o cabo Ethernet PoE.

Na entrada temos: Conexão Ethernet normal + fonte de alimentação DC

Na saída, temos: PoE Ethernet (que pode ser usado para conectar dispositivos PoE)

Portanto, a função do injetor PoE está fornecendo PoE Ethernet, levando em conexão Ethernet normal e fonte de alimentação DC.

PoE Splitter

Este dispositivo possui uma porta de entrada e duas portas de saída. A entrada é para conectar o cabo Ethernet PoE enquanto as portas de saída fornecem energia Ethernet e DC normal.

Na entrada temos: PoE Ethernet

Na saída temos: Conexão Ethernet normal + fonte de alimentação DC

Portanto, a função do divisor PoE é exatamente o oposto do injetor PoE, que é dividir a conexão Ethernet PoE em Ethernet normal e fonte de alimentação DC utilizável.

PoE Extender

Um PoE Extender é usado quando há uma rede que cobre grandes distâncias, como shopping centers, hotéis, restaurantes, prédios de escritórios, empresas, campi acadêmicos e instalações esportivas. Nesses lugares, as conexões Ethernet normais de 100 metros não podem ser usadas e é aí que o PoE Extender entra em ação. Este dispositivo pode ser usado para estender dispositivos de rede Ethernet além do limite básico de distância de 100 m, tornando-o uma opção viável para muitos casos.

Os dispositivos periféricos de hoje em dia suportam PoE Ethernet para que possamos pular o divisor e conectar diretamente o cabo ao dispositivo, conforme mostrado na figura.

Agora, essa configuração funcionará se houver um ou dois dispositivos, mas se houver vários dispositivos, comprar o injetor PoE para cada dispositivo não é a melhor solução. Para tais casos específicos, temos PoE Hub que pode substituir vários injetores PoE.

PoE Hub

O funcionamento do hub PoE é semelhante ao injetor PoE, exceto que leva em muitas conexões Ethernet, enquanto fornece essas muitas saídas Ethernet PoE. O hub é mais bem usado se você tiver muitos dispositivos PoE em uma extremidade e conectividade Ethernet normal fornecendo um servidor na outra. O funcionamento do hub pode ser facilmente compreendido no diagrama de blocos abaixo.

Até agora, assumimos que há linhas livres disponíveis no cabo Ethernet que podem ser usadas para PoE sem muita dificuldade.

Agora você pode perguntar, e os casos em que todas as linhas em cabos Ethernet são usadas ? Bem, este caso não é raro, visto que a Internet de alta velocidade e os sistemas de transferência de dados usam todas as linhas de dados. Mesmo nesses casos, o PoE ainda é alcançável, mas torna-se complexo quando comparado com a configuração anterior.

No caso de um sistema de transmissão de alta velocidade, os dados e a energia são enviados pelas mesmas linhas, mas dispositivos especiais são usados para isso. Esta unidade especial é um switch PoE que aumenta o custo ao contrário de antes, onde podemos simplesmente remover as linhas não utilizadas em ambas as extremidades e usá-las para nossa conveniência.

PoE Switch

Um switch PoE é um switch de rede com a capacidade de fornecer energia pela Ethernet a partir de cada interface, ao mesmo tempo em que é capaz de encaminhar quadros. Simplificando, ele funciona como uma porta para conectar vários dispositivos PoE a um único PC.

No diagrama de blocos, você pode ver como vários dispositivos PoE são conectados ao switch PoE com cabos Ethernet e o PC se comunica com esses dispositivos por meio do switch PoE. Um switch PoE requer um Uplink para uma rede existente para expandir e aumentar ainda mais as portas.

Normas PoE

Os dispositivos PoE seguem certos padrões para comunicação de dados e fornecimento de energia. Portanto, esses padrões são seguidos ao projetar esses dispositivos. Normalmente, existem quatro tipos de padrões seguidos ao projetar esses dispositivos e eles são divididos com base em sua capacidade de manipulação de energia.

Extensão IEEE	Tipo	Capacidade de energia
IEEE802.3af	Tipo 1	15,4 watts
IEEE802.3at / PoE +	Tipo 2	30,8 watts
IEEE802.3bt / UPoE	Tipo 3	60 watts
IEEE802.3bt	Tipo 4	90 watts

Você pode consultar esta tabela e escolher o PoE Switch, Injector ou Roteador apropriado para seus dispositivos PoE.

Aplicativos PoE

Sistema de iluminação inteligente: O sistema de iluminação pode ser controlado por um servidor ou PC remoto, o que será útil.
Casa inteligente: a PoE torna o design de uma casa inteligente fácil porque na rede doméstica inteligente a conectividade é estabelecida em todos os cantos da sala, enquanto cada aparelho compartilha dados entre si, e isso pode ser alcançado mais facilmente usando PoE.
Sistema de segurança: O escritório e os institutos podem aumentar sua produtividade instalando dispositivos PoE para segurança.
PoE também usado para RFID e sistemas de alarme.

Limitações do PoE

Embora tudo pareça verde aqui, mas não é o caso. Existem muitas desvantagens para o PoE e algumas delas são discutidas abaixo.

Custo: como de costume, qualquer instalação de tecnologia se resume a dinheiro. Embora ao instalar o PoE possamos economizar dinheiro, ele só se aplica se houver mais de quatro a cinco dispositivos na área. Isso ocorre porque a instalação de PoE custará milhares, mas você fará o trabalho com algumas centenas se houver apenas um ou dois dispositivos PoE. Portanto, a instalação de PoE não é adequada para residências onde os dispositivos PoE são limitados a um ou dois. Nesse caso, comprar um cabo extensor ou um adaptador dará conta do recado, em vez de gastar muito na configuração do PoE.
Complexidade: a instalação da configuração PoE adicionará complexidade a ninguém, nem é preciso dizer. Por exemplo, você precisa entender os novos termos de PoE e se preocupar com a compra de sistemas correspondentes sempre que quiser instalar um novo dispositivo PoE em sua casa ou escritório.