Los retos del Power Over Ethernet

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El nacimiento alrededor del año 2000 de las tecnologías wifi (redes inalámbricas) y VoIP (telefonía IP), y su posterior despliegue a gran escala, planteó de forma inmediata una nueva forma de utilizar los cables de cobre de cuatro pares trenzados que se utilizan en las redes de datos.

Tanto los teléfonos IP como los puntos de acceso de las redes inalámbricas son dispositivos activos que requieren alimentación eléctrica, y por otro lado se conectan a través de un conector RJ45 y un cable de cuatro pares a la red de datos. De ahí surgió la idea de alimentarlos no a través de una toma de corriente de 220Vac y su correspondiente fuente de alimentación, si no directamente a través del propio cable de datos.

Y así nació en el año 2003 la primera versión de lo que se dio en llamar PoE (Power over Ethernet): El estándar IEEE 802.3af. Dicho estándar definía cómo alimentar dispositivos remotos a través del cable de cuatro pares, utilizando los dos pares que quedaban libres en las aplicaciones de Ethernet a 10Mbps y 100Mbps, por medio de corriente continua, y con una potentica máxima de 15W.

El éxito del PoE

El PoE se popularizó rápidamente debido a su sencillez de instalación, y se empezó a ampliar la gama de dispositivos que podían alimentarse directamente a través del puerto RJ45, como por ejemplo las cámaras de vídeo IP, que en aquella época empezaban a sustituir a las cámaras de seguridad basadas en cable coaxial.

Su tremendo éxito para esas tres aplicaciones iniciales (puntos de acceso wifi, teléfonos IP y cámaras IP), junto con la convergencia de otro tipo de dispositivos hacia interfaces RJ45 y tecnología IP, motivó que al poco tiempo se planteara ampliar la potencia máxima, publicándose en 2009 el estándar IEEE 802.3at, que definía un PoE+ o de tipo 2, con una potencia máxima de 30W.

Esto facilitó que el abanico de dispositivos que podían beneficiarse de esta tecnología PoE se extendiera considerablemente, y empezaron a aparecer en el mercado lectores RFID, cámaras motorizadas o videoteléfonos, que gracias a esa potencia de 30W ya podían alimentarse a través del cableado de datos.

El presente y futuro del Power over Ethernet

En fechas mucho más recientes el escenario ha cambiado considerablemente, ya que en 2017 se publicó el estándar IEEE 802.3bt, que define un PoE Tipo 3 de 60W, y un Tipo 4 de 100W, utilizando los cuatro pares del cable de datos (dos para el positivo de la alimentación de corriente continua y dos para el negativo) en lugar de los dos pares que se habían utilizado hasta entonces.

Estos nuevos PoE de 60 y 100W ofrecen unas ventajas indudables, ya que con estos niveles de potencia podemos alimentar por ejemplo cámaras calefactadas, TPV, u ordenadores portátiles, y si llegamos a los 100W del Tipo 4 se pueden llegar a alimentar pantallas de televisión, ordenadores de escritorio, y lo que es más interesante de todo: Luminarias LED inteligentes.

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En un futuro muy cercano los edificios de oficinas contarán con iluminación LED inteligente, que permita controlar el nivel de luminosidad o la temperatura de color de las luminarias en función de la ocupación de cada espacio o de las condiciones ambientales. Estas luminarias precisan conectarse a la red de datos, y este PoE de Tipo 4 permite que se alimenten a través de ese mismo cable de datos. Además del ahorro de cableado que esto supone, evitando tener en paralelo con el cableado de datos otro cableado eléctrico, esto resulta mucho más eficiente desde el punto de vista energético, ya que las luminarias led funcionan con corriente continua, y alimentarlas a 220Vac implica tener que rectificar esa corriente alterna, con las pérdidas que esto conlleva.

Retos desde la perspectiva del cableado de datos

Pero desde el punto de vista del cableado de datos este nuevo PoE de 100W plantea unos retos considerables:

Por un lado, nos encontramos con el problema del calentamiento de los cables, que en distancias de 90 metros y utilizando 100W puede llegar a ser muy importante. A este respecto, ya están publicados distintos estándares con recomendaciones de instalación, como limitar el número de cables en un mazo, o utilizar canalizaciones abiertas en lugar de cerradas para optimizar el flujo de aire alrededor de los cables.

Además, pensando en aplicaciones PoE, resulta conveniente optar por cables apantallados en lugar de UTP (no apantallados), ya que las pantallas metálicas de los primeros ayudan a disipar el calor formado en los núcleos conductores de cobre, y conviene estudiar las hojas técnicas de los fabricantes, para seleccionar aquellos que garanticen un mayor rango de temperatura de operación del cable.

Por otro lado, es inevitable que se produzca un arco eléctrico entre los contactos del conector RJ45 cuando se desconecta “en caliente” un dispositivo remoto alimentado a 100W, e incluso durante un funcionamiento normal, se ha comprobado que por vibraciones en los armarios repartidores se pueden producir micro-desconexiones y pequeños arcos eléctricos que dañen los contactos y acumulen carbonilla en los mismos. La única solución frente a esto es utilizar conectores RJ45 garantizados expresamente para PoE de 100W.

En definitiva, al realizar una instalación de cableado de datos, la mejor recomendación para que esté realmente preparada para soportar Power over Ethernet de 100W es utilizar productos de calidad, de fabricantes reconocidos.

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