Estendendo o alcance de dispositivos alimentados por PoE: 100 metros não é mais o limite

À medida que mais organizações se esforçam para integrar segurança física, conectividade sem fio e sistemas de automação predial com sua rede IP geral, surgem novos desafios. O principal desses desafios é como fornecer conectividade de energia e dados para dispositivos que precisam ser posicionados em locais distantes do hardware de rede.

O Power over Ethernet oferece uma abordagem conveniente e econômica para fornecer conectividade de energia e dados em uma única conexão. No entanto, essa abordagem tem sido tradicionalmente limitada pelo alcance padrão de 100 metros da Ethernet em um sistema de cabeamento de par trançado. Embora o cabeamento de fibra óptica forneça recursos de alcance significativos para transmissão de dados, a energia local ainda é necessária e tem sido cara e inconveniente para fornecer energia local a uma única câmera, ponto de acesso sem fio ou dispositivo de controle de acesso. O que era necessário era um sistema que combinasse os melhores aspectos de alcance de transmissão de fibra óptica e a conveniência de Power over Ethernet.

Existem opções disponíveis hoje para enfrentar o desafio de oferecer suporte a dispositivos remotos. Cada opção será considerada neste documento, que também destacará os benefícios a serem obtidos de um sistema que estende o alcance de PoE e PoE+ bem além de 100 metros, sem necessidade de energia local, backups de energia adicionais ou prestadores de serviços elétricos adicionais. O sistema OneReach™ será considerado um exemplo de solução completa, simples e integrada para oferecer exatamente esses benefícios.

O Power over Ethernet (PoE) foi padronizado pela primeira vez em 2003 com IEEE 802.3af, fornecendo até 15 W de energia CC com um mínimo de 12,95 W disponível para o dispositivo alimentado. Os aplicativos iniciais visados ​​para suporte eram telefones IP, pontos de acesso sem fio (WAP) e câmeras IP. A capacidade de alimentar dispositivos IP provou ser muito econômica. Com o passar dos anos e os telefones VoIP avançados começaram a exigir mais energia, o IEEE ratificou 802.3at em 2009, permitindo até 30 W de energia CC com 25,5 W de energia disponível para o dispositivo alimentado. Em setembro de 2018, o 802.3bt foi ratificado e o Tipo III (60W) e o Tipo IV (90W) de potência foram disponibilizados.

Eliminar a necessidade de uma tomada separada oferece várias vantagens:

A energia fornecida através do cabo é nominalmente 48 VCC. Hoje, a tensão é comumente fornecida pelo switch Ethernet. Essa configuração é conhecida como sistema "end span", pois a energia é gerada no final do canal de cabeamento. No entanto, para switches herdados que não possuem a capacidade de fornecer energia, os sistemas "mid-span" podem injetar a energia ao longo do cabeamento. A injeção de energia no meio do intervalo geralmente ocorre no patch panel perto de onde o switch Ethernet reside, mas pode ser inserido em qualquer lugar ao longo do link.figura 1ilustra os conceitos.

Figura 1.

Embora o PoE seja claramente uma tecnologia de sucesso, existem fatores limitantes. Um dos desafios mais significativos com a tecnologia PoE é o alcance físico. Por se tratar de um canal Ethernet, a distância máxima é de 100 m em um cabo categoria. Para muitas aplicações, esse comprimento de link é suficiente. Mas para cada vez mais dispositivos, a distância tradicional de 100 m (328 pés) é insuficiente. Na verdade, tornou-se comum ter uma câmera IP instalada a 120 metros de distância do switch. A câmera pode ligar se uma voltagem suficiente atingir a câmera, mas a distância é muito longa para o canal de comunicação de dados, portanto, nenhum sinal de vídeo chega ao armário. É importante observar que a distância é medida pelo comprimento do cabo, que pode ser significativamente maior do que a distância em linha reta entre a chave e o PD devido à torção de cada par de condutores.

Quando essas situações são encontradas, alternativas devem ser desenvolvidas. Uma solução é instalar uma tomada elétrica em algum lugar próximo ao dispositivo alimentado, conforme ilustrado naFigura 2 . Assim que uma tomada elétrica estiver instalada, várias opções estarão disponíveis. Por exemplo, outro switch Ethernet poderia ser instalado, o qual seria conectado de volta ao armário principal com um backbone de fibra ótica. Ou, um conversor de mídia tradicional pode ser usado, novamente com uma conexão de fibra de volta ao switch principal.