Power over ethernet

1
DISCIPLINA: Projetos de Redes Metálicas ANO: ALUNO(A):...............................................................................TURMA:.........
Power Over Ethernet
O padrão IEEE 802.3.af de 2003, especifica as condições para transmissão de potência DC em cabos UTP 4 pares categorias 5e e 6.
Através da transmissão de potência DC nos cabos UTP é possível:
–
–
–
–
alimentar telefones IP (VOIP).
alimentar wireless access points (WAPs).
alimentar câmeras IP.
alimentar sensores.
A motivação inicial para o desenvolvimento da POE foi a alimentação de telefones VOIP. A alimentação utilizando o cabo de dados, por onde já é transmitido o sinal de comunicação, eliminaria a necessidade da alimentação do telefone pela rede elétrica convencional. Assim, como na telefonia comum, o telefone VOIP seria alimentado remotamente, podendo inclusive operar na falta de energia elétrica convencional, bastando para isso que o equipamento fonte do POE dispusesse de um no­break.
A maior vantagem do uso do POE está em eliminar a fiação elétrica própria para alimentação de equipamentos de baixa potência. Além disso, através do simple network manegement protocol (SNMP) é possível monitoramento remoto da alimentação do dispositivo e os equipamentos fontes podem fornecer energia vinculada a no­breaks, viabilizando a continuação da operação dos equipamentos consumidores de energia mesmo na falta de energia na rede elétrica.
1) Classificação dos equipamentos:
a) Equipamento fonte (Power Sourcing Equipament – PSE)
Os equipamentos fontes, podem ser equipamentos ativos (ex: switch, hub, roteador) ou blocos de conexão (ex: patch panel, bloco 110). Todos os equipamentos fontes fazem um teste para verificar se numa de suas portas foi conectado um equipamento consumidor tipo POE ou não. A verificação elimina a possibilidade de queima de equipamento consumidor, caso o mesmo não esteja preparado para receber POE.
2
b) Equipamento consumidor (Powered Device – PD)
2) Forma de envio da potência elétrica
Pelo padrão POE a potência elétrica é enviada através de corrente contínua e utiliza a técnica de circuito fantasma para eliminar possíveis interferências no sinal de comunicação.
3) Configurações de links POE
Conforme a posição do equipamento fonte (PSE) no link de comunicação podemos ter uma configuração:
a) End Span – O equipamento fonte é um equipamento ativo de rede (switch)
A potência é gerada no mesmo equipamento que manipula o sinal de comunicação. Os pares utilizados para a transmissão de energia são os mesmos utilizados para a transmissão do sinal de comunicação. Um par é conectado ao terminal positivo da fonte, enquanto o outro é conectado ao terminal negativo. A ligação da fonte e do equipamento consumidor ao par de transmissão é realizada pelo tap central de um transformador, evitando a indução de tensão nos terminais de dados dos dispositivos.
Tx1
Dispositivo consumidor
cabo UTP de quatro pares
Equipamento ativo
I/2
I/2 I
I/2
I/2
I
I
I
Rx1
I/2
I/2
I/2
I/2
Rx2
Para a alimentação do dispositivo
Tx2
A transmissão de potência é realizada pelos pares que transmitem o sinal. O
circuito é formado pelos dois pares com os pólos da fonte sendo conectados no tap
central do transformador. Esta configuração serve para evitar que possíveis oscilações
no circuito de alimentação gerem ruídos nos transmissores e receptores. Com a
3
divisão da corrente entre os enrolamentos, as quais percorrem parcela do enrolamento
em sentidos contrários, eventuais correntes induzidas no primário do transformador
serão compensadas, pois terão polaridades invertidas. A essa técnica de transmissão é
dado o nome de circuito fantasma.
b) Midspan – A fonte é adicionada num equipamento passivo (patch panel, bloco 110, ...)
A potência é gerada no bloco de conexão que interliga o cabo do equipamento com o restante da rede. Os pares utilizados para a transmissão de energia são os que não estão sendo utilizados para transmissão de dados. Um par é conectado ao terminal positivo da fonte, enquanto o outro é conectado ao terminal negativo. A ligação da fonte e do equipamento consumidor ao par é realizada pelo tap central de um transformador, evitando a indução de tensão nos terminais de dados dos dispositivos.
cabo UTP de quatro pares
Equipamento ativo
Dispositivo consumidor
Rx2
Tx1
Rx1
Tx2
I/2
I/2
I/2
I/2
I
I
I
I/2
I/2
I/2
I/2
Para a alimentação do dispositivo
A transmissão de potência é realizada pelos pares que não transmitem o sinal de
comunicação. A técnica utilizada continua sendo a do circuito fantasma, evitando
possíveis interferências nos primários dos transformadores.
.
4) Procedimento para verificação da presença do equipamento POE
Para evitar a queima de equipamentos o equipamento fonte (PSE) deve realizar um teste antes de enviar a potência de alimentação para o dispositivo consumidor (PD).
Quando o PSE identifica a conexão de um novo dispositivo em uma das suas portas, ele envia uma tensão entre 1,8 e 10V. Se o dispositivo conectado for PD irá conectar na entrada da linha uma resistência de 15 a 33 K. A identificação é 4
baseada no valor da corrente que circulará no circuito. Após o reconhecimento o PSE envia uma tensão de 48V e uma corrente máxima de 350 mA. Mesmo com a atenuação na linha de transmissão, o sistema garante 12,95 W no mínimo para o dispositivo consumidor. Enquanto o PD estiver ligado este deve consumir no mínimo de 5 a 10 mA durante 60ms entre períodos de 400 ms sem consumo, caso contrário o PSE corta a fornecimento e reinicia o processo de reconhecimento.
Alguns equipamentos fontes continuam a monitorar o enlace após o início do fornecimento de energia. 5) Classe de operação em função da potência e da resistência.
Após a verificação do PD as resistências de verificação são desconectadas, em seu lugar são colocados resistores para identificar a classe do dispositivo. As classes estão associadas ao nível de consumo dos equipamentos, conforme indica a tabela abaixo.
Classe
Resistência de classificação
Potência de consumo em (W)
0
4420 1%
0,44 até 12,95
1
953 1%
0,44 até 3,84
2
549 1%
3,84 até 6,49
3
357 1%
6,49 até 12,95
4
255 1%
12, 95 até 25,50