Potencia sobre Ethernet (PoE) de cuatro pares

Potencia sobre Ethernet (PoE) de cuatro pares

Durante varios años, ha estado desplegando instalaciones de cableado que admiten Potencia sobre Ethernet (PoE) para una variedad de dispositivos como teléfonos VoIP y cámaras de seguridad. Hasta ahora, un máximo de 30 vatios es todo lo que se le pedía que admitiera; pero con la gran cantidad de dispositivos que actualmente pueden aprovechar los niveles más altos de PoE, como los últimos puntos de acceso Wi-Fi 802.11ac, pantallas digitales e incluso los ordenadores de escritorio... sus clientes están comenzando a solicitar una PoE de cuatro pares. Este artículo ofrece novedades sobre cuatro temas relacionados con la PoE: las normas propuestas, los requisitos de cableado, la certificación de cableado LP y conexiones terminadas en el campo.

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Potencia sobre Ethernet (PoE) de cuatro pares

Potencia sobre Ethernet (PoE) de cuatro pares y su planta de cableado

Durante varios años, ha estado desplegando instalaciones de cableado que admiten Potencia sobre Ethernet (PoE) para una variedad de dispositivos como teléfonos VoIP y cámaras de seguridad. Hasta ahora, un máximo de 30 vatios es todo lo que se le pedía que admitiera; pero con la gran cantidad de dispositivos que actualmente pueden aprovechar los niveles más altos de PoE, como los últimos puntos de acceso Wi-Fi 802.11ac, pantallas digitales e incluso los ordenadores de escritorio... sus clientes están comenzando a solicitar una PoE de cuatro pares. Este artículo ofrece novedades sobre cuatro temas relacionados con la PoE: las normas propuestas, los requisitos de cableado, la certificación de cableado LP y conexiones terminadas en el campo.

Las normas propuestas

Empecemos por las diferencias entre los diferentes tipos de PoE. La PoE de tipo 1 ofrece hasta 15.4 W, con 13 W disponibles para el dispositivo, y la PoE de tipo 2 (a veces denominado PoE Plus) ofrece hasta 30 W, con 25.5 W disponibles para el dispositivo. Ambos ofrecen potencia en dos pares usando uno de dos métodos: alternativa A y alternativa B.

En la alternativa A, la potencia se entrega simultáneamente con los datos en los pares 1-2 y 3-6. En la Alternativa B, la potencia se entrega sobre pares de reserva 4-5 y 7-8. Mientras que la alternativa A es compatible con aplicaciones de dos pares (como 10/100BASE-T) y de cuatro pares (como 1000BASE-T), la alternativa B solo es compatible con las señales de datos que usan dos pares.

La última norma 802.3bt propuesta para PoE de cuatro pares incluye el tipo 3 y el tipo 4, los cuales ahora ofrecen potencia sobre los cuatro pares simultáneamente con datos. El PoE de tipo 3 entrega hasta 60 W, con 51 W disponibles para el dispositivo, mientras que el tipo 4 entrega hasta 90 W, con 71 W disponibles para el dispositivo.

Requisitos de cableado

En PoE de tipo 1 y tipo 2 usando la alternativa A, la potencia se transmite aplicando una tensión de modo común en los dos pares, lo que significa que la corriente se divide en partes iguales entre los dos conductores. Para que esto suceda, la resistencia de CC de cada conductor en el par debe estar equilibrada (igual), y cualquier diferencia se denomina desequilibrio de resistencia de CC. Demasiado desequilibrio puede distorsionar las señales de datos, causando errores de bit, retransmisiones e incluso enlaces de datos que no funcionan.

Al igual que la alternativa A de PoE de tipo 1 y tipo 2, PoE de tipo 3 y tipo 4 de cuatro pares también entrega potencia a través del voltaje de modo común, por lo que el desequilibrio de resistencia de CC también es importante aquí. Sin embargo, en el tipo 3 y tipo 4, ya no es solo el desequilibrio de resistencia de CC en cada par de lo que debe preocuparse. Un desequilibrio de resistencia de CC excesivo entre múltiples pares también puede causar estragos en la transmisión de datos y hacer que PoE deje de funcionar.

Aunque el cable de mala calidad con variaciones en el diámetro del conductor y la concentricidad (redondez) tiene un mayor riesgo de desequilibrio de resistencia de CC, las terminaciones inconsistentes donde los conductores individuales no se asientan correctamente dentro de los IDC también pueden causar desequilibrio de resistencia de CC. Entonces, si bien es posible que observe una especificación de desequilibrio de resistencia de CC en el cable de un proveedor, la comprobación en campo es realmente la única manera de garantizar el rendimiento del desequilibrio de resistencia de CC después de la instalación.

La serie DSX CableAnalyzer™ puede comprobar rápida y fácilmente el desequilibrio de resistencia de CC dentro de un par y entre pares, por lo que puede estar seguro de que la instalación del cableado que despliegue funcionará en aplicaciones PoE de dos y cuatro pares.

Aumento del calor y cableado de potencia limitada

Desafortunadamente, el desequilibrio de resistencia de CC no es lo único de lo que debe preocuparse. Cuando PoE se entrega sobre cableado de cobre de par trenzado, el aumento de la temperatura dentro del cable puede aumentar la pérdida de inserción. Esto puede provocar que un canal falle la comprobación de pérdida de inserción o que se reduzca la longitud del cable.

El calor generado por PoE es aún más un problema cuando varios cables que entregan PoE están juntos en un paquete ajustado, y cuanto mayor sea la potencia, mayor será el calor. El National Electric Code (Código Eléctrico Nacional) especifica la cantidad de cables permitidos en un paquete basado en el tamaño del conductor y la clasificación de temperatura para PoE de 60 W o superior. TIA también está desarrollando pautas para limitar el aumento de temperatura en un paquete.

Después de un estudio de investigación de hechos para investigar los efectos de niveles más altos de PoE aplicados sobre los cables en el paquete, Underwriter’s Laboratories (UL) introdujo una certificación limitada de energía (LP) para ayudar a simplificar la elección de cables para aplicaciones de PoE. La certificación LP indica que un cable ha sido comprobado para llevar a PoE al peor de los casos de instalación sin sobrepasar el grado de la temperatura del cable. La certificación representa grandes tamaños de haz, altas temperaturas ambientales y otros efectos ambientales tales como espacios cerrados o conductos.

Es importante entender que LP es una certificación, no un listado o una calificación. Así que a diferencia de otros listados UL o clasificación plenum o canalización vertical que son requeridos por NFPA 70 National Electric Code®, el cableado certificado por LP es una opción, no es un requisito. Y hablando de NEC®, la 2017 edición contiene nuevos requisitos que también abordan el tema de aumento de calor, pero solo cuando la potencia es superior a 60 W (tipo 3). Para estos casos, NEC incluye tablas de ampacidad que especifican que la ampacidad máxima permitida para un determinado tamaño de paquete de cableado, conductor de temperatura y clasificación de temperatura de cableado instalado en un ambiente de temperatura de 30°C (86°F). Debido a la ley NEC®, se requiere cumplir con estas tablas de ampacidad. Sin embargo, el NEC permite el uso de un cable certificado de LP como una alternativa a la tabla de ampacidad.

La buena noticia es que solo necesita preocuparse por este problema si está planeando ejecutar el PoE por encima de 60 W y la mayoría de los dispositivos PoE, incluyendo las luces LED, requiere menos que eso. La mala noticia es que usted nunca realmente sabe cuánta potencia podría enviarse sobre el cable, así que seguir las tablas de ampacidad o usar cableado certificado LP es un buen método para el futuro. Otras opciones incluyen el uso de cables con conductores de diámetro mayor, niveles más altos de temperatura o construcción blindada, así como simplemente elegir no utilizar paquetes de cableado.

Mientras que el desequilibrio de resistencia CC no es normalmente un problema en los cables de calidad superiores que tendrían un mayor grado de temperatura o certificación de LP, la mala mano de obra todavía puede causar demasiada resistencia desequilibrio. Por lo tanto, sigue siendo recomendable comprobar la resistencia de CC del cableado LP.

Enlaces terminados de conexión modular

Con Internet de las cosas (IoT) y el desarrollo de la tecnología de sensores, cada vez más dispositivos se están habilitando por IP y conectándose a la infraestructura de cableado horizontal de cobre. La mayoría de estos dispositivos, como luces LED, cámaras de seguridad, controles de automatización de edificios y puntos de acceso Wi-Fi incluyen un puerto RJ45 integrado para conectarse a la red.

Puede haber escenarios en los que no se utilice un canal típico de cuatro conectores al conectar estos tipos de dispositivos, especialmente aquellos que residen en el espacio del techo donde no es práctico instalar una placa frontal. En su lugar, solo hay un latiguillo en la sala de telecomunicaciones y el enlace permanente se termina en el otro extremo con un conector para que se pueda conectar directamente al dispositivo, esencialmente eliminando el cable del equipo. Esto crea lo que ahora se conoce como un Enlace terminado de conexión modular, o MPTL, y conforme esta aplicación se haga más común y se muestra en los estándares del sector, es bueno saber cómo comprobarlo hoy en día.

Algunos de los beneficios del uso de un enlace terminado con conexiones incluyen la mejora de la seguridad y la estética evitando latiguillos expuestos que pueden ser desconectados inadvertidamente o deliberadamente (piense en una cámara de seguridad) y la capacidad de adherirse al requisito de código de solo la colocación de los productos con capacidad de cámara en los espacios de manipulación de aire (no todos los latiguillos son clasificados como plenum).

El uso de un enlace que se termina a una conexión y elimina el cable del equipo se mencionó por primera vez en el 005 estándar de seguridad electrónica de BICSI y aparece de nuevo en 033 Information Communication Technology Design and Implementation Practices for Intelligent Buildings and Premises que se publicará a finales de este año. El estándar de automatización de edificios TIA-862 también reconoce la necesidad de eliminar un cable de equipo cuando se considera inviable o inseguro y específicamente permite el uso de un enlace terminado por una conexión. Esta aplicación se refirió originalmente como una “conexión directa del acoplamiento” pero debido a la confusión con conexiones directas del acoplamiento usadas en aplicaciones de cambio a servidor del centro de datos, la terminología ha evolucionado.

Si bien se reconoce por los estándares del sector como una aplicación, anteriormente no existían requisitos específicos de comprobación para un enlace terminado por conexión especificado por TIA. Por lo tanto, según lo recomendado por BICSI, estas conexiones fueron comprobadas originalmente usando la comprobación de enlace permanente de un solo conectador modificado. Esto se logró conectando la unidad de prueba principal en el panel de parches con un adaptador de enlace permanente, conectando la unidad remota en el extremo lejano con un adaptador de canal y eligiendo la aplicación “enlace permanente de un solo conector modificado” en el comprobador. El problema con el uso de un adaptador de canales en el extremo lejano es que la conexión acoplada en el extremo lejano fue excluida de la comprobación.

Con la proliferación de conexiones terminadas en el campo, y el potencial para una mala terminación de conexión, los organismos de normalización han reconocido la necesidad de un procedimiento de comprobación que incluya la conexión final del enchufe en el extremo más lejano. El borrador actual de la norma ANSI-TIA568.2-D incluye la configuración de MPTL y esta prueba ya está integrada en la serie DSX CableAnalyzer.

Herramientas de instalación

Incluso con una planta de cableado debidamente certificada, los técnicos que instalan PoE se encontrarán con problemas.  Tal vez el cable haya sido mal etiquetado, roto, conectado al puerto incorrecto o desconectado por completo. O es posible que el switch no esté configurado para transmitir la energía adecuada. La resolución de estos problemas puede llevar horas, si el técnico no puede ver lo que hay en el cable.  Después tienen que rastrear el cable para averiguar si está en buenas condiciones y dónde está conectado.  E incluso si resuelven eso, no pueden saber si la alimentación del switch está configurada correctamente a simple vista.  Después necesitarán comunicarse con TI para averiguar qué está pasando.

O podrían usar un comprobador sencillo como el MicroScanner PoE. Solo conéctelo y mostrará el nivel de potencia anunciado por el switch, junto con la velocidad de la conexión.  Esta información se puede comparar con los requisitos del dispositivo para determinar si puede funcionar correctamente.  Si el cable está dañado, el MicroScanner puede mostrar la distancia a la rotura o el corto.  Y si el cable se desconecta, puede generar un tono para el seguimiento por parte de nuestro IntelliTone de Pro 3000 F. Incluso puede mostrar el número de un identificador conectado al extremo lejano de un cable para determinar dónde está conectado.

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