PoE | Padrão IEEE 802.3bt - Conheça a nova geração do Power over Ethernet


Desde 2003 quando foi lançado o padrão PoE (Power over Ethernet), aumentou radicalmente a utilização do padrão em vários dispositivos, principalmente nos equipamentos de segurança eletrônica (câmera IP, NVR, HVR e XVR) e Telecom (telefone com tecnologia VOIP e Switch). A tecnologia PoE disponibiliza várias vantagens para instalação da infraestrutura do projeto. Já que possibilita o fornecimento de energia elétrica no mesmo cabo metálico de dados.

O principal fator problemático da tecnologia PoE para aplicações atuais, é a disponibilidade de energia elétrica para o hardware dos equipamentos. Muitas das vezes o 15,4W é fonte de energia suficiente para a maiorias dos dispositivos. Exemplo: telefone VOIP, Access Point (ponto de acesso) nos padrões 802.11 a/b/g, câmera IP (padrão IEEE 802.3af) e também câmera IP com o recurso pan-tilt-zoom (PTZ). Por razões do avanço tecnológico, o Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers), criou o novo padrão IEEE 802.3at em 2009 para ter a capacidade de fornecer energia elétrica até 30W aos novos dispositivos.

Atualmente (2019) já existe uma necessidade muito alta por fornecimento de energia acima de 30W IEEE (802.3at) para os novos dispositivos conectados à rede Ethernet, por exemplo: câmera IP de videvigilância com recurso PTZ (pan-tilt-zoom), IoT (internet das coisas), POS (Point of Sale ou Point of Service), iluminação por LED ou até Access Point (ponto de acesso) nos padrões 802.11ac e 802.11ax.

Com o lançamento do padrão IEEE 802.3bt, aumentou a capacidade máxima de fornecimento elétrico da tecnologia PoE, já que o padrão utiliza os quatro pares da estrutura da fiação do cabo metálico. A tecnologia estende as informações de classificação de energia trocadas durante a negociação inicial para permitir capacidade significativa de gerenciamento de energia, permitindo suporte a várias classes PoE. Esses aprimoramentos resolvem o desafio de maior potência e torna mais eficiente o sistema na entrega de PoE.

As atividades (CFI) do padrão IEEE 802.3bt começaram no início de 2013, mas a ratificação da norma só ocorreu em setembro de 2018. O novo padrão atende às necessidades existentes do mercado de tecnologia PoE e também é considerada como inovadora para o mercado de tecnologia.



Type


Standard
PSE Minimum
Input Power
PD Minimum
Input Power
Ensured

Cable
Category

Cable Length

Power Over
Type 1
IEEE 802.3af
15.4W
12.95W
Cat5e
100m
2 pairs
Type 2
IEEE 802.3at
30W
25.5W
Cat5e
100m
2 pairs
PoH
PoH
95W
72W-95W¹
Cat5e/6
100m
4 pairs
 ¹ A capacidade de potência estendida permite que a energia de entrada do PD alcance até 95W se o comprimento do canal for conhecido.

Principais características do novo protocolo IEEE 802.3bt:
• introduz PSEs / PDs Tipo 3 e Tipo 4
• suporte a duas construções de PD: PD de assinatura única e PD de assinatura dupla
• trabalhando mais de quatro pares
• Classes adicionais - classe 5 a classe 8 - e melhor processo de identificação mútua
• Funcionalidade automática de classe
• Capacidade de energia estendida se o comprimento do canal for conhecido
• Suporte de baixa energia em espera
• 10G-BASE-T com PoE

A tabela a seguir mostra os recursos e características do PoE do novo padrão IEEE 802.3bt.

Type

Standard

PSE Minimum
Output Power
PD Minimum
Input Power

Cable
Category

Cable Length

Power Over
Type 1
IEEE 802.3af
15.4W
12.95W
Cat5e
100m
2 pairs
Type 2
IEEE 802.3at
30W
25.5W
Cat5e
100m
2 pairs

Type 3

IEEE 802.3bt

60W

51W-60W¹

Cat5e

100m
2 or 4 pairs class 0-4
4 pairs class 5-6
Type 4
IEEE 802.3bt
90W
71W-90W¹
Cat5e
100m
4 pairs class 7-8
 ¹ A capacidade de potência estendida permite que a potência de entrada PD alcance até 60W no Tipo 3 e até 90W no Tipo 4 se o comprimento do canal for conhecido.

Potência máxima por porta RJ45 utilizando a tecnologia Power over Ethernet
O principal objetivo desta norma é cumprir o suprimento de energia elétrica limitada e a tensão extra baixa de segurança (SELV) que são requisitos definidos na ISO/IEC 60950. Resumindo, essa conformidade significa que o fornecimento de energia por questão de segurança utilizando a tecnologia PoE, NÃO pode exceder 100W por porta RJ45. Apesar desse limite de fornecimento de energia, a capacidade de 100W por porta RJ45, é suficiente para suprir o fornecimento de energia aos novos dispositivos com padrão IEEE.

A ilustração a seguir (Figura 1) mostra a conexão de energia de dois pares de fios com a energia sendo fornecida apenas nos pares vermelhos, enquanto os dados são entregues em todos os quatro pares em azul. A ilustração mostra a entrega de energia pelos fios 1, 2, 3 e 6, a energia também pode ser alternativamente entregue nos fios 4, 5, 7 e 8, pois ambas as opções são alternativas válidas no padrão IEEE 802.3.

- Figura 1 -

Na próxima ilustração (Figura 2), mostra a conexão de energia de quatro pares de fios em que a energia é fornecida pelos 8 fios da conexão.
- Figura 2 -

O padrão distingue entre dois tipos de PDs de quatro pares: PD com distribuição simples e PD com distribuição dupla. A implementação de cada alternativa é mostrada nas seguintes figuras, figura 3 e figura 4.
- Figura 3 - Distribuição Simples -

- Figura 4 - Distribuição Dupla -

Um PSE IEEE 802.3bt identificará o tipo de PD e definirá a necessidade de energia para o dispositivo. De acordo com a natureza da aplicação, PD de distribuição simples ou PD com distribuição dupla. O suporte a ambas as arquiteturas é ideal, pois permite mais dispositivos a serem alimentados por PoE. PDs de distribuição dupla permitem suportar duas cargas independentes de energia, cada uma com diferente classe de carga. Por exemplo: uma câmera de videovigilância construída com PD de distribuição dupla, um par pode ser conectado à câmera IP e o outro par pode alimentar um dispositivo IoT.




"Lembre-se: Com este novo padrão de protocolo para a tecnologia PoE, você vai poder alimentar vários dispositivos diferentes ao mesmo tempo, além da câmera IP de um sistemas de videovigilância. Detalhe: Único cabo metálico para alimentar até 3 dispositivos diferentes. Inclusive os equipamentos IoT (Internet das Coisas."



Fonte: Microchip Technology Inc.
Contatos: (11) 98137-7377 - WhatsApp e (11) 95030-7206

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