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Jueves, 21 Febrero 2019

PoE: nuevas versiones en el estándar y sus impactos en aplicaciones de seguridad

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Desde el lanzamiento del primer estándar PoE (Power Over Ethernet) por el Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (IEEE) en 2003 su uso se ha venido incrementando de manera muy importante y se ha convertido en un estándar a tener en cuenta por nuevas aplicaciones que rodean nuestro entorno, muy popular en CCTV IP, controles de acceso entre otros sistemas.  

PoE: nuevas versiones en el estándar y sus impactos en aplicaciones de seguridad

El estándar PoE tiene muchos beneficios que se relacionan con la facilidad de instalación con lo cual se logran ahorros en implementaciones a la vez que provee una fuente de potencia estable y segura para su uso en todo el mundo.

Como sabemos, la principal limitante que afecta al estándar PoE para su uso en nuevas aplicaciones es la cantidad de potencia disponible, mientras que en sus comienzos se contaba con capacidad de 15.4 W de potencia en un equipo fuente o alimentador este nivel de potencia era suficiente en muchos casos, por ejemplo para telefonía IP pero no lo era para alimentar cámaras PTZ IP o terminales telefónicas con video, etc. Dada la demanda de mayores niveles de potencia el Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica IEEE lanzó en 2009 la versión IEEE 802.3at con el cual se proveen hasta 30 W en el equipo PoE fuente o alimentador.

Actualmente hay una demanda creciente por niveles de mayor potencia en las redes Ethernet que permita la conexión de equipos a la red como cámaras especiales PTZ más robustas,  las cuales incorporan varias cámaras en una solo estructura como las Axis de la serie Q6000 o las PanoVu de Hikvision, terminales POS, Iluminación LED, access points de mayor potencia, etc., tecnologías cada vez en mayor auge. Es por ello que a finales de 2017 IEEE anuncia el nuevo estándar IEEE 802.3bt el cual logra tener un incremento de potencia disponible utilizando todos los pares del de la estructura de cableado.

Con este estándar es posible transmitir más potencia. De hecho, con las ultimas especificaciones del estándar PoE 802.3bt se triplican los niveles de suministro de potencia.

Pero,  ¿cómo este incremento en potencia impacta en nuestros proyectos de seguridad?

 En esta nota explicamos:

  • Las nuevas clases y niveles máximos de potencia entregados.
  • Equipos que suministran Potentecia Vs Equipos que reciben Potencia.
  • Impacto sobre CCTV IP, switches, NVR´s y monitores.
  • Cableado
  • Potencial de PoE en aplicaciones de iluminación y señalización.

Características del nuevo estándar

Ratificado en septiembre de 2018, el nuevo estándar tiene la capacidad de impulsar potencia en equipos generadores de 30 a 90 watts lo que implica un aumento de tres veces la capacidad anterior (IEEE 802.3at) y eleva la potencia en equipos receptores hasta 71.3 watts.

En el nuevo estándar 802.3bt menciona frecuentemente equipos alimentadores y alimentados haciendo referencia a Alimentadores los equipos que suministran potencia como switches, Inyectores PoE o midspans, NVRs, entre otros, y Alimentados aquellos que reciben potencia como cámaras, access points, controladores, etc.

En la siguiente imagen se ilustra una aplicación típica de PoE para CCTV IP  algo ya muy común en la industria.

PoE seguridad 2Relación entre equipo fuente y equipo receptor

En el estándar PoE la potencia es mayor en la fuente o equipo alimentador que en el equipo final o equipo alimentado. La diferencia es un factor de perdida de potencia sobre el máximo recorrido de cable; que en el caso de PoE por tratarse de un estándar sobre redes Ethernet es de 100 metros. Sin embargo, y como sabemos es posible ampliar dicha distancia con el uso de repetidores PoE, su uso supone pérdida de potencia por cada repetidor implementado, lo cual debe tenerse en cuenta según los niveles mínimos de potencia requeridos por el equipo alimentado de modo tal que se asegure su correcto funcionamiento.

Nuevas clases en el estándar

Recordemos que en el estándar IEEE PoE se habla de ‘clases’ que no es más de la cantidad de potencia especificada para el uso de los equipos receptores o alimentados en función del tipo de estándar.

El nuevo estándar IEEE 802.3bt adiciona 4 nuevas clases a las existentes teniendo un total de nueve clases 0-8. Un segmento adicional 'Class 8+’, ha sido reservado para una a futura expansión.

El desglose de potencia disponible en cada clase se puede apreciar en la siguiente tabla:

PoE seguridad tabla 3Fuente: Next-Generation PoE: IEEE 802.3bt

¿Cumple el cable Cat 5e con el nuevo estándar?

Para sorpresa de muchos, el estándar IEEE PoE 802.3bt trabaja con cable Cat 5e y no requiere mayor calibre conductor como cable Cat 6 o 6A. La compatibilidad de cable Cat 5e recomendado es 22 -24 AWG UTP usado por los estándar anteriores PoE. Algunos fabricantes han especulado que se requiere conductores de mayor calibre para PoE802.3bt debido a la necesidad de disipación de calor producida por la transmisión de grandes cantidades de información en paquetes sobre los conductores, sin embargo, esto no ha sido corroborado en la ratificación del estándar.

Impacto reducido en CCTV y control de accesos

En general la mayoría de equipos en CCTV IP trabajan bien y es suficiente 30w o menos, en muy pocos casos requieren más potencia en donde se necesite llegar al umbral de los 60W y mucho menos aproximándose a los 90W, la mayoría de cámaras no usa más del nivel de potencia en  “clase 3” de modo tal que con la posibilidad de tener hasta 90W no se generará impacto en diseños relacionados con cámaras por ahora claro está.

Para los sistemas de Control de acceso con el suministro de potencia de las clases 802.3af es suficiente por lo cual generalmente no requieren el uso de 802.3at. De hecho, a manera de especulación, no pareciera que se será requerido adoptar 'bt' para este tipo aplicaciones, sin embargo, con el tiempo sistemas controladores especializados diseñados para soportar múltiples controles de puertas y con la inclusión de más elementos de control de salidas de relevo con mayores consumos de corriente pueden emerger en el mercado y requerir el estándar. La alimentación de equipos como cerraduras magnéticas, módulos de accionamiento de alta corriente incorporados directamente en el controlador podrán ser más comunes, así como más equipos similares para accionamiento en campo, como video citófonos, portones con, motores etc.

Switches / Grabadores

Con estándares previos a PoE 802.3bt ya se incluyen elementos embebidos como switches en NVR’s y monitores de visualización con la potencia adicional disponible, estos diseños de equipos tienden a incrementar su rendimiento y capacidades; por lo que eventualmente usen 802.3bt

Iluminación y señalización

Con el aumento del potencial de PoE sobre tecnologías en IoT (Internet de las cosas) se abren las opciones de crecimiento de aplicaciones PoE que antes no se pensaban en desarrollos para ciertas categorías, por ejemplo iluminación PoE, el cual estaba limitado o restringido a los niveles máximos de potencias de los estándares existentes.

Ahora con tendencias como digital ceiling o techos digitales de CISCO como plataformas de integración en automatización en el mercado de eco-construcción se abren caminos en la transmisión de potencia donde el IEEE 802.3bt podrá ser el protagonista, dado que configuraciones de lazos de iluminación con dispositivos en configuración de cadena o daisy-chain, se tendrán soluciones que se proyectan bastante costo-eficientes, cerrando la brecha de precio con las soluciones convencionales eléctricas y de alto voltaje en iluminación, solo por dar un ejemplo, también la industria del sonido ambiental se abre camino con esta nueva alternativa.

PoE seguridad ubiquiti iluminacion 4Iluminación gestionada por red. fuente: www.ui.com/products/#unifiLed 

Recientemente Ubiquiti se unió al mercado de  iluminación PoE, anunciando una lámpara de 25.5W que opera con un solo puerto 802.3at. Ahora, con 802.3bt, 4 de estas lámparas podrían ser alimentadas por un solo puerto, mejorando la relación costo beneficio sobre el uso de alto voltaje en AC convencional.

Adicionalmente a las tecnologías de iluminación se suma la tendencia de divulgación de contenidos de información en el mercado de retail, es decir, señalización por medio de pantallas tipo LED. Actualmente los paneles de anuncios PoE están limitados a aproximadamente 10" -12", pero unidades de mayor tamaño estarán disponibles con más potencia gracias IEEE 802.3bt

PoE seguridad senalizacion 5Paneles anunciadores o de señalización PoE

Conclusión

El estándar PoE IEEE802.3bt ofrece múltiples beneficios en función de la  potencia entregada según su clase. Se abren las puertas para desarrollos más ambiciosos y de creciente utilidad en el mundo de IoT,  así como de eco-construcción haciendo cada vez más las soluciones costo-eficientes con la implementación de menos cableado y costos de instalación, así como de mantenimiento, acercando cada vez más la tecnología a los usuarios finales. Será nuestro reto estar a la vanguardia de dichos desarrollos en nuestros proyectos.

Jairo Rojas Campo

Ing. Electrónico de la Universidad Javeriana, especialista en Gerencia de Proyectos, con experiencia como líder de gestión de proyectos en varias empresas reconocidas del gremio de seguridad en el país desde el 2001. Cuenta con múltiples certificaciones en seguridad electrónica en las líneas de CCTV, sistemas de alarmas de intrusión, detección de incendio, controles de acceso, plataformas de integración entre otras. Actualmente realiza actividades orientadas a la transferencia de su conocimiento y experiencia a equipos de trabajo del sector, realiza diseño y especificación de proyectos. Jairo hace parte del equipo de editores colaboradores de TECNOSeguro.

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