Los sistemas de videovigilancia necesitan estar activos las 24 horas del día. Cumplir esa misión no sólo recae en la calidad de la cámara, depende en gran medida de la energía que recibe.
Power over Ethernet (PoE) es una tecnología que alimenta de energía a dispositivos como teléfonos o cámaras IP a través de la red. Proporciona la fuente de energía y conexión de datos para sistema de cámara IP PoE mediante cables de red como Cat5, Cat5e y Cat6. Dado que no es necesario conectar un cable de alimentación por separado a las cámaras, la instalación de videovigilancia IP se hizo mucho más sencilla y económica.
Aunque actualmente muchas cámaras sólo son compatibles con PoE, existen algunas excepciones, por ejemplo cuando se conectan mediante fibra óptica o de forma inalámbrica.
En las especificaciones es común ver las siglas PSE y PD. PSE significa Power Sourcing Equipment, y se refiere a los dispositivos que proveen la energía, como los interruptores, NVR y switches. Por otra parte, PD significa Powered Devices y son los equipos que reciben esta energía, en el caso de este artículo, las cámaras de vigilancia.
¿Cuáles son los estándares PoE?
Para resolver los problemas de compatibilidad se establecieron normas de referencia o estándares. Estos son:
En 2002, IEEE publicó el estándar 802.3af, que definía la potencia a través de Ethernet en hasta 15.4 W de CC, al tiempo que admitía 10BASE-T y 100BASE-T. La energía se entregó en dos de los cuatro pares trenzados de cable Cat 3 o superior. La mayoría de las cámara IP pueden alimentarse co este PoE.
En 2009, IEEE introdujo 802.3at, también conocido como el estándar PoE +. Esta actualización permite la entrega de hasta 30 W, y admite 1000BASE-T sobre CAT 5 o 6. También limitó la transmisión de potencia a dos de los cuatro pares de cables. Si bien los conmutadores PoE + son compatibles con dispositivos que requieren mayor potencia, también pueden detectar dispositivos que requieren 15 W o menos y entregar el nivel adecuado requerido.
En abril de 2013, IEEE anunció el grupo de estudio para crear 802.3bt, que definirá PoE en cuatro pares y admitirá 10GBASE-T. El nuevo estándar definirá dos niveles de PoE: el Tipo 3 admitirá hasta 60 W, y el Tipo 4 hasta 100 W, para dispositivos que requieren mayor potencia, como computadoras portátiles y televisores.
Power over HDBASET (PoH). HDBASET ofrece video, audio, 100Mbit / s Ethernet y energía. El estándar de POH se basa en el estándar 802.3at, modificado para permitir la entrega de hasta 100 W sobre 4 de 6 pares o 6 pares.
Clases de PoE
A los dispositivos PoE se les asigna una clase que va de 0 a 4 en función de la energía que necesitan, de modo que pueda suministrarle la cantidad correcta de alimentación.
Clase 0: Es la clasificación por default y abarca equipos que consumen potencia en un rango de 0.44 a 12.94 W.
Clase1: Se utiliza para equipos de poca potencia que llegan hasta 4 W.
Clase 2: Se usa para un consumo bajo que va de los 4 a los 7 W.
Clase 3: Esta clasificación se utiliza para dispositivos de potencia media, es decir, entre 7 y 15 W.
Clase 4: Para equipos de alta potencia que están en un rango entre 15.4 a 30 W, por ejemplo, las cámaras PTZ.
Cuando se conecta un dispositivo alimentado a un conmutador u otro PSE empieza un proceso de negociación, en el que el dispositivo y el conmutador determinan el voltaje y la potencia correctos y define qué clase se utilizará. Gracias a esto, la potencia no se duplicará accidentalmente si se conecta a dos fuentes potenciales de energía, pues el dispositivo no solicitará esa energía extra. Tampoco es probable que una cámara que usa fuentes de alimentación de bajo voltaje se dañe si se conecta a un puerto PoE, ya que no solicitará esa energía aunque esté disponible.
Es importante seguir los requisitos de potencia indicados en las especificaciones de cada cámara y no guiarse por las clases. Por ejemplo, una cámara IP con un consumo de energía específico de 6 W debería ser clase 2, pero probablemente esté clasificada como 0. Entonces los interruptores pueden asignar más potencia de la requerida y es posible que las cámaras no enciendan o la energía eléctrica se desconecte.
Cada fabricante publica las especificaciones para el consumo de energía y si la cámara es compatible o no con PoE. Por lo general, las cámaras IP consumen entre 4 y 7 W, pero es importante saber cuánta energía total necesita, ya que incluso si todas las cámaras son 802.3af PoE, el consumo puede variar desde 2 a 15 w.
Cuando varias cámaras son alimentadas por un solo dispositivo, es necesario verificar y sumar los requisitos de potencia individuales de las cámaras en el sistema, ya que si la potencia no es suficiente, algunos cámaras no encenderán o el suministro de energía se cortará constantemente.
Compatibilidad
Algunos fabricantes han lanzado sus propias variantes de PoE para ofrecer mayor potencia., sin embargo, sólo en algunas ocasiones estos pueden funcionar con equipos estándar, por lo que se aconseja verificar la compatibilidad antes de conectar el equipo.
Un PoE pasivo se encarga de suministrar energía de un punto a otro a través de dos cables sin el proceso de negociación. No es común en cámaras IP, pero en algunos casos los dispositivos pueden utilizarlo sin problemas. No es recomendable usarlo a menos que el equipo lo especifique.
Alternativa A y Alternativa B
La alimentación que entrega el PSE final alcanza el PD usando los pares de datos activos (normalmente el naranja y verde. Pines, 1/2 y 3/6) o pares separados (marrón y azul. Pines 4/5 y 7/8). A estas dos opciones se les denomina Alternativa A y Alternativa B, respectivamente. La Alternativa A usa los pares activos y la B usa los pares separados.
Aunque la mayoría de los dispositivos de vigilancia detectan automáticamente qué pares se utilizan para suministrar energía, muchos dispositivos PoE pueden funcionar con ambas alternativas y unos pocos conectores son específicos de tipo alternante. Independientemente del del estándar de cableado que se use, si las fuentes de alimentación y los dispositivos cumplen con la especificación 802.3af/at, las conexiones de alimentación se realizarán de la misma manera.
Limitaciones de distancia
PoE tiene la misma limitación de 100 metros que la red Ethernet. Para que los datos transportados por el cable no se degraden más allá de 100 m, existen dos opciones: extensores y PoE patentados de larga duración.
Los extensores PoE brindan una distancia total de 300 a 600 m, y son pares de adaptadores para cada cámara con alimentación inyectada en la cabecera.
Algunos fabricantes han lanzado dispositivos que ofrecen distancias de 300 a 500 metros sin extensores inyectando mayor voltaje para contrarrestar la caída de potencia en distancias más largas. Estas variaciones no están estandarizadas y se especifican para que funcionen en unos pocos productos. Una cámara estándar utilizada con este tipo de PoE puede sufrir daños.
PoE a través de Switch, Midspan o NVR
PoE Puede entregar energía de tres formas:
Switch: Es el más frecuente y al utilizarlo se debe confirmar que la alimentación esté disponible en todos los puertos del conmutador. En aquellos de gama baja o de bajo consumo de energía es común habilitar PoE sólo en uno o la mitad de los puertos disponibles, proporcionando la mitad de la potencia necesaria para una compatibilidad completa con el estándar 802.3af, lo que provoca que las cámaras se desconecten de forma aleatoria.
Midspan: Resulta conveniente usar midspan cuando ya se tiene uno o más switches que no son PoE, o incluso otros dispositivos como routers que tradicionalmente no permiten alimentar otros equipos, evitando tener que cambiarlos por otros que sí sean PoE y que serían más caros. También hay switches que aunque son PoE, sólo disponen de una parte de sus puertos con esta función, por lo que es útil usar un midspan cuando ya se han utilizado todas las entradas PoE disponibles.
Los inyectores de corriente alterna son una buena opción en aplicaciones donde se desean cámaras PoE pero no existe una red PoE, o donde los requisitos especiales de PoE se pueden satisfacer de forma más económica. Algunos prefieren esta opción porque permite separar la selección de conmutadores y el soporte por la potencia del switch PoE.
NVR integrados en PoE: Es la opción más frecuente para sistemas pequeños ya que elimina la compra y conexión a un conmutador PoE independiente, pero debe tener mucho cuidado en el cálculo de energía, ya que estas unidades suelen admitir clases de menor potencia y probablemente no sean compatibles con 802.3at.
El switch PoE hace que la instalación de videovigilancia sea más simple, segura y barata. Al integrar un sistema CCTV es necesario asegurarse de elegir un switch PoE adecuado para crear un sistema confiable.
