A tecnologia Power over Ethernet (PoE) possibilita que um cabo Ethernet forneça energia a dispositivos elétricos, além de dados. Esta abordagem é mais comum em dispositivos da Internet das Coisas (IoT), como câmaras de segurança IP, e simplifica significativamente a instalação de qualquer configuração desse tipo, uma vez que apenas um cabo é necessário para praticamente todos os fins. Esta solução revela-se particularmente útil quando se lida com dispositivos que necessitam de ser colocados em locais de difícil acesso, onde a instalação de cabos convencionais seria dispendiosa e complexa, tornando-se também uma opção economicamente vantajosa.

O conceito de Power over Ethernet (PoE) foi originalmente concebido para a alimentação de dispositivos elétricos por meio de uma conexão de rede Ethernet, juntamente com a transmissão de dados. Na realidade, o PoE é resultado da combinação de um dispositivo que suporta PoE, um cabo Ethernet padrão e um comutador de rede com suporte a PoE. É também possível utilizar um comutador sem suporte a PoE, com um injetor PoE colocado entre o comutador e o dispositivo PoE, embora este injetor exija uma conexão de energia principal própria para fornecer energia à rede.

O PoE teve a sua origem no contexto da tecnologia Voice over Internet Protocol (VoIP), onde se tornou uma solução eficaz para alimentar telefones VoIP e conectá-los à rede com um único cabo, proporcionando ainda a capacidade de desligar remotamente esses dispositivos quando não estão em uso. Posteriormente, a tecnologia PoE foi estendida para facilitar a instalação de câmaras IP, rádios externos, televisões IP, routers de rede, pontos de controlo de acesso como intercomunicadores e leitores de cartões de entrada, quiosques de ponto de venda remotos e sistemas de controlo industrial, entre outros exemplos de aplicação.

Como funciona o Power over Ethernet (PoE)?

Atualmente, o PoE é amplamente utilizado em ambientes domésticos e empresariais, especialmente em pontos de acesso Wi-Fi. Esta aplicação é particularmente comum em redes mesh, onde vários routers e nós necessitam de uma solução de alimentação e conectividade eficiente.

Para compreender o funcionamento do Power over Ethernet, é importante considerar que todos os tipos de cabos Ethernet são compostos por pares de fios de cobre entrançados. Estes mesmos pares de fios são responsáveis pela transmissão de dados e pela entrega de energia através do cabo. Existem três técnicas padronizadas para fornecer energia por Ethernet, denominadas Alternativa A (ou Modo A), Alternativa B (ou Modo B) e 4PPoE. Na Alternativa A, as configurações PoE transmitem energia e dados pelos mesmos fios (para velocidades de 10 Mbps e 100 Mbps), enquanto na Alternativa B, a energia é transmitida em fios separados dos dados. O padrão 4PPoE utiliza os quatro pares de fios entrançados para transmitir energia e dados, permitindo assim uma maior entrega de energia e velocidades de rede.

Quais cabos Ethernet suportam a tecnologia Power over Ethernet (PoE)?

Não é necessário utilizar qualquer tipo de cablagem especial para PoE, mas é fundamental escolher um cabo Ethernet de qualidade suficientemente elevada para garantir a transmissão de energia e dados sem interferências. Embora o desempenho e a qualidade dos cabos Ethernet possam variar significativamente consoante a escolha, as categorias de cabos mais recentes estabelecem um limiar mínimo de qualidade para garantir uma ligação PoE fiável. Neste contexto, os cabos Ethernet de Categoria 5, ou Cat 5, devem ser considerados como o mínimo aceitável para a utilização de Power over Ethernet, sendo que gerações mais recentes de cabos são adequadas para ligações de Ethernet Gigabit com PoE ou ligações de maior largura de banda.

Uma ressalva importante é que o cabo deve ser produzido com fios de cobre 100%. Alguns cabos Ethernet mais baratos são conhecidos como CCA, ou seja, Alumínio Revestido a Cobre, e consistem essencialmente num fio de alumínio revestido com uma fina camada de cobre. Dado que o alumínio não possui a mesma condutividade elétrica do cobre, não é recomendável a utilização de cabos Ethernet CCA em redes PoE, independentemente da largura de banda desejada.

Qual é a capacidade de fornecimento de energia do PoE?

Embora o PoE geralmente forneça uma quantidade relativamente baixa de energia para dispositivos modestos conectados, ele pode fornecer uma quantidade significativa de energia, se necessário, para dispositivos PoE mais exigentes. A especificação básica do Power over Ethernet fornece até 15,4 watts de energia contínua em cada porta, embora isso normalmente se reduza para 12,95W no dispositivo, uma vez que parte da energia é perdida ao longo do comprimento do cabo, especialmente em cabos mais longos.

Especificações mais recentes podem fornecer 25,5W, 51W ou até mesmo 71W por porta, com cada uma delas exigindo mais do equipamento de fornecimento de energia, seja um comutador com PoE ou um dispositivo de injeção de PoE.

Qual é o comprimento máximo dos cabos PoE?

Embora o PoE não requeira cabos especiais para funcionar corretamente, existem algumas limitações no comprimento dos cabos. Diferentes cabos Ethernet suportam diferentes taxas de dados a diferentes distâncias, mas o PoE também está limitado a 100 metros. No entanto, embora esteja limitado a 100 metros por cabo Ethernet numa rede PoE, pode estender esse mecanismo de fornecimento de energia utilizando extensores de PoE. Deve instalá-los na linha entre o dispositivo de origem de energia e o dispositivo em rede, o que lhe dá a opção de adicionar mais 100 metros de cabo Ethernet à rede.

Os extensores de PoE não funcionam como injetores, pelo que não requerem uma conexão de energia própria, mas asseguram a manutenção da energia em toda a rede. No entanto, não replicam completamente a energia da fonte original, uma vez que o extensor em si requer alguma energia para operar. Isso resulta numa entrega de energia inferior ao dispositivo final do PoE em comparação com a ligação direta ao dispositivo de origem de energia por meio de um cabo mais curto.

Com isso em mente, tecnicamente, pode utilizar vários extensores de PoE ao longo da rede para estender ainda mais o alcance, mas cada extensor consome mais energia, o que deixa menos disponível para o dispositivo PoE final. Essa situação é agravada se utilizar um divisor de extensão, o que distribui a conexão Power over Ethernet por vários dispositivos finais.