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Mar 9, 2020 · 7 min read

Tecnologia Power over Ethernet (PoE): Suporte aos Diferentes Padrões PoE nos Switches UniFi e Compatibilidade nos APs

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A tecnologia PoE (acrônimo de Power over Ethernet) foi padronizada em 2003 sob a designação IEEE 802.3af-2003, originalmente publicada no documento intitulado Data Terminal Equipament (DTE) Power via Media Dependent Interface (MDI). A proposta dessa tecnologia é permitir que através do mesmo cabo de rede utilizado para a transmissão de dados, também seja possível alimentar/energizar outro dispositivo.

A figura acima ilustra o esquemático geral de operação da tecnologia PoE em uma topologia baseada na solução UniFi da Ubiquiti, onde é possível observar dois tipos de equipamentos PoE denominados:

  • Power Sourcing Equipment (PSE)
  • Powered Device (PD)

O switch PoE é o elemento PSE responsável por fornecer energia elétrica (DC) para alimentar os equipamentos PD nele conectados, sejam APs, telefones IP, câmeras, IP, sensores, etc. Como dito, aplicações comuns dessa tecnologia no dia a dia são: (i) soluções de Wi-Fi em que os APs normalmente são fixados em locais altos onde não existem tomadas; (ii) soluções de VoIP para evitar que os telefones IP tenham que ser alimentados através de uma fonte externa; (iii) soluções de videomonitoramento com câmeras IP, etc.

A tecnologia PoE evoluiu ao longo dos anos e hoje existem vários padrões com diferentes capacidades para alimentar dispositivos PD, conforme relacionado nas tabelas abaixo. A grande vantagem de utilizar soluções em conformidade com os padrões da indústria é que a tecnologia PoE é ativa, ou seja, ocorre um processo automático de negociação entre as partes antes do PSE energizar o PD com a quantidade de energia requerida (classe).

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Além da tecnologia PoE oferecer maior praticidade, ela também implica em menor custo de instalação porque aproveita o cabeamento existente e elimina boa parte da complexidade da infraestrutura, viabilizando inclusive o gerenciamento centralizado do consumo de energia que passa a ser possível através dos próprios switches com suporte a PoE.

Vantagens dos Switches PoE

Nos primeiros anos da tecnologia PoE era menos comum a utilização de switches com suporte a PoE que fossem capazes de alimentar os dispositivos PD diretamente a partir das suas portas RJ-45, o que acabou popularizando uma “solução” alternativa de baixo custo através do uso de injetores PoE.

Os injetores basicamente são fontes de alimentação que devem ser ligadas em uma tomada para receber energia e que possuem duas interfaces de rede, uma do tipo LAN para conexão no switch para fins de transmissão de dados e outra do tipo PoE que é capaz de injetar a energia elétrica através do cabo de rede que liga o dispositivo terminal. Apesar dessa “solução” permitir o uso de dispositivos PoE na rede sem que haja um switch especializado para esse fim, sua proposta ainda é complexa porque requer vários cabos de força, fontes de energia e ainda mais lances de cabos de rede.

Por exemplo, imagine uma infraestrutura de rede Wi-Fi com 20 APs conectados através de um switch convencional não-PoE. Para fazer a devida ligação desses APs provendo alimentação via rede elétrica e conexão via rede de dados, seria necessário ter os seguintes componentes:

CENÁRIO 1) Switch SEM PoE

Agora imagine essa mesma infraestrutura trocando apenas o switch convencional sem PoE por outro com suporte a PoE:

CENÁRIO 2) Switch COM PoE

A primeira informação que fica evidente ao comparar os quadros anteriores é que usando switches PoE há uma diminuição drástica dos possíveis pontos de falha de 81 para 21 (nesse exemplo), algo que por si só já justifica o uso de switches PoE em qualquer infraestrutura que tenha dispositivos que requerem alimentação via PoE. No entanto, os benefícios de um switch PoE vão muito além, já que também implica em diminuição considerável da complexidade de cabeamento e da quantidade de fontes na infraestrutura, o que melhora muito a organização física dos racks.

Além disso, os switches PoE permitem centralizar a gerência dos dispositivos PD por ele alimentados, por exemplo quando é necessário “forçar” uma janela de manutenção em que é possível desligar aqueles ativos que não devem ser usados nesse período. Também é útil para reiniciar um dispositivo remotamente ou para verificar informações de PoE em uma porta.

Suporte a PoE nos Switches UniFi (Gen1/Gen2)

Há uma variedade de switches de acesso no portfólio UniFi, seja de 8, 16, 24 ou 48 portas, sendo que as interfaces de todos os modelos são pelo menos 10/100/1000Mbps (1Gbps). Além dos switches convencionais, também há uma variedade de switches com suporte ao recurso PoE. Um diferencial dos switches PoE da Ubiquiti é que eles oferecem suporte aos diversos padrões, diferente de outros produtos no mercado:

  1. PoE Passivo (24V)
  2. IEEE 802.3af PoE (48V/15.4W)
  3. IEEE 802.3at PoE+ (48V/30W)
  4. IEEE 802.3bt PoE++ (48V/60W)
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Observação: Para obter mais informações sobre os diversos modelos de switches UniFi de primeira geração, recomendamos a leitura deste artigo.

Recentemente a Ubiquiti anunciou oficialmente o lançamento de uma nova geração de switches UniFi. Os switches de segunda geração foram totalmente redesenhados e possuem novos recursos, por exemplo o suporte a PoE++ de próxima geração (802.3bt) que permite fornecer até 60W de energia para dispositivos terminais, ideal para alimentar o UAP-XG em ambientes Wi-Fi de ultra densidade.

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Observação: Para obter mais informações sobre os diversos modelos de switches UniFi de segunda geração, recomendamos a leitura deste artigo.

É importante estar atento que nos modelos não-PRO nem todas as interfaces suportam PoE. Por exemplo, no modelo USW-16-POE de 16 portas existe suporte a PoE/PoE+ (802.3af/at) nas portas 1–8, enquanto que no modelo USW-24-POE de 24 portas existe suporte a PoE/PoE+ nas portas 1–16, sendo que as demais interfaces não são PoE.

Caso a demanda do projeto seja por mais portas PoE e/ou por suporte ao novo padrão PoE++ (802.3bt), então existem os switches UniFi PRO Gen2. O modelo USW-PRO-24-POE suporta PoE/PoE+ (padrões 802.3af/at) em todas as 24 portas e PoE++ (padrão 802.3bt) nas portas de 17 a 24, enquanto que o modelo USW-PRO-48-POE suporta PoE/PoE+ em todas as 48 portas e PoE++ nas portas de 41 a 48.

Observação: As interfaces dos switches PRO que suportam PoE++ (802.3bt) também são retrocompatíveis com os tradicionais padrões PoE/PoE+ (802.3af/at) para alimentar até 15.4W e 30W, respectivamente.

Outro detalhe importante é que os novos switches deixaram de suportar o PoE passivo de 24V, algo que a Ubiquiti já vinha sinalizando na comunidade global há anos. Os padrões 802.3af/at/bt garantem maior compatibilidade e menor risco de sinistro, diferente do PoE passivo que não é um padrão da indústria e pode implicar na queima de dispositivos terminais porque não há nenhuma negociação antes do envio de energia. Por isso o PoE passivo (24V) nunca foi bem aceito pelo mercado corporativo de TI que é o alvo dos switches UniFi. Essa decisão vai de encontro ao anúncio recente de fim de vida (EoL) dos APs legados de 2011 que eram alimentados via PoE passivo.

Tabela de Compatibilidade PoE nos APs UniFi

Há vários modelos de APs Wi-Fi disponíveis no amplo portfólio UniFi, conforme apresentado detalhadamente neste artigo. A tabela abaixo traz uma relação com todos os modelos de APs UniFi homologados no Brasil e seus requisitos de compatibilidade para alimentação via PoE:

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Observação: Os modelos UAP-AC-LITE e UAP-AC-LR fabricados até setembro/2016 suportavam apenas PoE passivo de 24V. Todos os APs fabricados a partir dessa data (revisão 17 em diante) também suportam PoE 802.3af (48V). O suporte a PoE 802.3af nesses modelos de APs pode ser identificado através de uma faixa azul nas antigas caixas brancas, da menção nas novas caixas pardas ou mesmo através da visão geral (overview) do AP no software UniFi (Board Revision 17+).

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Samuel Henrique Bucke Brito
samuel.brito@ui.com
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