La proliferación de los dispositivos inalámbricos en el sector de empresas ha acelerado gracias a las tendencias clave incluido el fenómeno de despliegue de movilidad de trae tu propio dispositivo (BYOD, por sus siglas en inglés). Esto, junto con la migración a nuevos estándares de Wi-Fi gigabit y multi-gigabit como IEEE 802.11n y IEEE 802.11ac, está aumentando los retos asociados con potenciar una gran gama de puntos de acceso WLAN de rápido crecimiento con diversas capacidades de desempeño y alcance. La solución es tomar ventaja de una entrega de mayor potencia del estándar Energía a través de Ethernet (Power over Ethernet (PoE)) IEEE 802.3at cuando sea necesario, y usar una tecnología de midspan para permitir un posicionamiento WLAN AP más flexible mientras se mejora la adaptabilidad de infraestructura y se entregan importantes capacidades de manejo de energía en toda la red.
Nuevas tecnologías Wi-Fi emergentes
El estándar WLAN IEEE 802.11n se ha convertido en la tecnología Wi-Fi predominante de la industria gracias a su mejorado alcance y ancho de banda, junto con características clave que mejoran de manera significativa la calidad del video comparada con soluciones anteriores. Según un reporte de junio de 2012 de Infonetics Research, los envíos de WLAN AP se han más que duplicado en los últimos cinco años, y más de las tres cuartas partes de todas las unidades se basan en tecnología 802.11n. Ahora, un nuevo estándar inalámbrico IEEE 802.11ac de multigigabit
promete sobrepasar 802.11n, ofreciendo hasta tres veces más
velocidad. A la misma vez, el Grupo de Trabajo IEEE 802.11ad, junto con Wireless Gigabit Alliance (WiGig), están desarrollando tecnologías inalámbricas de 60GHz que entregan tasas de datos incluso mayores, en distancias relativamente cortas.
Claramente, nunca ha habido más opciones de tecnología WLAN AP, lo que puede crear retos para administradores de red que tratan de desplegar y administrar la infraestructura de potencia PoE asociada. El consumo de energía para estas distintas tecnologías Wi-Fi puede variar dramáticamente en términos de desempeño por vatio, y es difícil saber la extensión a la que su eficiencia de energía mejorará en el tiempo. Por ejemplo, el consumo de energía de las soluciones IEEE 802.11n anteriores excedían los límites IEEE 802.3af, pero desde entonces han disminuido en los últimos productos incluso a medida que el desempeño ha aumentado. Al mismo tiempo, sin embargo, las soluciones IEEE 802.11n que aumentan el alcance y el desempeño usando más de un radio, o muchas antenas de transmisión por radio, consumen más energía, enviando estos requisitos en la dirección opuesta.
Como ejemplo, los equipos de alimentación eléctrica (PSE) IEEE 802.3af pueden ser adecuados para AP de frecuencia dual 802.11n de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) 2x2 con dos cadenas de radio con dos transmisores y dos receptores,
pero sus 12,5 vatios (W) de capacidad de entrega de energía pueden no ser suficientes para AP MIMO 4x4 que tienen cuatro radios de transmisión y cuatro radios de recepción. Algunos AP de múltiples radios pueden necesitar tanto como 20 W de poder, impulsándolos a capacidades de entrega de 30W de IEEE 802.11at. El consumo de energía varía de proveedor a proveedor, y puede haber variaciones entre modelos hechos por el mismo proveedor.
Es probable que los 802.11ac AP requieran potencia de 802.3at debido al aumento de energía obtenido de la tecnología más rápida y radios asociados. Los 802.11ac AP van más allá de los canales de 20 MHz y 40 MHz del 802.11n y agregan canales de 80 MHz, con el objetivo de proporcionar la misma tasa de información con menos cadenas RF. Sin embargo, una sola antena generalmente no será suficiente para servicios como entrega de video que requieren transmisión de datos estable y confiable. Se espera que el 802.11ac use hasta configuraciones de antena MIMO 8x8, y estos radios adicionales definitivamente aumentarán los requerimientos de energía.
Algunos proveedores buscan aumentar la entrega de potencia para aplicaciones en una infraestructura IEEE 802.3af usando puertos Ethernet duales compatibles con IEEE 802.3af, pero esto también significa que se deben usar corridas de cables duales. Por otro lado, uno puede deshabilitar uno o más transmisores 802.11n para mantener la potencia, pero esto simultáneamente reduce las capacidades y el desempeño del sistema WLAN AP.
La mejor solución es actualizar la infraestructura de potencia al estándar más alto de IEEE 802.3at, y la mejor manera de hacerlo no es a través de una actualización del conmutador, sino instalando midspans PoE con interfaces de gigabit y otras características para apoyar los WLAN AP de la siguiente generación. De fácil despliegue, los midspans simplemente se instalan entre el conmutador existente y los dispositivos alimentado (PD) de la red y no requieren cambios ya sea al conmutador ni a la Categoría 5 (CAT5) y a la infraestructura de cable superior. Soportan una mezcla de IEEE 802.3af y IEEE 802.3at AP, pueden usarse para dar energía a AP a 100 metros (m) de distancia (y más allá al poner en cascada dispositivos para extender el PoE), y cuentan con capacidades de administración remota basada en la nube que hacen significativamente más fácil monitorear y controlar AP, relanzarla remotamente, y aprovechar el PoE en tiempo para apagarlos durante periodos de no uso planificado para una eficiencia de energía óptima.
Los Midspans ponen los WLAN AP donde deben estar
A diferencia de los conmutadores habilitados por PoE, que requieren de decisiones a largo plazo acerca de la densidad del puerto que se deben hacer al momento de la instalación, los midspans permiten que los puertos PoE se agreguen uno a la vez, a medida que se necesitan. Esto es particularmente importante para las organizaciones que instalan Wi-Fi AP de la próxima generación que los administradores pueden no conocer con precisión
cuántos necesitaran eventualmente, si estos AP pueden ser potenciados con 802.11af o si van a necesitar una tecnología 802.11at y donde van a necesitar posicionar estos AP. Por el contrario, los administradores pueden querer actualizar su conmutador después de que se haya desplegado la infraestructura de energía. Debido a que los midspans separan la energía y las infraestructuras de información, las infraestructuras de información pueden ser actualizadas sin incurrir en el costo de PoE, otra vez.
El estándar original, del PoE IEEE 802.3af de baja potencia usaba dos pares de alambres en el cable CAT5 para entregar hasta 15,4 W en distancias de hasta 100 m. El estándar IEEE 802.3at más reciente duplica la entrega de potencia a 30 W en dos pares, y requiere de un apoyo de clasificación de dos eventos para permitir la comunicación entre el PSE y AP de alto poder de gigabit y otros PD. El estándar IEEE 802.3at también hizo posible desplegar funcionalidad PoE al estándar de la industria y totalmente compatible en los cuatro pares de cable Ethernet, lo que abrió las puertas para entregar de manera segura 60 W de potencia de CD en un solo cable de Ethernet al WLAN AP de hoy con gran potencia de gigabit y otros PD.
La potencia de cuatro pares también mejora la eficiencia usando una corriente menor, lo que reduce las pérdidas del cable y se traduce a un alcance de poder extendido usando un cable estándar. Se puede extender aún más el alcance, hasta 100 m adicionales o más, usando tecnología extensora de PoE. La tabla 1 muestra las extensiones de distancia base resultantes. Los extensores también pueden ponerse en cascada para lograr incluso distancias de energía más largas. Esto le da a los administradores de redes significativamente más flexibilidad para desplegar WLAN AP, tanto donde se necesitan, y donde serán lo menos vulnerables a las discapacidades inevitables de señal y zonas muertas a través del ambiente de empresa típico.
Es importante entender que los estándares de Ethernet limitan la entrega de datos a 100 m desde el conmutador (típicamente ubicado en el cuarto de comunicación) y cualquier dispositivo conectado a él, como un 802.11n AP. La integridad de datos no puede garantizarse más allá de esta distancia. Hay varias técnicas para aumentar el alcance, incluso usar la tecnología extensora. La tecnología extensora de Microsemi, con potencia de cuatro pares, transmite 60 W a través de 200 m y 25,5W más allá de esta distancia, un requisito clave para las últimas Wi-Fi AP. Otra alternativa, la implementación de xDSL o cableado de fibra entre el PSE y PD, se extiende
el alcance para la transmisión de información, solo y sin energía. Y si bien desplegar una combinación de fibra y cobre entre el PSE y PD puede lograr el objetivo deseado de transmitir tanto potencia como información a través de distancias largas, es bastante más costoso que usar la tecnología extensora de PoE.
La combinación de extensores de PoE con potencia de cuatro pares garantiza que la potencia se pueda transmitir a los niveles de IEEE802.3at más altos de 60W a lo largo de estas mismas distancias de 200m, y 25,5W más, mientras soportan las velocidades completas de gigabit que son necesarias para 802.11n WLAN AP y otros PD. La tecnología de extensión de PoE aumenta la distancia a la que gigabit de WLAN AP puede ser colocado de la fuente de energía y de datos, a la vez que mantiene altos niveles de eficiencia de potencia e integridad de la información. En otras palabras, WLAN AP puede desplegarse en el mejor lugar para su uso, no el lugar más cercano a un tomacorrientes.
Los midspans no solo expanden opciones para colocar AP donde se necesitan, sino que también cortan los costos de despliegue para AP de gigabit de alta potencia y multi gigabit. Esto se debe a que generalmente solo los interruptores de alta calidad pueden soportar IEEE 802.3at de alta potencia. Invertir en un interruptor de calidad superior para tener capacidades de PoE de alta potencia generalmente no tiene mucho sentido económico. Además, los midspans ofrecen una variedad de capacidades de administración remota que no están disponibles con los interruptores PoE, permitiendo a los usuarios realizar mejoras significativas de eficiencia de energía y ahorros de costos asociados.
Cómo mejorar el manejo de WLAN AP y la eficiencia de potencia
A medida que más y más gigabit WLAN AP y otros PD de alta potencia se despliegan, se vuelve cada vez más importante administrar su uso, mantenimiento y consumo de potencia, tanto de manera individual como holística. Los midspans hacen esto posible, a través de la combinación de una arquitectura de potencia distribuida con alocación de potencia dinámica y la capacidad de monitorear y administrar WLAN AP y otros PD de manera remota.
La mayoría de aplicaciones IEEE 802.3at de alta potencia no requieren de potencia completa en ningún puerto; además, muchos IEEE 802.3at PSE deben potenciar PD de baja potencia así como de alta potencia como IEEE 802.11a/b/g e IEEE 802.11n AP, lo que complica más el manejo de potencia y las alocaciones en esta figura. Además de proporcionar más flexibilidad de potencia a bajo costo, los midspans PoE también mejoran la eficiencia de energía general minimizando los efectos de consumo de potencia inactiva. Por ejemplo, muchos midspans e interruptores PoE usan suministros de energía de interrupción (SPS) que son solo 90 por ciento eficientes en máxima carga. Esto significa que hasta 220W de potencia de CA se consumen por 200W potencia PoE, o tanto como 440W por 400W de potencia PoE.
La solución es explotar la arquitectura de potencia distribuida de PoE, permitiendo que los midspans reemplacen el suministro de potencia grande con un suministro de potencia más pequeño, económico, por defecto interno que aumenta por suministros de potencia externos para potencia adicional incremental cuando sea necesario. Al medir el consumo de energía y el poder de administración dinámicamente, los midspans entregan solo la potencia necesaria para cada puerto, y puede tocar en suministro de potencia externa cuando se necesita potencia adicional. Como ejemplo, los administradores de red pueden empezar con un suministro de potencia interna de 450W para manejar todos los requisitos en tiempo real y solo actualizar a potencia completa por puerto con un suministro de potencia de 450W a 900W como Microsemi’s PowerDsine RPS1000 cuando sea necesario.
Otro beneficio de esta arquitectura distribuida es que, cuando los midspans están interconectados, se pueden usar para respaldar el uno al otro. La energía de respaldo priorizada por puerto es una característica importante para los administradores de red que soportan gigabit WLAN AP. Todos los dispositivos cuentan con soporte usando una arquitectura de potencia centralizada y todos están respaldados. Si se usa un midspan PoE administrado consecuentemente con un UPS administrado, los dispositivos se pueden comunicar y los usuarios pueden predefinir los dispositivos con prioridad más alta que deben continuar funcionando cuando la potencia falle. Por ejemplo, un usuario puede definir que si el nivel de batería de UPS baja por debajo del 50%, el midspan PoE apagará AP seleccionados y otros PD mientras continúa entregando potencia a otros.
Las capacidades de manejo de potencia a distancia del midspan también permiten a los administradores de red optimizar la eficiencia de energía en toda la red encendiendo o apagando el AP en momentos predeterminados durante periodos de bajo tráfico. Esto puede reducir el consumo de energía en 70%. El consumo de energía de cada dispositivo puede medirse y su consumo de energía promedio puede reducirse activamente. Una organización, digamos con 12 WLAN AP funcionando todo el tiempo podría cortar el uso de estos AP a 10 horas por semana y notar ahorros asociados en costos de energía anuales.
Finalmente la administración de potencia remota también permite monitoreo en la web para propósitos de mantenimiento. Los WLAN AP en campo con mal funcionamiento pueden reiniciarse de manera remota, eliminando un costoso servicio de llamadas. Cuando el midspan está integrado con un sistema UPS, la capacidad de encender/apagar remotamente permite que las AP de baja prioridad sean desconectadas durante fallas de potencia.
Conclusión
Dadas las cambiantes características y requisitos de tecnologías Wi-Fi de la próxima generación, el camino más prudente es establecer una infraestructura de potencia que pueda fácilmente mejorarse para entregar más potencia, más WLAN AP y diferentes tipos de tecnología de WLAN AP, con tanta flexibilidad como sea posible para posicionar AP donde sean más necesarios y donde haya menores discapacidades de señal. Al mismo tiempo,
mientras más densa sea la proliferación de AP, más importante es tener capacidades de manejo de potencia a nivel de red, incluida la opción de aumentar o disminuir la potencia del AP según sea necesario, y realizar operaciones de mantenimiento remoto. Los midspans proporcionan todos estos beneficios mientras mejoran la capacidad de mejorar las inversiones en infraestructura de red para asegurar el futuro.