Introducción: 

El WI-PS302G-UPS brinda una solución eficiente, asequible y funcional que le permite a su sistema de comunicaciones (CCTV IP o WISP) continuar operando durante un apagón. Los apagones afectan la calidad de servicio, convirtiéndose una importante causa de indisponibilidad. Para corregir este problema los proveedores WISP deben diseñar lo que se conoce como SLA (acuerdo de nivel de servicio) para considerar al menos 8 horas de respaldo energético en sus nodos (Un apagón de nivel moderado). El Inyector PoE UPS fue diseñado para ofrecer respaldo DC-DC, cuenta con un PoE Out y 2 tipos de salida DC, características que lo hacen ideal para múltiples entornos como por ejemplo: la implementación de un Repetidor WISP, así como  también para nuestros clientes WISP.

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Antes de que podamos instalar y combinar adecuadamente nuestro inyector PoE UPS para sacarle el mayor provecho, será necesario repasar algunos conceptos básicos de electrónica sobre conversión de energia y tipos de UPS:

Conversión de energia:

UPS convencional:

Un UPS convencional para PC básicamente trabaja de la siguiente manera:

Como puede ver en la imagen anterior, cuando se implementa un UPS AC convencional se cumplen varias etapas de transformación de energia. Lo primero que ocurre es una etapa de rectificación AC/DC que se encarga de adecuar la corriente 110 VAC (AC IN) en corriente DC, de esa manera se proporciona la energia para mantener cargada la batería de 12 VDC. Los dispositivos conectados a la salida del UPS (AC-OUT) se alimentan de energia 110 VAC y al enchufarle un adaptador de corriente (o fuente de poder) nuevamente ocurre la etapa de rectificación al voltaje, esta vez al voltaje de operación de tus dispositivos, que puede ser 12 VDC, 24 VDC o 48 VDC. Cuando ocurre el apagón (ausencia de AC-IN) el UPS tomara la energia de la batería, activando la etapa de inversión DC/AC garantizando la alimentación 110 VAC para la carga, es decir los equipos que se enchufan al UPS mediante una fuente de poder o adaptador AC/DC.

1. Ventajas: Solucion Plug and Play, es decir muy fácil de implementar, solo debes enchufar el UPS a una toma 110VAC, a la salida enchufar la carga y listo. Generalmente estos dispositivos son multi-tomas ofreciendo varias salidas AC que estarán protegidas por el UPS.
   
2. Desventajas: Rendimiento muy limitado debido a que la batería interna que poseen estos UPS generalmente son pequeñas (de baja capacidad en AH), la mayoría de estos UPS ofrecen un rendimiento máximo de 30 o 45 min, esto por supuesto dependerá del consumo de la carga, sin embargo, las diferentes etapas de rectificación AC/DC e inversión DC/AC consumen energia de las baterías simplemente en forma de calor, energia que convendría aprovechar en tus equipos durante el apagón.
   

Conclusión: Con este tipo de UPS no vamos a obtener el máximo rendimiento que se puede obtener por parte de las baterías, así como tampoco un respaldo lo suficientemente amplio para garantizar el SLA mínimo de 8 horas que nos proponemos alcanzar en nuestros nodos de repetición WISP. Esto debido a un factor que podríamos definir como la ineficiencia que existe entre la energia que sale de la batería respecto a la energia que llega a la carga (CPE, AP, Router, Switch, Cámara IP, etc). Los AC UPS convencionales son una forma de respaldo funcional y mas conveniente en el caso de nuestra PC, ya que necesitamos evitar una interrupción violenta de energia que nos permita la ventaja de guardar, cerrar y apagar de forma segura nuestra PC (Para ello 15 min son suficientes).

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UPS DC - DC:

Este tipo de UPS son mucho mas eficientes, representan la solucion ideal en escenarios donde la carga conectada comparte el mismo voltaje de alimentación DC. Por lo tanto, el adaptador de voltaje del UPS DC realiza una única etapa de rectificación AC/DC y del resto el UPS se encargara de hacer la conversión DC/DC para los dispositivos alimentados. Otra ventaja de este tipo de UPS es que por lo general la batería es externa, de esa manera podemos dimensionarla según nuestras necesidades. Al momento del apagón se interrumpe la entrada AC IN y los equipos toman la energia de la batería sin pasar por ninguna etapa de inversión o rectificación adicional, aprovechando al máximo la energia de nuestra batería.

1. Ventajas: Mejora la eficiencia para determinadas situaciones donde el voltaje de alimentación suele ser el mismo. La batería externa permite personalización en la selección de la misma (Véase la capacidad máxima del UPS). Y por ultimo es una solucion simplificada que nos permite incrementar significativamente el tiempo de respaldo durante un apagón.
   
2. Desventaja: Es una solucion que requiere un mínimo conocimiento técnico para su implementación, es decir que no suelen encontrarse soluciones del tipo Plug and Play y que además soporten alto rendimiento. Tampoco puede conectar equipos que operen en voltajes distintos a lo que permita la salida DC del UPS.
   

Conclusión: Los UPS DC son extremadamente útiles en situaciones particulares. Gracias a su elevada eficiencia son la solucion recomendada para múltiples escenarios, por ejemplo en repetidoras de WISP.

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La ventaja del Inyector PoE UPS  | WI-PS302G-UPS de Wi-Tek

1. Dispositivo ANTIAPAGON.
   
2. Capacidad GIGABIT.
   
3. Controlador de batería interno para carga y descarga.
   
4. Selector de 24-48 VDC para trabajar con AP inalámbrico o cámara IP.
   
5. Capacidad para soportar entrada AC: 90-240V y batería 12V 30AH MAX
   
6. 1 Salida PoE 24V / 48V (30W Max) SELECCIONABLE + 1 puerto ascendente Gigabit LAN.
   
7. 1 Salida DC (Plug 5.5*2.1mm) 12V 3 Ampere Max + 1  Salida DC (Seleccionable) 24V / 48V
   
8. Diseño de tamaño pequeño para instalaciones en caja de intemperie.
   

WISP (Nodo Repetidor):

1. Antena direccional para recibir el servicio (Enlace troncal)
   
2. Antena Sectorial dispuesta para extender la cobertura geográfica y atender nuevos clientes. (En ocasiones podríamos incluir mas de una antena en un nodo)
   
3. Un Switch o Router para conectar los equipos y realizar gestión.
   
4. Una toma 110 VAC.
   
5. UPS para respaldo energético del Nodo.
   
6. Adicionalmente recomendamos colocar un protector de voltaje para el UPS.
   
7. Batería de descarga profunda.
   

Personalmente he probado varias soluciones, incluyendo fuentes de poder con cargador de baterías. Algunas de estas fuentes suelen ser económicas pero NO incluyen el controlador de batería interno, por lo tanto en el ciclo de descarga la batería puede llegar a recibir descargas excesivas acabando con la vida útil de la misma en tan solo una descarga, en tal caso nos tocaría reponer baterías obligatoriamente. Esta es la razón por la cual resaltamos como una poderosa ventaja que el Inyector PoE UPS incorpore el controlador interno para carga y descarga de batería, de esa manera podemos estar tranquilos ya frente al peor de los apagones nuestro Inyector PoE UPS no excederá el umbral critico de descarga sobre la batería.

La siguiente imagen ilustra una fuente de poder con cargador de baterías, es una excelente equipo con capacidad para 10Amp, admite 24 Voltios a la salida, pero su desventaja es que no incluye convertidor DC/DC, por lo tanto debíamos sumar 24 VDC como entrada de batería (2 Baterías 12 VDC en serie). Además en modo back UP descargaba excesivamente las baterías debido a que no ofrece el controlador interno, obligándonos a reponer no solo una batería, sino 2 baterías frente a apagones o interrupciones mayores a 8 Horas.

Caso Ejemplo:

Entonces, basándonos en la experiencia y enfocándonos en la funcionabilidad se presenta el siguiente diagrama donde se muestra la forma de combinar las salidas DC de tu Inyector PoE UPS,  para el ejemplo a continuación presentamos una antena Ubiquiti Power Beam M5-400, mas una sectorial Ubiquiti LiteAP 120 5AC y un Mikrotik de 5 Puertos RB 750Gr3 Hex Lite, estos son los dispositivos que instalaremos en nuestro repetidor y que deseamos mantener protegidos por el UPS por al menos 8 horas.

La conexión seria la siguiente:

Vamos a necesitar accesorios: 

1. Inyector PoE MikroTik.
   
2. Plug DC (Como los que se usan en CCTV)
   
3. Splitter DC (Como los que se usan en CCTV)
   

Tomar en cuenta que la potencia máxima que le puedes exigir al Inyector PoE UPS es de 30W en total. Es decir puedes hacer estas combinaciones de forma exitosa siempre y cuando no excedamos las capacidades del dispositivo. Para determinarlo vamos a revisar el consumo en Vatios de cada uno de los equipos que estamos conectando al Inyector PoE UPS y si al sumar esos vatios estamos por debajo de 30W te garantizo que el equipo te dará buenos resultados y un tiempo de vida útil generoso.

Calculo de consumo:

Es muy fácil, solo debemos ir a la ficha técnica de nuestros equipos y obtener los datos, para nuestro ejemplo consultaremos el consumo para:

1. RB 750 Gr3 - Hex Lite de MikroTik.
   
1. Fuente: https://mikrotik.com/product/RB750Gr3

1. LiteAP 120 5AC de Ubiquiti.
   
1. Fuente: https://dl.ubnt.com/datasheets/LiteAP_ac/LiteAP_AC_DS.pdf

1. PowerBeam M5 400
   
1. Fuente: https://dl.ubnt.com/datasheets/powerbeam/PowerBeam_DS.pdf

Una vez que tenemos estos datos proporcionados por cada fabricante sumamos y obtenemos el resultado que para nuestro caso particular es de 25W.

10W (RB 750Gr3) + 8W (PBE M5 400) + 7W (LAP 120) = 25W Max

Notemos que en cada caso tomamos los valores de consumo máximo, el caso en el cual el equipo exige la mayor cantidad de potencia, el consumo promedio suele ubicarse un 20% por debajo de estos valores. Por lo tanto en promedio tendremos aproximadamente 20W de consumo por parte de nuestros equipos. Permitiéndonos la posibilidad agregar una antena adicional como por ejemplo una LiteBeam M5 que consume máximo 4W.

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¿Cómo dimensionar la batería de mi inyector PoE UPS?

La formula es:  (Consumo de Equipos en W) x (Numero de Horas de respaldo) /0.70 = Consumo en WH

El factor 0.70 lo usamos para considerar un 70% de la descarga en la batería. Esto nos permitirá considerar un factor de tolerancia del 30% antes de llegar al umbral máximo de descarga.

   25W x  8H/0.70= 285 WH (Dividiendo por el Voltaje de la batería obtenemos AH) 

       

  = 23.80 AH

Según este calculo necesitamos una batería de 12 VDC con aproximadamente 23.80 AH. Ósea, comercialmente hablando podríamos adquirir una batería de 12 VDC - 20AH y garantizamos mas de 8 horas de respaldo en ese nodo.

En la practica: hemos obtenido excelentes resultados que confirman y superan estos cálculos. Ofreciendo a nuestros clientes el dimensionamiento según sus requerimientos y obteniendo testimonios positivos, razón por la cual garantizamos la fiabilidad de esta formula en el Inyector PoE UPS. Clientes con 29W de consumo han superado las 10 Horas de respaldo cuando hemos calculado para 8, es una buena practica sobredimensionar un poco los cálculos para obtener el mejor rendimiento de la batería y el Inyector PoE UPS.

Casos de éxito: