Energy Efficient Ethernet (IEEE 802.3az): como funciona e quando ativar ou desativar

Energy Efficient Ethernet (EEE), ou “Ethernet com eficiência de energia”, é o recurso da norma IEEE 802.3az, aprovada em setembro de 2010, que desliga parte dos circuitos da porta de rede nos intervalos sem tráfego (modo Low Power Idle) e a religa em microssegundos quando chega um pacote. Ativado ou desativado? Em PCs e switches de escritório, deixar ativado é seguro e economiza energia; desative se houver queda intermitente de conexão com um equipamento específico, em redes de áudio e vídeo em tempo real (como Dante) e em redes industriais ou com sincronismo de relógio, onde o atraso para acordar a porta atrapalha.

Abaixo: como o EEE funciona por dentro, quanto ele economiza de verdade (com a conta feita), o que significam as opções “Energy Efficient Ethernet”, “Advanced EEE”, “Green Ethernet” e “Ultra Low Power” no Windows, e quando vale escolher um switch onde o EEE pode ser desligado.

O que é o IEEE 802.3az

A 802.3az é uma emenda da família IEEE 802.3 (a Ethernet). Antes dela, uma porta Gigabit de cobre transmitia sinal de “ocioso” o tempo todo, mesmo sem nenhum dado útil: o enlace consumia praticamente a mesma energia parado ou cheio. A ideia do EEE é simples — transmitir os dados o mais rápido possível e, no intervalo, entrar em repouso. Assim o consumo da porta passa a acompanhar a utilização do link, e a maioria dos links de PCs e servidores passa a maior parte do tempo quase sem tráfego.

A norma de 2010 foi especificada para as interfaces de cobre — 100BASE-TX (Fast Ethernet), 1000BASE-T (Gigabit) e 10GBASE-T — e para interfaces de backplane. Ela não exige cabo novo: funciona no mesmo par trançado, e o equipamento com EEE continua compatível com o que não tem.

Como funciona o Low Power Idle (LPI)

Quando a camada MAC não tem nada para enviar, ela pede ao PHY (o chip que gera o sinal no cabo) para entrar em LPI. O ciclo tem cinco estados:

1. Active: transmissão normal de dados.
2. Sleep: o PHY envia símbolos de LPI avisando o outro lado que vai dormir.
3. Quiet: o transmissor fica desligado — é aqui que a energia é economizada.
4. Refresh: de tempos em tempos, um sinal curto mantém os dois lados sincronizados e os filtros adaptativos ajustados, para que o retorno seja rápido.
5. Wake: chegou dado; o PHY sai do repouso e, após o tempo de despertar, volta a Active.

Cada direção do enlace entra em repouso de forma independente: um PC que só baixa arquivos pode ter o sentido de envio dormindo enquanto o de recepção trabalha.

Tempo para acordar a porta

Esse é o atraso extra do primeiro pacote depois de um período ocioso. Para navegação, e-mail e até jogos online, dezenas de microssegundos são irrelevantes perto dos milissegundos da internet. O problema aparece em aplicações que dependem de tempo de chegada constante, como sincronismo de relógio e áudio em rede.

Negociação entre os dois lados

Os dois lados anunciam que suportam EEE durante a autonegociação, quando o cabo é conectado; ajustes de parâmetros com o link já ativo (como o tempo de espera para acordar) podem ser trocados pelo protocolo LLDP. Se um dos lados não suporta ou está com EEE desativado, o link funciona normalmente, só que sem economia. Por isso desligar o EEE em um lado basta para tirá-lo de cena naquele enlace.

Quanto o EEE economiza: a conta

O objetivo declarado da norma era reduzir pelo menos à metade o consumo dos links, e uma estimativa do Lawrence Berkeley National Laboratory chegou a US$ 450 milhões por ano de economia só nos Estados Unidos, somando casas, escritórios e data centers. Mas o ganho por equipamento é modesto, e vale ver por quê.

Um PHY 1000BASE-T consome na ordem de 0,5 W; um 10GBASE-T, na ordem de 4 W (valores de referência da literatura técnica do 802.3az). Tomando um switch de 24 portas Gigabit:

• Consumo dos PHYs: 24 × 0,5 W = 12 W.
• Teto de economia, se todas as portas dormissem 100% do tempo: 12 W × 8.760 h = cerca de 105 kWh por ano.
• Na prática a porta não dorme o tempo todo e o PHY não zera em LPI, então a economia real fica abaixo desse teto.

Conclusão honesta: num switch de escritório o EEE economiza alguns watts — vale a pena porque não custa nada, mas não é motivo para trocar de equipamento. Em 10GBASE-T, onde cada porta gasta oito vezes mais, e em redes com centenas de portas, a soma passa a pesar na conta de energia e no calor dentro do rack.

Um ponto que confunde: o EEE não reduz a potência PoE entregue a câmeras e telefones. Ele economiza na sinalização de dados da porta; a energia consumida pelo equipamento alimentado pelo cabo continua a mesma.

“Energy Efficient Ethernet” no Windows: ativar ou desativar

A opção fica em Gerenciador de Dispositivos → Adaptadores de rede → (sua placa) → Propriedades → aba Avançado. O nome muda conforme o fabricante do chip:

Quando desativar

• Conexão que cai e volta sozinha, principalmente depois de algum tempo parada ou ao sair da suspensão. Implementações com defeito em driver ou firmware de um dos lados são a causa mais comum; desativar o EEE é o primeiro teste.
• Áudio e vídeo em rede (Dante, AV over IP): a Audinate, criadora do Dante, recomenda não usar EEE, porque ele prejudica o sincronismo de relógio e causa interrupções no áudio.
• Automação, controle e sincronismo por PTP (IEEE 1588): o atraso variável para acordar a porta compromete medições de tempo de precisão. Teste com EEE desligado.
• Ligação direta PC a PC ou PC a equipamento embarcado que não negocia direito: desligue EEE e ULP na placa do PC.

Quando manter ativado

Notebooks na tomada ou na bateria, PCs de escritório, impressoras e a maioria dos usuários domésticos: o EEE economiza sem efeito perceptível. Se a conexão é estável, não há ganho de desempenho mensurável em desligá-lo.

EEE no switch: por que a escolha do equipamento importa

Em switch não gerenciável que tem EEE, o recurso costuma vir ligado de fábrica, sem opção para desligá-lo. Num escritório isso é ótimo. Numa rede Dante, de automação ou com PTP, é um problema que só se resolve trocando o switch — a própria Audinate recomenda não usar switches não gerenciáveis com EEE nessas redes. Num switch gerenciável, o recurso em geral pode ser configurado pela interface web ou CLI — confira no manual do modelo se o controle é global ou por porta. Assim dá para manter a economia nas portas de PCs e desligá-la nas portas de equipamentos sensíveis.

Exemplo: o switch gerenciável IRD.Net de 24 portas Gigabit com 2 SFP lista IEEE 802.3az entre os padrões suportados, com gerenciamento por web, CLI e SNMP. Do lado do computador, as placas de rede PCI Express Gigabit e 2,5G com chips atuais trazem a opção no driver; confira na ficha se o controlador lista IEEE 802.3az.

Erros comuns sobre o Energy Efficient Ethernet

• Achar que EEE deixa a rede mais lenta. A vazão máxima é a mesma; só o primeiro pacote após um período ocioso espera alguns microssegundos.
• Ativar em um lado só e esperar economia. Os dois lados precisam suportar e estar com EEE ligado.
• Esperar economia na conta do PoE. O EEE não reduz a energia entregue às câmeras e telefones.
• Desligar EEE “por padrão” em toda a rede sem ter um problema: perde-se economia sem ganho algum.
• Usar switch não gerenciável com EEE em rede Dante ou de automação, sem poder desligar o recurso quando aparecer o problema.

Perguntas Frequentes

O que é Energy Efficient Ethernet?

É o recurso da norma IEEE 802.3az (2010) que coloca a porta de rede de cobre em modo de baixo consumo, chamado Low Power Idle, quando não há tráfego, e a reativa em microssegundos quando chega um pacote. No driver em português costuma aparecer como “Energia Eficiente Ethernet”.

Energia eficiente Ethernet: ativado ou desativado?

Ativado, se a conexão é estável — economiza energia sem efeito perceptível. Desative se houver queda intermitente de link, em redes de áudio e vídeo em tempo real (Dante) e em redes com sincronismo de precisão (PTP) ou de automação.

O que é 802.3az EEE?

802.3az é o número da emenda IEEE que criou o EEE, aprovada em setembro de 2010 para 100BASE-TX, 1000BASE-T e 10GBASE-T, entre outras interfaces de cobre. “802.3az” e “EEE” designam a mesma coisa.

O que é Advanced EEE?

É uma opção do driver de placas Realtek que estende o EEE com economia adicional definida pelo fabricante do chip; não faz parte da norma IEEE. Se a conexão ficar instável, desative o Advanced EEE junto com o Energy Efficient Ethernet.

O que é o modo Ultra Low Power da Ethernet?

É um recurso das placas Intel que reduz o consumo quando o cabo de rede está desconectado. Não é o EEE. A Intel orienta desativar o ULP em um dos lados se dois equipamentos com ULP ligados diretamente apresentarem problema de link.

O que é Ethernet verde?

“Green Ethernet” ou Ethernet verde é o nome comercial que vários fabricantes dão aos recursos de economia de energia da porta, geralmente incluindo o EEE 802.3az e o ajuste de potência conforme o comprimento do cabo. Para ativar ou desativar, vale a mesma regra do EEE.