Alimentare din rețea Alimentare cu alimentare prin Ethernet; Management IT; LANline
15 octombrie 2020, 5:00 a.m. | Norbert Möller/on
Pentru a reduce resursele și costurile, o sursă de alimentare practică prin Power over Ethernet este ideală pentru anumite domenii de aplicare. Cu toate acestea, este important să luați în considerare câteva cerințe tehnice de bază și să selectați calitatea corectă a cablului.
Într-o rețea a companiei, nu orice dispozitiv compatibil cu rețeaua necesită o tensiune de 230 volți. Cu Power over Ethernet (PoE), dispozitivele compatibile, cum ar fi telefoanele VoIP sau componentele active de rețea, pot fi alimentate cu energie direct prin cablul de rețea. Aceasta înseamnă că nu este nevoie de o linie de alimentare dedicată care să ruleze în cele mai îndepărtate colțuri ale spațiilor, doar pentru a furniza energie unei camere de supraveghere, de exemplu.
Structură și funcționalitate
Cu Power over Ethernet, transmisia de energie are loc în același cablu ca și datele de rețea. Alimentarea are loc fie printr-un comutator PoE (endspan), fie printr-un injector PoE interpus (mijloc). Puterea poate fi alimentată prin intermediul a ceea ce este cunoscut sub numele de alimentare fantomă, în care perechile de cabluri care transportă date ale cablului de rețea transmit puterea. Curentul de transmis este suprapus pe datele de rețea. O altă variantă este metoda perechilor de rezervă, care folosește cele două perechi de fire neutilizate (4/5 și 7/8) pentru transmiterea puterii cu 10Base-T și 100Base-T.
Standardele PoE
Începând din 2019, există trei versiuni ale specificației PoE: Standardul "IEEE 802.3af" (PoE) utilizează numai standardele de transmisie 10Base-T și 100Base-TX. Standardul oferă teoretic o putere maximă de alimentare de până la 15,4 wați per port de comutare, cu o tensiune între cel puțin 44 și un maxim de 57 de volți și un curent de 350 de miliamperi. Dacă se utilizează o cale de cablu de 100 de metri, în practică există încă o capacitate maximă de extracție de aproximativ 12,95 wați. Când alimentarea este alimentată prin alimentarea fantomă, puterea și datele sunt transferate prin perechile de sârmă 1/2 și 3/6. Dacă, pe de altă parte, se utilizează metoda perechilor de rezervă, traficul de date are loc prin firele 1/2 și 3/6, în timp ce curentul circulă prin firele neutilizate 4/5 și 7/8. Pentru Power over Ethernet conform IEEE 802.3af, cel puțin un cablu de tip Cat. 3 să fie în uz.
Pentru a crește numărul de dispozitive furnizate cu energie de PoE și pentru a putea îndeplini cerințele de performanță ale dispozitivelor, cum ar fi încălzirea camerei sau gama de puncte de acces, succesorul IEEE 802.3at (PoE +) a mărit alimentarea maximă la 25,5 Wați per port de comutare. După deducerea pierderilor care apar în utilizarea practică, aproximativ 21,9 wați din aceasta rămân ca capacitate maximă de retragere. În plus, tensiunea minimă în comparație cu predecesorul său este acum de 50 de volți, iar curentul este de 600 de miliamperi. PoE conform standardului IEEE 802.3at este potrivit și pentru 1000Base-T, deși trebuie remarcat faptul că metoda perechii de rezervă nu poate fi utilizată cu Gigabit Ethernet, deoarece datele sunt transmise pe toate perechile de fire disponibile. Pentru a opera PoE + este necesar un cablu standard de categoria 5.
Cu iterația curentă a standardului PoE IEEE 802.3bt (4PPoE/PoE ++), ieșirea a atins o creștere semnificativă suplimentară până la 100 de wați. Există o subdiviziune în patru tipuri.
După ce au fost utilizate doar două perechi de fire pentru alimentarea cu energie în versiunile anterioare, toate cele patru perechi de fire sunt acum utilizate cu 4PPoE în afară de tipul 1. În consecință, pentru alimentarea cu energie se folosește doar metoda de alimentare fantomă.
PoE în practică
Tabelul 1. Divizarea standardului PoE în patru tipuri.
Beneficiile PoE
În multe cazuri, o linie de alimentare separată poate fi salvată utilizând Power over Ethernet. Nu este necesar să puneți un cablu de alimentare dedicat unei camere de supraveghere instalate în cel mai îndepărtat colț al incintei companiei. În plus, alimentarea centralizată prin rețea elimină necesitatea multor surse de alimentare externe, cum ar fi cele din telefoanele IP.
Următorul exemplu arată că PoE poate economisi și costuri: Instalarea a cinci camere de supraveghere IP are deja ca rezultat o economie de 500 de euro. Deși camerele IP cu PoE sunt cam de două ori mai scumpe decât versiunea convențională, nu există costuri pentru conexiunile de alimentare. În plus, timpul de lucru necesar este redus cu aproximativ 50%, ceea ce se reflectă în cele din urmă într-o economie potențială de 500 de euro în favoarea soluției PoE.
Problema încălzirii
Deoarece cablurile de rețea nu sunt de obicei așezate individual, ci în pachete, o creștere a temperaturii cablului atunci când se utilizează PoE este un factor care nu trebuie subestimat. Se aplică următorul principiu: cu cât transmisia de putere este mai mare, cu atât creșterea temperaturii este mai mare. În plus, cablurile încălzite au o atenuare mai mare, ceea ce are un efect negativ asupra transmiterii semnalului. Secțiunea transversală a conductorului de cablu este foarte importantă, deoarece influențează rezistența la curent continuu, printre altele. Odată cu creșterea puterii electrice în funcție de curent, această rezistență de linie asigură o pierdere de energie - transformată în căldură.
ISO/IEC 11801
ISO/IEC 11801 definește o rezistență maximă a buclei de curent continuu (= 2x rezistență de linie) de 21 ohmi pentru o secțiune de cablare (legătură permanentă). Din acest motiv, la planificarea cablării clădirii sunt necesare specificații cu privire la un diametru adecvat al conductorului. Un cablu așezat într-un pachet cu o secțiune transversală a conductorului de 0,4 milimetri (AWG 26) se încălzește semnificativ mai mult decât un cablu cu un conductor de 0,63 milimetri (AWG 22).
Tabelul 2: Prezentare generală a economiilor de costuri.
Pe lângă secțiunea transversală a conductorului, structura cablului nu trebuie neglijată. Un cablu simplu cu perete răsucit neecranat (UTP) fără ecranare suplimentară se încălzește semnificativ mai mult decât un cablu cu perete răsucit ecranat (STP). Metalul din scut disipă căldura reziduală mai eficient decât un cablu UTP, ceea ce duce la o temperatură redusă în cablu. Modul în care este așezat cablul influențează și sarcina termică. Canalele de cablu deschise sau semi-deschise s-au dovedit a fi avantajoase. Cu toate acestea, canalele și conductele închise sunt mai puțin adecvate. Pe lângă cablurile în sine, pierderile de căldură care apar în sursele de tensiune nu trebuie neglijate. Căldura reziduală se adaugă atunci când sunt furnizate mai multe dispozitive, de exemplu atunci când se utilizează un butuc mediu într-un dulap de date.
Concluzie