Alimentare prin Ethernet (PoE) Alimentare din rețea Două păsări cu o singură piatră; Cablare; LANline
28 ianuarie 2020, 6:00 a.m. | Zoran Borcic
PoE continuă să avanseze. Potrivit studiilor, numărul de porturi compatibile PoE s-a triplat în ultimii cinci ani. Cablurile de rețea care pot transmite din ce în ce mai multă putere favorizează tendința.
Analiștii prezic o creștere ridicată a PoE. Potrivit unui raport recent realizat de Grand View Research, piața chipseturilor PoE globale va crește până la 1,22 miliarde de dolari până în 2025, ceea ce corespunde unei rate medii de creștere de 12,6% în perioada prognozată. Dell? Oro confirmă tendința. Firma analistă se așteaptă la implementarea a peste 750 de milioane de porturi de comutare PSE compatibile PoE până în 2020.
Dezvoltat inițial pentru a furniza telefoane convenționale cu alimentare, PoE devine tot mai important în alte domenii. Internetul obiectelor (IoT), cablarea inteligentă pentru birouri și clădiri rezidențiale și multe dispozitive finale compatibile cu rețeaua din birouri, depozite și facilități de producție necesită atât date, cât și energie. Ele pot fi alimentate cu energie prin interfețe Ethernet, independent de rețeaua electrică. Companiile beneficiază de multe avantaje. Deoarece PoE transmite energie și date printr-un singur cablu, economisiți costuri pentru achiziționarea și funcționarea cablurilor suplimentare.
Injectoarele PoE sau comutatoarele și hub-urile servesc drept sursă de alimentare. Majoritatea dispozitivelor de pe piață au acum switch-uri Ethernet. Acest lucru face posibilă instalarea dispozitivelor independent de rețeaua electrică. O astfel de metodă este deosebit de avantajoasă în locurile de instalare în care liniile electrice sunt greu sau imposibil de amplasat. Datorită PoE, nu mai sunt necesare conexiuni de alimentare separate, iar efortul pentru instalarea dispozitivelor de rețea este redus. Companiile folosesc adesea tehnologia pentru a furniza energie dispozitivelor la distanță, cum ar fi camere web, camere de supraveghere sau puncte de acces WLAN, care deseori trebuie instalate în locuri inaccesibile. Un alt avantaj al PoE este fiabilitatea sporită a dispozitivelor conectate printr-o sursă de alimentare centrală și neîntreruptibilă (UPS). Funcționarea continuă este posibilă în caz de pană de curent. PoE funcționează cu curent continuu. Nu sunt necesare adaptoare de conversie AC/DC, ceea ce duce și la economii de energie și costuri.
Structura variantelor PoE.
Standarde PoE: Toate lucrurile bune vin în trei
Sunt disponibile două variante pentru transmiterea energiei între furnizorul de energie (echipament de alimentare cu energie electrică, PSE) și consumatorul de energie (dispozitiv alimentat, PD). Metoda de pereche de rezervă utilizează doar perechile de fire libere 4/5 și 7/8 pentru alimentarea cu energie între PSE și PD. Cu alimentare fantomă, tensiunea este furnizată prin toate perechile de fire, care sunt, de asemenea, utilizate pentru transmiterea datelor. Aceasta înseamnă că tensiunea este modulată pe linia de date. Cu topologia PoE, utilizatorii pot alege între rețelele mid-span și end-span.
PoE este definit în mai multe standarde și permite performanțe maxime diferite în funcție de standard. În viitor, termenul de alimentare la distanță va face rundă alături de PoE. Grupul de standardizare PoE a introdus recent acest nou termen. Tabelul de mai jos oferă o prezentare generală. Electricienii și planificatorii vor găsi toate detaliile pentru o instalare PoE de succes în ea.
Urmând standardele IEEE 802.3af din 2003 și IEEE 802.3at din 2009, IEEE a adoptat standardul IEEE 802.3bt în al treilea trimestru al anului 2018. Cel mai recent standard, cunoscut și sub numele de 4 perechi PoE, folosește toate nucleele cablului de rețea pentru transmiterea energiei. Puterea maximă realizabilă este între 72 și 90 de wați. Datorită puterii transferabile ridicate, dispozitivele finale și mai mari, cum ar fi televizoarele IP în Full HD sau clienții subțiri, pot fi furnizate cu energie prin cablul de date. Producătorii de cabluri lucrează continuu și la dezvoltarea în continuare a performanței PoE a cablurilor de date de rețea, deoarece puterea limitată pe care o aduce procesul PoE este în continuare cel mai mare dezavantaj.
Gama PoE se datorează rezistenței buclei de curent continuu (DC-LR).
Influența PoE asupra cablării
După cum sugerează și numele, cablurile de date sunt proiectate în principal pentru a transmite semnale digitale și nu sunt destinate transmiterii de energie. Alimentarea cu energie electrică înseamnă tensiune suplimentară pentru cablu, ceea ce duce de obicei la o creștere a temperaturii în pachetul de cabluri. În general, cu cât transmite mai mult electricitate un cablu de date, cu atât creează mai multă căldură în cablu.
PoE generează căldură prin rezistența conductivă a cablului. În plus, dimensiunea pachetului și mediul de instalare au o influență directă asupra încălzirii cablului și pot duce la o creștere semnificativă a temperaturii. Printre altele, tipul de conducte de cablu utilizate este decisiv: conductă de cablu de rețea, sistem de cabluri perforate sau conductă complet închisă din plastic. Cablurile din rețeaua deschisă au mai mult efect de răcire din aer decât cablurile din conducta închisă. Încălzirea este mai mare acolo. Standardul EN-50174-2 prevede la punctul 4.5.4.2 că gradul de umplere nu trebuie să depășească 40%. Deoarece pe măsură ce crește numărul de cabluri din conducta de cablu închisă, temperatura crește. Dacă conductele de cablu sunt situate deasupra unui încălzitor, căldura radiantă afectează și performanța. Prin urmare, planificarea și execuția instalației au o influență directă asupra capacității PoE a unui cablu.
Temperaturile mai ridicate ale cablului cresc rezistența și pierderea transmisiei. Rezultatul este o reducere a lungimii legăturii cablului. Datorită atenuării suplimentare, este posibil ca semnalele să nu mai ajungă corect sau deloc la receptor, iar fluxul de date să fie întrerupt. În plus față de efectul de încălzire și răcire, proprietățile specifice cablului, cum ar fi simetria și structura cablului, influențează performanța PoE a unui cablu. Influența PoE asupra sistemelor de conectori poate duce chiar la deteriorarea gravă a sistemelor de conectori în caz de suprasarcină ridicată. Când se deconectează sub sarcină, apare o scânteie care poate distruge contactele. Gravitatea deteriorării componentelor depinde de designul contactului și de nivelul de performanță la deconectare.
Creșteți eficiența PoE
Temperatura maximă de funcționare a cablului nu trebuie să depășească 60 ° C, astfel încât cablurile să rămână funcționale PoE și să se obțină o eficiență maximă a transmisiei. Dacă temperatura depășește această limită, proprietățile transmisiei fluctuează și cablurile nu mai ating performanța așteptată. Motivul constă în înmuierea materialului izolant și pierderea asociată de simetrie. Limita de încălzire de 60 ° C este alcătuită din componentele de 50 ° C temperatura ambiantă maximă, pierderea de energie și disiparea căldurii. Rezultatul este calculul: 50 ° C max. Temperatura ambiantă + pierderea de putere - disiparea căldurii