Захранване през Ethernet (PoE) Захранване от мрежата Две птици с един камък; Окабеляване; LANline
28 януари 2020 г., 6:00 ч. | Зоран Борчич
PoE продължава да напредва. Според проучвания броят на пристанищата, поддържащи PoE, се е утроил през последните пет години. Мрежовите кабели, които могат да предават все повече и повече енергия, благоприятстват тенденцията.
Анализаторите прогнозират висок растеж на PoE. Според неотдавнашен доклад на Grand View Research, пазарът на глобални PoE чипсети ще нарасне до 1,22 милиарда долара до 2025 г., което съответства на среден темп на растеж от 12,6 процента през прогнозния период. Dell? Oro потвърждава тенденцията. Аналитичната компания очаква внедряването на над 750 милиона PoE-съвместими PSE комутационни порта до 2020 г.
Първоначално разработен за захранване на традиционни телефони, PoE става все по-важен и в други области. Интернет на нещата (IoT), интелигентно окабеляване на офиси и жилищни сгради и много съвместими с мрежата крайни устройства в офиси, складове и производствени съоръжения изискват както данни, така и енергия. Те могат да бъдат снабдени с енергия чрез Ethernet интерфейси независимо от електропреносната мрежа. Компаниите се възползват от много предимства. Тъй като PoE предава мощност и данни по един кабел, спестявате разходи за закупуване и експлоатация на допълнителни кабели.
PoE инжекторите или превключвателите и концентраторите служат като източник на енергия. Повечето устройства на пазара вече имат Ethernet комутатори. Това прави възможно инсталирането на устройства независимо от електропреносната мрежа. Такъв метод е особено изгоден в местата за инсталиране, където електропроводи са трудни или невъзможни за полагане. Благодарение на PoE отделните захранващи връзки вече не са необходими и инсталирането на мрежови устройства е намалено. Компаниите често използват технологията за доставка на отдалечени устройства като уеб камери, камери за наблюдение или точки за достъп до WLAN, които често трябва да се инсталират на недостъпни места. Друго предимство на PoE е повишената надеждност на свързаните устройства чрез централно и непрекъсваемо захранване (UPS). Непрекъсната работа е възможна в случай на прекъсване на електрозахранването. PoE работи с постоянен ток. Не се изискват адаптери за преобразуване AC/DC, което също спестява енергия и пари.
Структурата на PoE вариантите.
PoE стандарти: Всички добри неща са на три
Предлагат се два варианта за предаване на енергия между доставчика на енергия (захранващо оборудване, PSE) и потребителя на енергия (захранвано устройство, PD). Методът на резервните двойки използва само свободните двойки проводници 4/5 и 7/8 за захранване между PSE и PD. При фантомно захранване напрежението се подава през всички двойки проводници, които също се използват за предаване на данни. Това означава, че напрежението се модулира върху линията за данни. С PoE топологията потребителите могат да избират между средни и крайни мрежи.
PoE е дефиниран в няколко стандарта и позволява различна максимална производителност в зависимост от стандарта. В бъдеще терминът дистанционно захранване ще обикаля заедно с PoE. Групата за стандартизация на PoE наскоро представи този нов термин. Таблицата по-долу дава общ преглед. Електротехниците и проектантите ще намерят в него всички подробности за успешна инсталация на PoE.
Следвайки стандартите IEEE 802.3af от 2003 г. и IEEE 802.3at от 2009 г., IEEE прие стандарта IEEE 802.3bt през третото тримесечие на 2018 г. Най-новият стандарт, известен също като 4-чифтен PoE, използва всички ядра на мрежовия кабел за предаване на енергия. Максималната постижима мощност е между 72 и 90 вата. Благодарение на високата преносима мощност, дори по-големите крайни устройства, като IP телевизори в Full HD или тънки клиенти, могат да се доставят с енергия чрез кабела за данни. Производителите на кабели също работят непрекъснато по по-нататъшното развитие на PoE производителността на мрежовите кабели за данни, тъй като ограничената изходна мощност, която PoE процесът включва, все още е най-големият недостатък.
Обхватът на PoE се дължи на съпротивлението на контура DC (DC-LR).
Влияние на PoE върху окабеляването
Както подсказва името, кабелите за данни са предназначени предимно за предаване на цифрови сигнали и не са предназначени за предаване на мощност. Доставянето на електричество означава допълнително напрежение за кабела, което обикновено води до повишаване на температурата в кабелния сноп. Като цяло, колкото повече електричество предава кабелът за данни, толкова повече топлина той създава в кабела.
PoE генерира топлина чрез проводящото съпротивление на кабела. Освен това размерът на снопа и инсталационната среда имат пряко влияние върху нагряването на кабела и могат да доведат до значително повишаване на температурата. Наред с други неща, решаващ е вида на използваните кабелни канали: мрежов кабелен канал, кабелна система с перфориран отвор или напълно затворен канал, изработен от пластмаса. Кабелите в отворената решетка изпитват по-голям охлаждащ ефект от въздуха, отколкото кабелите в затворения канал. Там затоплянето е по-високо. Стандартът EN-50174-2 гласи съгласно точка 4.5.4.2, че степента на пълнене не трябва да надвишава 40%. Тъй като броят на кабелите в затворения кабелен канал се увеличава, температурата се увеличава. Ако кабелните канали са разположени над нагревател, излъчващата топлина също влияе на производителността. Следователно планирането и изпълнението на инсталацията имат пряко влияние върху PoE способността на кабела.
По-високите температури на кабела увеличават съпротивлението и загубата на предаване. Резултатът е намаляване на дължината на връзката на кабела. Поради допълнителното затихване, сигналите може вече да не достигат правилно до приемника или изобщо да не достигнат и потокът от данни ще бъде прекъснат. В допълнение към ефекта на нагряване и охлаждане, специфичните за кабела свойства като симетрия и структура на кабела влияят върху PoE характеристиките на кабела. Влиянието на PoE върху съединителните системи може дори да доведе до сериозни повреди на съединителните системи в случай на голямо претоварване. При изключване под товар настъпва откъсваща искра, която може да разруши контактите. Тежестта на повредата на компонентите зависи от конструкцията на контакта и нивото на производителност при изключване.
Увеличете PoE ефективността
Максималната работна температура на кабела не трябва да надвишава 60 ° C, така че кабелите да останат PoE-функционални и да се постигне максимална ефективност на предаване. Ако температурата надвиши тази граница, свойствата на трансмисията се колебаят и кабелите вече не постигат очакваната производителност. Причината се крие в омекотяването на изолационния материал и свързаната с това загуба на симетрия. Границата на нагряване от 60 ° C се състои от 50 ° C максимална околна температура на компонентите, загуба на мощност и разсейване на топлината. Това води до изчислението: 50 ° C макс. Температура на околната среда + загуба на мощност - разсейване на топлината