Power Over Ethernet (PoE) на четырех парах | Понимание нового стандарта PoE

Стандарт Four Pair Power Over Ethernet (PoE) для вашей кабельной системы

 

Стандарт Four Pair Power Over Ethernet (PoE) для вашей кабельной системы

В течение нескольких лет вы развертывали кабельные системы, в которых применялась технология Power Over Ethernet (PoE) для целого ряда устройств: VoIP-телефонов и камер видео наблюдения. Все это время от вас требовалось лишь поддерживать оборудование мощностью до 30 ватт. Однако с появлением на рынке большого количества устройств с поддержкой PoE более высокой мощности, таких как точки доступа Wi-Fi 802.11ac, цифровые дисплеи и даже настольные компьютеры, ваши клиенты стали требовать поддержки технологии передачи электропитания по четырем парам. В настоящей статье приводится актуальная информация по четырем темам, касающимся PoE: предлагаемые стандарты, требования к кабельной инфраструктуре, сертификация кабельных соединений ограниченной мощности и полевые терминированные разъемы.

Предлагаемые стандарты

Альтернативные варианты A и B PoE типа 1

На сегодняшний день существуют два типа PoE. Давайте рассмотрим разницу между ними. Тип 1 предполагает передачу до 15,4 Вт, из которых устройство получает 13 Вт, PoE типа 2 (иногда называется PoE Plus) обеспечивает мощность до 30 Вт, из которых устройству доступно 25,5 Вт. В обоих случаях для электропитания используются две пары, однако при этом существуют два альтернативных варианта выбора этих пар.

В альтернативном варианте А электроэнергия подается одновременно с данными по парам 1–2 и 3–6. В альтернативном варианте B питание осуществляется по запасным парам 4–5 и 7–8. Альтернативный вариант A совместим с оборудованием, которое использует как две пары (например, 10/100BASE-T), так и четыре пары (например, 1000BASE-T), а альтернативный вариант B совместим лишь с оборудованием, в котором для передачи данных используются только две пары.

В предлагаемом стандарте 802.3bt описывается PoE по четырем парам типов 3 и 4, предполагающих передачу электроэнергии по всем четырем парам одновременно с данными. PoE типа 3 предполагает передачу электроэнергии мощностью до 60 Вт, из которых 51 Вт доступны для устройства, а PoE типа 4 предусматривает мощность питания до 90 Вт, из которых устройству доступны 71 Вт.

Требования к кабельной инфраструктуре

Согласно альтернативному варианту A технологии PoE типов 1 и 2, электроэнергия передается путем приложения синфазного напряжения к двум парам. При этом сила тока должна равномерно распределяться между двумя проводниками. Для этого каждый проводник в паре должен иметь сбалансированное (одинаковое) сопротивление постоянному току. Любые отклонения в этом случае называются асимметрией сопротивления постоянному току. Слишком большая асимметрия может нарушить сигналы передачи данных, став причиной битовых ошибок и повторных передач, и даже способна привести к неработоспособности каналов данных.

Аналогично альтернативному варианту А технологии PoE типов 1 и 2, согласно типам 3 и 4, электроэнергия передается посредством приложения синфазного напряжения, и наблюдается асимметрия сопротивления постоянному току. 

Тестирование каналов с модульными вилками

тоже имеет значение. Однако в типах 3 и 4 необходимо беспокоиться не только об асимметрии сопротивления постоянному току в каждой паре. К нарушению передачи данных и прекращению функционирования PoE также может привести излишняя асимметрия сопротивления постоянному току между несколькими парами.

Помимо того, что риск асимметрии сопротивления постоянному току представляет низкокачественный кабель с проводниками разного диаметра и концентричности (цилиндричности), не меньший риск может вносить и качество соединений, в которых отдельные проводники могут быть не надлежащим образом и неравномерно обжаты в разъемах IDC. Хотя производитель и указывает характеристики асимметрии сопротивления постоянному току для своего кабеля, единственный способ проверить их достоверность — провести полевые испытания после монтажа.

Кабельные анализаторы серии DSX CableAnalyzer™ помогут просто и быстро проверить асимметрию сопротивления постоянному току между проводниками пары, а также между парами. В результате у вас будет полная уверенность в том, что смонтированная вами кабельная система подходит для оборудования с поддержкой технологии PoE по двум и четырем парам.

Конфигуратор комплекта Versiv

Как вы будете использовать ваш Versiv?

Инструкции по настройке комплекта Versiv

Повышение температуры и кабели ограниченной мощности

К сожалению, асимметрия сопротивления постоянному току — не единственное, о чем стоит беспокоиться. При передаче электропитания по медным парам по технологии PoE высокая температура кабеля может увеличить вносимые потери. Это может привести к неудачным испытаниям канала на вносимые потери или потребовать сокращения длины кабеля.

Тепловыделение при PoE становится тем больше, чем больше кабелей передают электроэнергию в одном пучке, а чем выше мощность — тем выше температура. Количество кабелей в пучке, в зависимости от размера проводников и температурного номинала для PoE мощностью 60 Вт и выше, регламентируется Национальными правилами эксплуатации электроустановок.

Чтобы упростить выбор кабеля для технологии PoE, в Underwriter’s Laboratories (UL) разработали правила сертификации кабелей ограниченной мощности (LP), основанные на исследовательской работе влияния высокой мощности PoE на кабели в пучках. Сертификат LP доказывает, что кабель прошел испытания и способен выдержать эксплуатацию по технологии PoE даже в самом худшем сценарии монтажа без превышения своего температурного номинала. Правила сертификации учитывают большие размеры пучков, высокую температуру воздуха и другие воздействия окружающей среды, например, замкнутые пространства и кабель-каналы.

Важно понимать, что LP — это сертификат, а не перечень или рейтинг. Поэтому, в отличие от других перечней UL, рейтингов воздуховодов или вертикальных шахт, которых требует NFPA 70 National Electric Code®, получение сертификата LP на кабель является добровольным, а не обязательным требованием. А что касается NEC®, в 2017 редакции содержатся новые требования, также касающиеся проблемы повышения температуры, но лишь для мощностей свыше 60 Вт (тип 3). Для таких случаев в NEC приводятся таблицы допустимой токовой нагрузки для смонтированных пучков кабелей определенных размеров, диаметров проводов и температурных номиналов в условиях с температурой окружающей среды 30 °C (86 °F). Соответствие этим таблицам обязательно, поскольку NEC® имеет статус закона. Однако в качестве альтернативы следования таблицам допустимой токовой нагрузки, в NFC допускается использование кабеля с сертификатом LP.

С одной стороны, эта проблема актуальна для вас только в том случае, если вы планируете внедрение PoE выше 60 Вт, тогда как потребляемая мощность большинства устройств с поддержкой PoE, в том числе светодиодных ламп, значительно меньше. С другой стороны, вы никогда не узнаете, какая мощность однажды может быть передана по кабелю, поэтому стоит подстраховаться, обеспечив соответствие таблицам допустимой токовой нагрузки или используя кабель с сертификатом LP. Кроме того, вы можете использовать кабель с проводниками большего диаметра, большего температурного номинала, с экранированием, либо вообще отказаться от объединения кабелей в пучки.

Не смотря на то, что для высококачественных кабелей с более высоким температурным номиналом или сертификатом LP нехарактерна асимметрия сопротивления постоянному току, ее может вызывать и неудовлетворительное качество работ. Поэтому все равно рекомендуется испытывать кабели LP на сопротивление постоянному току.

Терминированные соединения с модульным разъемом

Все больше и больше устройств получают поддержку протокола IP и подключаются к горизонтальной кабельной инфраструктуре. Это вызвано развитием Интернета вещей (IoT) и распространением технологий, в которых применяются датчики. Большинство этих устройств, таких как светодиодные лампы, камеры видеонаблюдения, средства автоматизации зданий и точки доступа Wi-Fi, имеют встроенный порт RJ45 для подключения к сети.

Модифицированные испытания однопроводных постоянных соединений с помощью кабельного анализатора DSX

Возможны ситуации, когда типовой канал с четырьмя разъемами не используется при подключении этих типов устройств, особенно тех, которые располагаются в потолочном пространстве, где не имеет смысла устанавливать лицевую панель. Вместо этого в телекоммуникационное помещение выводится всего один коммутационный шнур (патч-корд), а другой конец этого постоянного соединения оканчивается разъемом, который вставляется прямо в устройство. В результате этого аппаратный шнур просто не требуется. Такой тип подключения называется терминированным соединением с модульным разъемом или MPTL, и по мере того, как он приобретает популярность, появляясь в отраслевых стандартах, неплохо понять уже сегодня, каким образом проводить его испытания.

Среди преимуществ терминированных соединений с модульным разъемом — повышение безопасности и улучшение эстетического вида за счет отсутствия открытых патч-кордов, которые могут быть случайно или намеренно отключены (представьте себе камеру видеонаблюдения), и возможность обеспечить соблюдение нормативного требования о размещении оборудования класса «пленум» только в проветриваемых пространствах (не все патч-корды относятся к классу «пленум»).

Описание канала, оканчивающегося разъемом и не требующего аппаратного шнура, изначально появилось в 005стандарте Безопасности и защищенности электронных устройств BICSI, а затем в033 «Методах проектирования и реализации информационно-коммуникационных технологий в области интеллектуальных зданий и помещений» BICSI, готовящихся к публикации в этом году. Стандартом автоматизации зданий TIA-862 также предусматривается необходимость устранения аппаратного шнура в случаях, если это непрактично или небезопасно, и специально оговаривается возможность использования терминированных соединений с модульным разъемом. Такой тип соединения ранее назывался «прямым подключением», однако в связи с тем, что такой термин применяется в центрах обработки данных для обозначения подключений между коммутатором и сервером, его название претерпело изменения.

До признания этого типа подключения отраслевыми стандартами не существовало специальных требований к проведению испытаний терминированных соединений с модульным разъемом, описываемых стандартом TIA. Поэтому по рекомендации BICSI 

эти соединения изначально испытывались согласно процедуре модифицированных испытаний однопроводных постоянных соединений. Для этого главный испытательный стенд подключался к патч-панели с помощью адаптера постоянного соединения, а удаленный блок на другом конце подключался с помощью адаптера канала, после чего на тестере выбирался режим «Mod 1-Conn Perm. Link». Проблема с использованием адаптера канала на другом конце заключалась в том, что из испытания исключалось стыкуемое соединение на другом конце кабеля.

По мере распространения терминированных соединений с модульным разъемом и повышения вероятности случаев некачественного терминирования, органы стандартизации признали необходимость разработки порядка испытаний с концевым разъемным соединением на другом конце кабеля. Черновик стандарта ANSI-TIA568.2-D содержит конфигурацию MPTL, и данное испытание уже можно проводить с помощью кабельных анализаторов серии DSX.

 

Контактная информация

США/Канада: 1-800-283-5853
Другие страны: 1-425-446-4519
 
 
Powered By OneLink