Technik von Power over Ethernet
Bequeme Technik oder heiße Drähte
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Die PoE-Standards und -Leistungsklassen:
Nach anfänglichen 4 W und 7 W ist die Technik heute bei einer Leistung von 90 W (Powering Source) oder bei bis zu 72 W am Endgerät (Powered Device) angekommen. Die Übertragung des Gleichstroms erfolgt über zwei oder bei 4PPoE über alle vier Adern eines Twisted-Pair-Datenkabels. Da die Querschnitte der Twisted-Pair-Datenkabel beschränkt sind und maximal eine Stärke von AWG 23 oder AWG 22 aufweisen, ist der maximale Strom über diese Leiter auf rund 500 mA limitiert, allerdings eher durch die Steckverbinder als durch das Kabel selbst. Dieser Strom hat eine gewisse Erwärmung der Kupferadern zur Folge, die sich dann verstärkt bemerkbar macht, wenn viele Kabel nebeneinander installiert und gebündelt in den meist aus Brandschutzgründen geschlossenen Kabeltrassen verlegt sind.
Zu den Herausforderungen durch die neuen PoE-Endgeräte mit den höheren Strömen zählen unter anderem auch das Stecken und Trennen der RJ45-Stecker unter Last mit bis zu 1 A bei 90 W. Solche Gleichströme erzeugen beim Ein- und Ausstecken Lichtbögen, die die Übertragungseigenschaften für die Datentechnik nicht negativ beeinflussen dürfen. Konstruktive und materialtechnische Maßnahmen sorgen dafür, dass die Kontakte weiter funktionieren, auch bei einem Abbrand der Kontaktflächen an definierten und datentechnisch ungefährlichen Stellen.
Klimawandel
Der Klimawandel beeinflusst auch die Datenverkabelung und ist eine weitere Herausforderung, nicht zuletzt nach den letzten heißen Sommerperioden, wo über Wochen Temperaturen über 35 °C, bisweilen sogar über 40 °C herrschten. Dann kühlen sich die Gebäude nicht mehr ab. Das heißt: Die Berechnung für die Widerstände der Verkabelungen kann nicht wie bis bisher auf einer Umgebungstemperatur von nur 20 °C beruhen, sondern muss den tatsächlichen Bedingungen Rechnung tragen.
Dies bedeutet: Die maximale Länge der Datenverkabelung (bisher Permanent Link: 90 Meter und Kanal: 100 Meter) ist anzupassen. Die Längen für die PoE-Nutzung sind also signifikant zu reduzieren. Andernfalls würden sich die per PoE gespeisten Datenkabel auf über 60 °C erwärmen, was ihre Funktion beim Datentransport zumindest infrage stellen würde und mit hoher Wahrscheinlichkeit sogar Ausfälle zur Folge hätte.
Die Standards und Normen geben Hilfestellung
Die Problematik mit Erwärmung von Kabeln ist nicht neu; vielen Anwendern, Installateuren und auch Fachplanern zumindest bei der Datenverkabelung allerdings nicht geläufig.
Die Standards ISO/IEC 11801 ISO/IEC 14763-2 weltweit sowie die europäischen Normen EN 50174-1 und 50174-2 (Veröffentlichung 2019) geben Hilfestellung bei der Planung und für den Umgang mit diesen Themen. Dies gilt auch für bestehende Anlagen. In den Standards sind die Power-over-Ethernet-Verbindungen in Datennetzwerken in sogenannte „Remote Powering“-Klassen RP1 bis RP3 eingeteilt, für die sich eine dedizierte Betrachtung lohnt.
Fernspeisung nach Kategorie RP1
Zunächst: Falls die Installation nicht als RP 1 bis 3 markiert ist, gilt sie als eine RP1-Installation. Zum Zeitpunkt der Installation muss der Installateur nur eine Längenreduzierung basierend auf der Umgebungstemperatur um die Verkabelung herum vornehmen. Während des Betriebs muss der Nutzer den Temperaturanstieg berechnen und validieren, um innerhalb der Grenzen zu bleiben.
Dazu zählen
- die Berechnung des durchschnittlichen Stroms in den Kabeln, bevor man Power-over-Ethernet-Geräte anschließt,
- das Steuern aller Anschlüsse von ferngesteuerten Stromversorgungsgeräten,
- im einfachsten Fall die Deaktivierung von PoE auf allen Switch-Ports, die nicht Teil der Berechnung sind, sowie
- die Berechnung aller neuen PoE-Geräte, sodass der durchschnittliche Strom für Leiter nicht größer als 212 mA bei 30 W ist (60 W und 90 W sind unter gewissen Bedingungen möglich).
Zudem gilt es, die Dokumentation der verwendeten Ports zu aktualisieren, außerdem die des durchschnittlichen Stroms und erst danach die relevanten Switch-Ports zu aktivieren.
- Bequeme Technik oder heiße Drähte
- Die PoE-Standards und -Leistungsklassen:
- Fernspeisung Kategorie RP2
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