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Bei Power over Ethernet die Link-Längen beachten

Berechnungs-Tool für PoE-Link-Längen von R&M

2. Dezember 2015, 9:53 Uhr | LANline/Matthias Gerber(R&M)/jos

Power over Ethernet ist eine bestechend einfache Idee: Der Versorgungsstrom der Ethernet-Endgeräte fließt direkt über die Datenkabel. Die Ausführung stößt jedoch an Grenzen. Eine davon ist die Link-Länge. Wenn sich das Kabel unter dem Einfluss des Stroms erwärmt, erhöht sich dessen Dämpfung, was die mögliche Übertragungsreichweite verkürzt. Dies gilt besonders für das neue 4PPoE (4-Pair Power over Ethernet - künftig IEEE 802.3bt) mit 55 oder 100 Watt Leistung, bei dem bis zu einem Ampere über jedes Aderpaar fließen kann.

Netzwerkkabel der Kategorie 5e mit einem Leiterquerschnitt von AWG 24 (0,22 mm2) stoßen dabei schnell „an natürliche Grenzen“. Sie erwärmen sich stark – vor allem dann, wenn sich die Hitze aus großen Kabelbündeln schlecht abführen lässt. Kabel der Kategorie 6 oder Kategorie 7A mit Querschnitten von AWG 23 (0,26 mm2) oder AWG 22 (0,33 mm2) sind aufgrund der kleineren Widerstände im Vorteil.

Bei jedem Projekt ist entscheidend, auf welche Anwendungen eine Verkabelung ausgelegt werden soll. Genügt auf Dauer Gigabit Ethernet mit einer Verkabelung der Klasse D oder E? Oder werden 10 Gigabit Ethernet und eine Verkabelung der Klasse EA oder höher benötigt? Planer müssen in der Zukunft auch die Parameter für PoE genauer untersuchen. Wo liegen die spezifischen Grenzen? Wie belastbar ist eine geplante Installation? Was muss für eine zukunftssichere Neuinstallation berücksichtigt werden?

R&M hat dafür einen „PoE Calculator“ entwickelt, mit dem sich die möglichen Link-Längen bestimmen lassen, indem der Einsatz von unterschiedlichen Anwendungen simuliert wird. Die Besonderheit: Für bis zu drei Segmente einer Verkabelungsstrecke lassen sich Kabeltypen, Bündelstärken, Umgebungstemperaturen und weitere Parameter eingeben. Das Tabellenkalkulationsprogramm liefert als Ergebnis die jeweils zu erwartenden Temperaturen innerhalb der Kabelbündel eines Segmentes und als wesentliches Kriterium die daraus abgeleitete maximale Link-Länge. Das Programm berücksichtigt die Vorgaben der neusten internationalen Normen.

Die Vielzahl der im Tool einstellbaren Parameter lasse eine individuelle Berechnung der erlaubten Übertragungslängen für eine gegebene Anwendung zu. Exemplarische Eingaben zeigen schnell die Grenzen durch negative Werte der Link-Reserve: Die geplante Übertragungsreichweite wird dann nicht erreicht, zumindest nicht mit einer zuverlässigen Datenübertragung.

Grundsätzlich zeigt sich, dass bis zu „“Power over Ethernet Plus““-Anwendungen (PoEP, 26 Watt Leistung) bei realistisch vorkommenden Rahmenbedingungen kaum mit Einschränkungen der Übertragungslängen zu rechnen ist.

Will man jedoch die Verkabelung auch für künftige PoE-Generationen (4PPoE) fit machen, können sich Planer an folgenden „Daumenregeln“orientieren:

Verkabelungen der Klasse D für Gigabit Ethernet:

Mit Kabeln der Kategorie 5e (AWG 24) muss die Länge des Permanent Links gemäß den konkreten Einbaubedingungen geplant und allenfalls entsprechend gekürzt werden.

Mit Kategorie-6-Kabeln (AWG 23) sind dagegen im Regelfall die in der Normierung vorgesehene 90 Meter Link-Länge zu erzielen.

Verkabelungen der Klasse EA für 10 Gigabit Ethernet:

Mit Kabeln der Kategorie 6A (AWG 23) muss die Länge des Permanent Links gemäß den konkreten Einbaubedingungen geplant und allenfalls entsprechend gekürzt werden.

Mit Kategorie-7A-Kabeln (AWG 22) sind dagegen im Regelfall die in der Normierung vorgesehene 90 Meter Link-Länge zu erzielen.

Für die konkrete Anwendung ist entscheidend, welche Strecke der Permanent Link überhaupt überbrücken muss. Mit dem PoE Calculator lassen sich die Möglichkeiten realitätsnah ausloten. Er liegt als Excel-Datei zum Download auf dieser Seite: www.rdm.com/de/co/service/planungshilfsmittel/power-over-ethernet-rechner.aspx:.

In dem White Paper „4PPoE – Parameter für die Netzwerkplanung“ informiert R&M über die physikalischen Hintergründe. Netzwerkplaner und Installateure finden in dem Dokument praktische Hinweise, wie sie die Verkabelung auf die Anforderungen von 4PPoE vorbereiten können: www.rdm.com/de/co/service/downloads/white-paper.aspx.