Скс Решения

Еволюция на дистанционното захранване

Владимир Владков

Много специалисти от ИТ бранша не си дават сметка, че използването на PoE и други технологии за отдалечено електрозахранване може да доведе до повишаване на температурата в снопа кабели иўДа доведе до искрене, водещо до повреда на контактите на съединителите. Как да се избегне спад на производителността на мрежата заради нагряването на проводниците и нагаряне на контактите при използване на захранване по Ethernet?

За по-малко от десетилетие технологията за отдалечено захранване промени ИТ света. Днес медният симетричен усукан чифт се използва за подаване на постоянно напрежение към точки за безжичен достъп 802.11ac с помощта на технологията PoE Type 2 с мощност 30 вата и за доставка на цифрово видео Full HD, аудио, 100Base-T и управляващи сигнали в телевизионни и дисплейни приложения чрез технологията Power over HDBase-T (POH) с поддържана мощност 100 вата. В перспектива за отдалечено eлектрозахранване се планира реализация на приложения PoE Type 3 (60 вата) и Type 4 (100 вата), разглеждани в момента от работната група IEEE 802.3bt (DTE Power via MDI over 4-Pair. Task Force).

В същото време много специалисти от бранша не си дават сметка, че употребата на PoE и други технологии за отдалечено електрозахранване може да стане причина за повишаване на температурата в снопа кабели и да доведe до искрене, което да повреди контактите на съединителите. Нагряването на сноповете с кабели е опасно заради възможността за възникване на побитови грешки заради сериозното влошаване на съотношението сигнал/шум, тъй като внасяните загуби директно зависят от температурата. Освен¤вова нагарът на контактите при разкачване на конектори с натоварване може да доведе до необратимо повреждане на конекторите.

Фиг. 1. При „разкачване под натоварване“ възниква електрическа микродъга. В околната среда се създава електрически пробив на газове, който води до корозия и появата на поврееа на повърхността на контакта в мястото на поява на дъгата

Как да се избегнат грешки в сигналите и повторен пренос

Според стандарта ISO/IEC, стандартната работна температура за структурирано окабеляване е от –20 до 60°C. Заради употребата на отделни приложения за отдалечено електрозахранване вътрешната температура в снопа кабели може да нарасне с още 10°C, което води до деградация на материалите от обвивката на кабела, загуба на механична цялост и вследствие необратимо влошаване на характеристиките за преноса на данни, непокрито с гаранция от производителя. Тъй като не съществуват способи за охлаждане на горещите кабели или за мониторинг на температурата в положените канали, препоръчваният подход се състои в минимизиране на рисковете, свързани с извънредно увеличаване на температурата, например чрез инсталиране на екраниран кабел Категория 6A и продукти от по-висока категория, които по-ефективно разсейват топлината в сравнение с другите преносни среди.

Много е важно да се знае колко топлина се отделя в кабела при дистанционно електрозахранване, тъй като внесените загуби нарастват (затихването на сигнала се увеличава) пропорционално на температурата. Изискванията към характеристиките на линията, определени от всички браншови стандарти, се задават на базата на работните 20°C.

В стандартите TIA и ISO се специфицира коефициент за влошаване на номиналните характеристики на внесените загуби за определяне на максимално допустима дължина на линията при температура над 20°C. Трябва да се отчете, че при температура над 40°C в неекранираните кабели UTP влошаването на работните характеристики е три пъти по-голямо, отколкото в екранираните кабели.

За хоризонтално окабеляване Категория 6A F/UTP максимално допустимата дължина на линията при 60°C се намалява от 90 на 83 метра, т.е. със 7 метра, което е предизвикано от увеличението на внесените загуби от повишената температура. За сравнение в линия UTP при 60°C този показател е 72 метра вместо обичайните 90 м.

Освен това екранираните кабели, проектирани за работа при температура над определените стандартни 60°C, осигуряват по-малко свиване на дължината на линията при запазени характеристики. В резултат при реализация на различни проекти могат да се свържат повече работни места и устройства към конвергентната среда на сградата. Например екранираните кабели Категория 6A и 7A осигуряват механична здравина при температура 75°C. В резултат при употреба на екранирани кабели Категория 6A максималната дължина се намалява само с 3 метра при 60°C или с 4 метра при 70°C, а при напълно екранирани кабели Категория 7A не е необходимо изобщо да се намалява дължината на линията, макар че в среда с температура до 70°C при отдалечено електрозахранване може да се пренася ток до 600 мA по четирите чифта.

Основният извод е, че такива подобрени екранирани кабели Категория 6A и 7A стабилно запазват своите характеристики за пренос на данните при повишена температура и са най-подходящи за поддръжка на приложения за отдалечено електрозахранване в гореща среда. Все пак препоръчваната дължина на линията при повишена температура следва да се уточни с производителя.


Еволюция на дистанционното захранване

© Владимир Владков, Networkworld.bg

Фиг. 2. Зависимост на внасяните загуби и максималната дължина на линията от температурата за различни категории кабели

Защита на целостността

Важно значение има и минимизирането на повредите във важни контакти от съединителното оборудване на СКС заради многократното им включване и изключване под сериозен токов товар.

Днес приложенията за отдалечено захранване предвиждат някаква защита на такива критични точки: захранването с постоянен ток не се поддава в СКС, тъй като отдалеченото устройство (Powered Device, PD) няма да бъде разпознато от захранващото оборудване (Power Sourcing Equipment, PSE). За съжаление, ако не се изключи PD, PSE не прекъсва подаването на електрозахранване на модулния конектор при неговото разкачване. В такава ситуация, наричана „разкачване под натоварване“, възниква електрическа микродъга. За човека тя не представлява риск, но в околната среда се създава електрически газов пробив, а това води до корозия и появата на повреди на повърхността на контакта в мястото на поява на дъгата.

Макар че появата на дъга и последващата повреда на контактите при определени условия на разкачване и закачане — е неизбежно явление, контактите се проектират по такъв начин, че дъгата възниква при началната „плъзгаща се“ контактна повърхност и не влияе върху целостността на връзката в крайната позиция, когато конекторът напълно е влязъл в розетката.

За да се осигури надеждност на характеристиките и цялостност на контактите, се препоръчва използване само на съединително оборудване, сертифицирано за съответствие със стандарта IEC-60512-99-001. Този специално разработен стандарт позволява да се гарантират надеждни съединения в приложения за дистанционно електрозахранване, разгърнати чрез симетричен кабел тип „усукан чифт“.

За максимална гъвкавост и минимални прекъсвания в работата при преместване, добавяне или промяна на оборудването се предпочита зонова топология на СКС. При такава топология повечето точки от съединението се намират в пространството на повдигнатия под или окачен таван, където е твърде вероятно повишаване на температурата. Макар че в TIA и ISO/IEC се отделя основно внимание на зависимостта от температурата на характеристиките на кабелите с цял проводник, добре известно е, че при нагряване на многожилни проводници, използвани в комутационни кабели, нарастването на внесените загуби е значително по-голямо, отколкото при кабели с цял проводник. За щастие рискът от влошаване на характеристиките заради повишаване на температурата в зонова кабелна среда може да се намали, като за свързване на оборудването се ползват пач кабели с плътен проводник.

Заради нарастването на пазара на IP устройства с електрозахранване през мрежата и развитието на технологиите за дистанционно захранване способността на кабелите и конекторите да работят при повишена температура и под токов товар, DC става критично важна за дълготрайност на кабелната инфраструктура, използвана за поддръжка на PoE и други слаботокови приложения през усукан чифт. Изборът на конектори и кабели, специално разработени за токови товари с отчитане на повишеното нагряване и износването на контактите, е важна мярка, позволява свеждане до минимум на риска от повреда на компонентите и на грешките при преноса на данни.


Еволюция на дистанционното захранване

© Владимир Владков, Networkworld.bg

 

Фиг. 3. Коригиращият фактор за пределно допустимите стойности на възвратните загуби при изменение на температурата според стандарта ISO/IEC и TIA

Препоръки

Да обобщим. Може да следвате 4 правила, за да сте сигурни, че вашата кабелна инфраструктура ще гарантира гладкото функциониране на дистанционно захранване и други приложения:

  • Използвайте екранирана СКС Категория 6A или по-висока;
  • Ползвайте кабели, предназначени за работа при температура до 75°C;
  • Избирайте оборудване и комутационни кабели с цял, а не с многожилен проводник;
  • Инсталирайте съединително оборудване, което има независима сертификация за съответствие със стандарта IEC 60512-99-001, което би позволило гарантиране на устойчиви работни характеристики и цялостност на контактите.




© Ай Си Ти Медиа ЕООД 1997-2019 съгласно Общи условия за ползване

X