浅谈PoE技术及应用给布线系统带来的挑战
武汉睿连


对于PoE这一词大家也许并不陌生。它指的是一种以太网供电技术,主要通过网线给PoE受电端设备同时提供数据传输和电力支持。由于PoE技术具有易维护、易安装、恢复期短、低成本等特点使得PoE市场分额在近几年一直呈大幅上涨趋势。根据以太网供电市场调查数据以及对2016-2022年的市场预测情况显示,截止到2022年底,全球PoE市场的年复合增长率(CAGR)预计将增长13%,合计约占市场总份额的10亿美金。

PoE全称为Power Over Ethernet,又被称为基于局域网的供电系统(PoL,Power over LAN )或有源以太网( Active Ethernet),也被简称为以太网供电,这是利用现存标准,规范了以太网传输电缆在传送数据的同时,又满足供电的功率应用要求,并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。通过这种方式,可以为IP电话、IP摄像头、无线AP、数据采集终端等设备进行远程集中供电,而不再需要考虑其电源系统布线的问题,也省去了其他弱电线缆,优化了系统布线及施工难度。

浅谈PoE技术及应用给布线系统带来的挑战

为了规范和促进PoE供电技术的发展,解决不同厂家供电和受电设备之间的适配性问题,IEEE标准委员会从2003年开始先后发布了三个PoE标准:IEEE 802.3af标准(PoE)、IEEE 802.3at标准(PoE+)、IEEE 802.3bt标准(PoE++)。

我们可以看出,三种标准所对应的电流、功率及最大数据传输等数量均是不同的,供电功率从15.4 W扩展至90 W,传输速率也从千兆到万兆,这说明了PoE技术在不断成熟和完善,功率的增加能满足更多的终端设备PoE供电的需求,速率的增加说明了PoE应用系统对数据传输提出了更高的要求。

在PoE供电中,电流在线对中传输,大部分的电能会传送到受电设备(PD, Powered Device)中,但由于网络布线的对绞电缆本身存在一定的电阻,在传输直流电时将会产生一定的热量,这些热量将导致传输链路以及受电终端的温度升高。在一些严酷的条件下,温度可能会超过规定的工作温度,线缆在长期高温环境工作会加快线缆老化,PoE应用给布线系统带来一定的挑战:

Ø  线缆温度升高对线缆传输及链路长度带来的影响,温度越高,传输长度越短(图1);

Ø  长期温度升高对线缆的伤害,加快线皮的老化;

Ø  接口插拔时火弧对接插件的损害,碳堆叠影响数据传输(图2);

Ø  对传输速率带宽有更高要求的,如WIFI5以上,需采用Cat 6A线缆(图3);

浅谈PoE技术及应用给布线系统带来的挑战

图1


浅谈PoE技术及应用给布线系统带来的挑战

图2

浅谈PoE技术及应用给布线系统带来的挑战

图3


从以上分析,PoE布线系统选用与安装时,减少温升是需要重点考虑的问题,其次,选品需要考虑性能,保证质量,并尽量减少接头的插拔。具体建议如下:

Ø  线缆选择方面,尽量选用屏蔽线缆,屏蔽线缆的屏蔽层具有良好散热作用,同级别的屏蔽线缆比非屏蔽线缆传输距离更远;

Ø  尽量采用开放式桥架,能达到更好的散热效果,当选用封闭的管槽时,宜选用金属线槽,散热效果优于PVC,PC/ABS等材质的线槽;

Ø  尽量以散放的方式布放,如果需要绑扎,应尽量减小绑扎数量,并适当增加线束间距,获取良好的散热效果,在全封闭线槽中应更加重视;

Ø  采用屏蔽线缆时,注意正确良好的接地,以免引起直流电阻不平衡导致数据信号出现故障,甚至PoE停止运行;

Ø  最小弯曲半径应符合规定(即弯曲半径不小于线缆直径的4倍),保证性能;

Ø  模块与跳线尽量选用通过IEC60512-9-3和IEC60512-99-001测试的,确保发生电弧放电时,跳线插头与模块不会因产生碳堆叠影响数据传输;

Ø  施工完毕测试时,除了做布线测试外,建议增加PoE应用链路的测试,如线对不平衡性,线对间不平衡性等;

随着系统化,集成化的物联网平台越来越多,PoE应用会越来越广,给综合布线系统提供了更大的舞台,无论对产品或者施工将提出更高的要求,布线系统将在IT基础设施起到更关键的作用。


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