Power over Ethernet (PoE) – Anforderungen an ein hochwertiges Datenkabel
Mit Power over Ethernet (PoE) kann neben hohen Datenraten auch Energie über symmetrische Datenkabel übertragen werden. Um die Vorteile daraus ohne Probleme nutzen zu können, empfehlen sich Datenkabel mit grossen Querschnitten sowie qualitativ hochwertige Komponenten.
Kupfer-Datenleitungen stehen gegenwärtig gleich doppelt im Mittelpunkt des allgemeinen Interesses. Einerseits bildet der neuste Standard zur Übertragung des schnellsten Ethernet-Protokolls ein heisses Thema. Anderseits besteht mit Power over Ethernet (PoE) seit Neustem eine Technologie, die es erlaubt, neben hohen Datenraten auch Energie über symmetrische Datenkabel zu übertragen.
Bild: Netzwerkstruktur mit PoE
Vorteile von PoE
PoE bezeichnet eine Technologie, bei welcher netzwerkfähige Geräte über ein 8-adriges Datenkabel mit Energie versorgt werden können. Als typische Geräte sind in erster Linie VoIP-Telefone zu nennen. Dies ist auch der Grund, weshalb PoE häufig mit VoIP in Zusammenhang gebracht wird. Der augenfälligste Vorteil dieser neuen Technologie ist im Ersatz des Energiekabels zu sehen. Mit PoE wird zur Speisung des Endgerätes nur ein Datenkabel mit dem standardisierten RJ45-Anschluss verwendet. Dies hat für den Endkunden, der mit portablen Geräten wie PDA’s weltweit unterwegs ist den riesigen Vorteil, auf Adapter für verschiedene Energiekabel (230V/110V) verzichten zu können.
Typischerweise ist der Adapter, den man auf die Reise mitgenommen hat, der Falsche.
Entsprechend gross ist der Ärger, wenn der Akku nach wenigen Stunden leer ist und man das Gerät just in diesem Moment unbedingt benötigt. Ein Ärgernis das mit PoE nicht mehr auftreten wird. Ein weiterer Vorteil ist die Auslegung der fest verlegten Verkabelung.
Durch die Einsparung der Spannungsversorgungsleitung lässt sich das Netzwerk vereinfachen und die Flexibilität erhöhen. So benötigt ein WLAN-Access-Point mit PoE lediglich ein Datenkabel.
Die Standardisierung
Die IEEE beschäftigt sich seit mehreren Jahren mit der Standardisierung von PoE. Der zurzeit gültige Standard ist in IEEE 802.3af beschrieben. Dieser begrenzt die Leistung, welche ins Netzwerk gespeist werden kann, auf 15W. Die maximale Spannung an den Kontakten eines RJ45-Steckers ist kleiner als 60V und entspricht somit den Anforderungen für eine Schutzkleinspannung. Dies ist eine wichtige Bedingung, um Standardkomponenten weiter verwenden zu können. Der maximale Dauerstrom ist auf 350mA begrenzt. Mit einer Leistung von 15W lassen sich die meisten Handheldgeräte speisen. Die Endgeräte mit einem höheren Leistungsbedarf lassen sich nach diesem Standard aber nicht versorgen. Besonders für Laptops wäre PoE jedoch eine sehr nützliche Technologie. Deswegen werden bereits zukünftige Standards mit erhöhtem Leistungsdurchsatz besprochen. Der zukünftige Standard IEEE 802.3at erweitert PoE auf eine Leistung von 30W. Und die nächste Erweiterung auf 60W wird bereits diskutiert.
Auslegung des Netzwerks
Zur Einspeisung der Energie stehen zwei Orte zu Auswahl. Zum einen kann mit einem zusätzlichen PSE direkt auf ein Patchpanel eingespeist werden (entspricht der Midspan-Lösung). Zum anderen ist es möglich, die so genannte Endspan-Variante zu wählen. Hier ist die Energiequelle bereits in die Aktivgeräte (Switch etc.) integriert. Bei neuen Datennetzwerken werden mittelfristig nur noch Endspan-Lösungen zum Einsatz kommen. Die Midspan-Variante bildet eine projektspezifische Übergangslösung. Um die Zerstörung von Geräten zu vermeiden, die nicht PoE-fähig sind (durchgeschleifte Prints etc.), werden die PSE’s mit einem intelligenten Schalter ausgerüstet. Dieser erkennt, ob ein PoE-kompatibles Geräte angeschlossen ist. Erst wenn das kompatible Gerät als solches erkannt ist, wird die Speisespannung aufgeschaltet
Quelle: LAN Technologie
Technische Grenzen von PoE
Nach dem Trennen einer PoE-Verbindung wird die Spannung abgeschaltet. Allerdings kann dies erst dann erfolgen, wenn Stecker und Buchse physisch getrennt sind. Dadurch ist es unvermeidlich, dass beim Ausstecken des RJ45-Steckers ein Lichtbogen gezogen wird. Dieser hat einen Abbrand auf den Kontakten zur Folge, was die Lebensdauer der Komponenten drastisch reduziert. Die Norm macht bezüglich dieser Thematik noch keine Angaben. Am besten wäre es daher, die PoE-Geräte immer zuerst spannungsfrei zu schalten, bevor der Stecker gezogen wird. Eine Forderung, die sehr wahrscheinlich die wenigsten Endbenutzer befolgen.
Koch Kabel AG Komponenten erfüllen hohe Anforderungen
Da die Norm das Problem des Aussteckens unter Spannung nicht spezifiziert, können keine allgemeingültigen Aussagen zu diesem Thema gemacht werden. Ganz klar stellt jedoch PoE wesentlich höhere Anforderungen an die Komponenten der Verkabelung.
Werkstoff, Dicke der Beschichtung, Anpresskraft und Abbrandverhalten der Kontakte bestimmen die Lebensdauer der Steckverbindung. Dies sind entscheidende Qualitätsmerkmale, die mit blossem Auge nur schwer oder gar nicht zu erkennen sind.
Die von Koch Kabel AG angebotenen hochwertigen Systeme entsprechen den höchsten Qualitätsanforderungen und garantieren damit den Einsatz der neusten Technologien.
Kabelquerschnitt als wichtiges Erfolgskriterium
Des Weiteren ist bei der Auslegung der Netzinfrastruktur darauf zu achten, dass zulässige Höchsttemperaturen nicht überschritten werden. Durch den Transport von relativ grossen Strömen durch die Datenkabel kann es unter ungünstigen Umständen zu schädlichen Erwärmungen kommen. Koch Kabel AG empfiehlt daher bei PoE, Datenkabel mit einem grossen Querschnitt zu verwenden (AWG 22). Da bei grösserem Leiterquerschnitt der Gleichstromwiderstand kleiner wird, reduzieren sich die ohmschen Verluste. Dadurch nimmt die Erwärmung der Kabel ab, und die Zuverlässigkeit des gesamten Netzwerks erhöht sich.
