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Kabeltechnik Bei Power over Ethernet die Link-Längen beachten

| Autor / Redakteur: Matthias Gerber * / Kristin Rinortner

Bei der Stromversorgung über Datenkabel werden deren Übertragungsparameter beeinflusst und Standard-Link-Längen werden unter Umständen nicht erreicht. Ein Tool erleichtert die Planung.

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RJ45-Verbindungstechnik von R&M: ideal geeignet zur Verwendung mit heutigen und künftigen PoE Anwendungen.
RJ45-Verbindungstechnik von R&M: ideal geeignet zur Verwendung mit heutigen und künftigen PoE Anwendungen.
(Bild: R&M)

Die Idee von Power over Ethernet ist bestechend einfach: 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 Stromdurchflusses erwärmt, erhöht sich dessen Dämpfung, was die mögliche Übertragungsreichweite verkürzt. Dies gilt besonders für das neue 4PPoE (4-Pair Power over Ethernet) mit einer Leistung von 55 oder 100 W, bei dem bis zu 1 A über jedes Aderpaar fließen kann.

Eine dauerhafte Erwärmung um 10 ºC kann auf Grund der erhöhten Materialalterung die zu erwartende Lebensdauer der Kabel halbieren. Höhere Temperaturen steigern den Kupferwiderstand und die Dämpfung der Signalübertragung, was die mögliche Streckenlänge eines Links reduziert. Die Erwärmungen des Kabels durch die Stromübertragung kann die Dämpfung eines Kabels so weit erhöhen, dass eine Datenübertragung unmöglich wird.

Bei längeren Verkabelungsstrecken sollten größere Leiterquerschnitte und/oder geschirmte Kabel verwendet werden. Alternativ dazu können die Distanzen (Link-Längen) verkürzt werden. Wichtig ist ebenfalls, Module und Steckverbinder mit Schneidklemmtechnik zu verwenden.

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

Die Anwendung entscheidet über die Verkabelung

Bei jedem Projekt ist entscheidend, auf welche Anwendungen eine Verkabelung ausgelegt werden soll. Genügt auf Dauer 1-GBit-Ethernet mit einer Verkabelung der Klasse D oder E? Oder werden 10-GBit-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?

Reichle & De-Massari 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.

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