EuroWire May 2015

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Technischer artikel
Mai 2015 87
Brand-Rex Ltd
Glenrothes
Fife
Großbritannien
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von 20°C. Unter realen Bedingungen
variiert die Umgebungstemperatur von
Ort zu Ort, und daher ist bei der Verlegung
von PoE-Systemen in unkontrollierten
und/oder wärmeren Umgebungen
Vorsicht geboten. Weiterhin sollte die
Korrelation der simulierten Daten mit
der Installationsumgebung in Betracht
gezogen werden.
Einerseits könnte die Simulation auf
dem Schlimmstfall basieren, praktisch
gesehen könnte der Betriebszyklus jedoch
vorschreiben, dass der Strom nur für einen
Bruchteil der Zeit geliefert wird.
Es sollten nach Möglichkeit gute
Installationspraktiken Anwendung
finden, wie z. B. das Minimieren der
Bündelgrößen, das Berücksichtigen
von Temperaturanstiegen bei den
maximalen Kabellängen sowie das
Freihalten von Wegen und Räumen von
wärmeisolierenden Materialien.
Es sollte darauf hingewiesen werden,
dass zwar eine hervorragende Korrelation
zwischen den simulierten und den
gemessen Ergebnissen für den Aufbau
eines Einzelkabels beobachtet wurde,
dieser Artikel jedoch nicht das Verhalten
der Kabel in Bündeln wiedergibt.
Dennoch ist auch für den gebündelten
Aufbau an freier Luft eine gute Korrelation
zwischen Theorie und Praxis in einer
Vielzahl von Kabelbehältersystemen wie z.
B. Pritschen, Kabelkanäle, Leitungen usw.
zu erwarten.
Ein Vergleich zwischen den CCA 24
AWG UTP- und den Cat6A 26 AWG U/
FTP-Proben zeigt, dass auch Kabel mit
kleineren Leitern weniger Wärme als
Kabel mit größeren Leitern abstrahlen
können, wenn identische GS-Stromwerte
eingespeist werden.
Darüber hinaus ist bekannt, dass die
leitfähige Folie in abgeschirmten Kabeln
als Kühlkörper wirkt, was dazu beiträgt,
die vom Kabel abgestrahlte Wärme zu
reduzieren[10]. Demzufolge ist es wichtig,
bei der Verlegung von PoE-Systemen nicht
nur den Leiterdurchmesser, sondern auch
den Kabelaufbau zu berücksichtigen.
Die steigende Nachfrage nach einer
höheren Stromversorgung von PSE auf
PD ist unumstritten, wobei eine Speisung
nach IEEE-Standard über alle vier
Aderpaare erwartet wird[11] und derzeit
eine Vielzahl von nichtstandardisierten
Produkten auf dem Markt sind, die höhere
Stromstärken anbieten, als durch IEEE
802.3at spezifiziert.
Höhere Stromstärken erhöhen das
Leistungsrisiko, eröffnen aber auch ein
breiteres Anwendungsspektrum für PoE.
Schlussfolgerungen
Unter Verwendung einer COMSOL
Multiphysics-Software wurde ein
zweidimensionales Modell erstellt, um
Messergebnisse nachzubilden. Eine durch
das IEC-Unterkomitee 46C vorgeschlagene
Prüfmethode zur Bewertung von Kabeln
für den Einsatz für Power over Ethernet
wurde umgesetzt, die sich mit der
Messung der Erwärmung von Datenkabeln
durch GS befasste. Bewiesen wurde eine
hervorragende Korrelation zwischen
den simulierten und den gemessenen
Ergebnissen für ein Einzelkabel.
Diese Korrelation unterstützt den
Einsatz der Software für die Vorhersage
des Wärmeverhaltens von Kabeln in
Netzwerken in dicht besiedelten Gebieten.
Darüber hinaus wird davon ausgegangen,
dass dies einen deutlichen Hinweis auf
den Temperaturanstieg bei variierenden
Bündelgrößen, Umgebungstemperaturen,
Behältersystemen usw. liefert. Bewiesen
wurde auch, dass die Wärmeleistung eines
mit GS gespeisten CCA-Kabels bei gleichen
GS-Stromwerten mehr Wärme abstrahlt als
Kabel mit Leitern aus massivem Kupfer.
Die auf PoE-Technologie basierenden
Installationen unterscheiden sich deutlich
hinsichtlich ihrer Konfigurationen und
Umgebungen. Bei einem steigenden
Strombedarf, der wahrscheinlich die
Speisung über alle vier Aderpaare
erfordert, sind weitere Studien notwendig,
um die Leistungsfähigkeit von Kabeln
und Komponenten zu untersuchen. Dies
betrifft u.a. die Bereiche Kabelbündelung,
Wärmeverhalten bei unterschiedlichen
Umgebungstemperaturen, Kabellängen
bei PoE und Auslösung stromführender
Leiter. n
Literatur
[1] IEEE Standard 802.3at, 2009
[2] M Gilmore, ‘The impact of copper clad aluminium
(and steel) conductors within balanced pair cables
(intended for use within implementations of
generic cabling),’FIA-IAN-002, 2011
[3] IEC Subcommittee 46C, ’Proposal for measuring
of heating of data cables by current,’ 46C/906/NP,
2009
[4] COMSOL Multiphysics:
[5] G J Anders, Rating of Electric Power Cables
in Unfavorable Thermal Environment,
Wiley-Blackwell, pp 2-4 (2004)
[6] National Instruments LabVIEW:
labview
[7] Minitab:
[8] J Wilson and C Hernández-Hall, Physics Laboratory
Experiments, Brooks/Cole, p 361 (2009)
[9] F S Akinnuoye, H Sasse, V Kang, A Duffy, ‘Heating
Effects on channel performance for Power over
Ethernet (PoE) applications,’ Proceedings of the
International Wire & Cable Symposium (IWCS),
November, 2013
[10] H Congdon, B Davis, ‘Mythbusting takes on
shielded cabling,’Bicsi Presentation, 2009
[11] Four-pair PoE study group: 802.
org/3/4PPOE
Dieser Artikel wurde freundlicherweise
während des 63. IWCS Technical Symposium,
Providence, Rhode Island, USA, November
2014 zur Verfügung gestellt.