EuroWire May 2015

Articolo tecnico

I risultati illustrati nel presente articolo mostrano un aumento di temperatura di una coppia energizzata con CC, utilizzando un cavo posto in un ambiente controllato a 20°C. In realtà, la temperatura ambiente varierà a seconda del luogo d’installazione e, pertanto, si dovrebbe prestare attenzione quando si installano sistemi PoE in ambienti non controllati e/o più caldi. Ulteriore attenzione va prestata alla correlazione fra i dati simulati e quelli dell’ambiente di installazione. Da un lato, la simulazione può basarsi sul peggiore dei casi; tuttavia, in realtà, il ciclo di funzionamento può richiedere che l’alimentazione venga fornita solo durante una frazione di tempo. Si dovrebbero adottare, ove possibile, adeguati metodi di installazione come ridurre le dimensioni del fascio, considerare l’aumento di temperatura per lunghezze di cavo massime ed eliminare materiali termoisolanti nei circuiti e negli spazi liberi. È importante sottolineare che sebbene sia stata osservata un’eccellente correlazione fra i risultati simulati e quelli misurati nel caso di una configurazione a cavo singolo, con questo studio non si intendeva riprodurre il comportamento dei cavi in fascio. Tuttavia, si prevede che una buona correlazione fra la teoria e la pratica possa essere valida anche per le configurazioni di cavi in fascio, in aria libera e in vari sistemi di contenimento per cavi, come ad esempio passerelle, canalizzazioni, condotti, ecc. Una comparazione fra i campioni UTP 24AWG CCA e U/FTP 26AWG Cat6A mostra che i cavi con conduttori più piccoli possono irradiare meno calore rispetto a quelli con conduttori più grandi quando sono alimentati con valori di corrente CC identici. É inoltre noto che la lamina conduttrice dei cavi blindati funge da dissipatore di calore, contribuendo così a ridurre la quantità di calore irradiato dal cavo [10] . Pertanto, nell’installazione di sistemi PoE è importante tenere conto della struttura del cavo e non solo del diametro del conduttore. La crescente domanda di maggiore fornitura elettrica dai dispositivi di alimentazione PSE ai dispositivi alimentati PD è evidente, e si attende da parte dell’IEEE [11] la normalizzazione dell’alimentazione di tutte quattro le coppie e di una serie di prodotti non standardizzati attualmente disponibili sul mercato che forniscono livelli di potenza

superiori a quelli indicati dalla norma IEEE 802.3at. Livelli di potenza più elevati comporteranno l’aumento dei rischi di prestazione, ma consentirà altresì di utilizzare i sistemi PoE in una gamma di applicazione più ampia Conclusioni È stato realizzato un modello in due dimensioni utilizzando il software COMSOL Multiphysics per riprodurre i risultati misurati. É stato adottato un metodo di prova proposto dal sottocomitato 46C dell’IEC per testare i cavi per sistemi di alimentazione via Ethernet PoE ( Power over Ethernet ), che descriveva a grandi linee come effettuare la misurazione dei cavi di trasmissione di dati per riscaldamento mediante corrente CC. É stata dimostra un’ottima correlazione fra i risultati simulati e quelli misurati nel caso di un cavo singolo. Questa correlazione incoraggia l’uso del software per la previsione del comportamento termico dei cavi installati in reti densamente popolate. Si auspica inoltre di fornire un’importante indicazione per quanto riguarda l’aumento di temperatura per varie dimensioni di fascio, temperature ambientali, sistemi di contenimento, ecc.. É stato anche dimostrato che il rendimento termico di un cavo CCA alimentato con CC, a parità di valori di corrente CC, irradia più calore rispetto ai cavi che utilizzano conduttori di rame pieno. Le installazioni basate sulla tecnologia PoE differiscono notevolmente in termini di configurazione ed ambiente. Data la domanda crescente di maggiore potenza, che probabilmente richiederà un’alimentazione su tutte quattro le coppie, è necessario effettuare uno studio più approfondito delle prestazioni dei cavi e dei componenti disposti in fasci, il comportamento termico in luoghi con diverse temperature ambiente, le lunghezze di cavo in sistemi PoE e il disaccoppiamento dei connettori sotto carico. n

Minitab: www.minitab.com

[7]

[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: www.ieee802. org/3/4PPOE Documento presentato con l’autorizzazione del 63º Simposio Tecnico IWCS, Providence, Rhode Island, Stati Uniti, novembre 2014.

Riferimenti bibliografici

IEEE Standard 802.3at, 2009

[1]

[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: www.comsol.com [5] G J Anders, Rating of Electric Power Cables in Unfavorable Thermal Environment, Wiley-Blackwell, pp 2-4 (2004) [6] National Instruments LabVIEW: www.ni.com/ labview

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Maggio 2015