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Das "Institute of Electrical and Electronics Engineers" (IEEE) schreibt derzeit am Standard 802.3bt, der mindestens eine Verdoppelung der über Power-over-Ethernet (PoE) lieferbaren Leistung an Endgeräte vorsieht. Dieser neue Typ von PoE wird allgemein als PoE++ oder 4-paariger PoE (4PPoE) bezeichnet und ermöglicht es Geräten wie WLAN Access Points, Sicherheitskameras mit Schwenk-, Neige-, Zoom- und Heizelementen, grössere Displays, PoE-Computers usw. eine Leistung von bis zu 100W über die Datenleitung zu beziehen. Wir gehen davon aus, dass diese Leistungen über Midspan-Geräte eingekoppelt werden, da sonst die Netzteile der aktiven Netzwerkkomponenten zu gross oder zu stark belastet würden. Die Datenkabel werden dabei mit Stromstärken von bis zu 960 mA pro Drahtpaar belastet. Das führt zum Einen zu einem Temperaturanstieg im Kabel, was vor allem bei grossen Kabelbündeln zu Problemen führen kann. Zum Anderen führt dieser relativ grosse Stromfluss zu grösseren Lichtbögen beim Stecken oder Entfernen des RJ45-Steckers, der schlussendlich zu einer Erhöhung des Kontaktwiederstands im Stecker führen kann.
Der Ethernet-Standard IEEE 802.3 erfordert eine Reduzierung der maximalen Umgebungstemperatur des Kabels um 10°C, wenn alle Kabelpaare unter ungünstigsten Bedingungen mit Strom versorgt werden. Ein ergänzendes Dokument, TIA TSB-184, erlaubt einen Temperaturanstieg von 15°C (basierend auf einer maximalen Umgebungstemperatur von 45°C) für eine Bündelgrösse von 100 Kabeln. Das Dokument TSB-184 der Telecommunications Industry Association (TIA) bietet Richtlinien zur Stromversorgung über symmetrische verdrillte Doppelleitungen sowie Anleitungen zur Installation von Kabeln, die PoE mit Strömen von bis zu 600 mA an zwei Paaren betreiben. Dieses TSB-Dokument wird demnächst auf TSB-184-A aktualisiert, um spezifische Richtlinien für PoE ++ bereitzustellen, die bei vier Paaren bis zu 960 mA betragen. In der Schweiz ist auch der SEV am Erarbeiten von diesbezüglichen Normen. Der Temperaturanstieg im Kabel hängt von der Grösse des Bündels, dem Strom, der durch die Adernpaare fliesst, der Anzahl der unter Spannung stehenden Drahtpaare sowie des Drahtdurchmessers und der Kabelkonstruktion ab.
Bei 100 W PoE sind die Bündelgrössen und die Dichte der Kabel im Kabelkanal (Häufung) wichtig. Mit steigendem PoE-Pegel steigt auch die Verlustleistung im Kabel (durch den Widerstand des Kupferleiters), und somit die Wärme des Kabels. In diesen Situationen können höhere PoE-Leistungspegel zu erheblichen Leistungsproblemen führen. Wenn Kabel eng in Kabelkanäle oder Kabeltrasse gepackt sind oder sich in grossen Kabelbündeln befinden, kann die Wärmeentwicklung so zunehmen, die sie durch natürliche Konvektion nicht mehr abgeführt werden kann. Kleinere Bündelgrössen verbessern somit die Wärmeableitung erheblich. Ein Kabel kann seine volle 100m Reichweite bei höheren Temperaturen nur dann erreichen, wenn es dafür ausgelegt und gefertigt ist. Wenn das Kabel bei einer höheren Temperatur betrieben wird, muss die Länge des Kabels möglicherweise angepasst werden, damit es seine Übertragungseigenschaften weiterhin erreichen kann. Das zu übertragende Signal wird nämlich um so mehr gedämpft, je höher die Temperatur des Datenkabels ist. Bei einer Installation für PoE++ (IEEE 802.3bt, Type 3) werden von den 60 Watt Leistung über alle 4 Paare (600mA pro Paar) 9 Watt im Kabel verbraucht und in Form von Wärme abgeführt, 51 Watt stehen somit dem Endgerät zur Verfügung. Werden diese 60 Watt nur über zwei Paare geführt (1,2A pro Paar), werden 18W im Kabel in Form von Wärme verbraucht, und es stehen dem Endgerät nur noch 42 Watt zur Verfügung. Auch mit der Einführung von Rangierkabeln mit dünneren Kabeldurchmessern für Anwendungen mit hoher Packungsdichte wird eine Betrachtung dieser neuen Situationen wichtig.
Wenn ein aktives Gerät mit einer PoE-Verbindung ausgesteckt wird, entsteht ein Lichtbogen (Funken) zwischen dem Stecker und den Buchsenkontakten. Dies kann zu Verbindungsproblemen führen und Buchsen- und Steckerkontaktpunkte beschädigen. Aus diesem Grund sollten die installierten Stecker und Kupplungen die IEC 60512-99-001-Testmethoden bestehen. (Bei einem erfolgreichen Test muss die Änderung des Kontaktwiderstands nach 100 Zyklen bei 600 mA <20 mΩ sein. Durch die Installation von Steckverbindern, die diesen Prüfnormen entsprechen, werden Lichtbogen- und Buchsensteckpunkte durch Lichtbögen nicht beschädigt. Eine aktualisierte Version der IEC-Methode - IEC 60512-99-002 - befindet sich derzeit im Entwurf. In der endgültigen Version wird nach 100 Zyklen bei 2000 mA eine Änderung des Kontaktwiderstandes von <20 mΩ gefordert.
Wir empfehlen allen Planern, Installateuren und Betreibern von grösseren Datenkabel-Installationen, UKV-Installationen nur noch mit Material zu realisieren, die den erhöhten Anforderungen von IEEE 802.3bt entsprechen. Sprechen Sie deshalb mit Ihrem Kabellieferanten über dieses wichtige Thema, wir unterstützen Sie selbstverständlich ebenfalls gerne mit unserem Fachwissen.