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Abnahmemessung von Gigabit Netzwerken mit PoE Unterstützung

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1999 wurde Gigabit Ethernet und PoE durch IEEE ratifiziert und haben sich seither zu einem de facto Industriestandard entwickelt. Die Zahl von installierten Endgeräten mit Stromversorgung über PoE wächst. Daher ist es wichtig beide Aspekte, sowohl bei der Planung und Installation von Kupferkabeln, als auch bei der Abnahmemessung zu berücksichtigen.

Der erste Standard für PoE 802.3af wurde entwickelt, um Schwachstrom zwischen einem Versorger (PSE) und einem Abnehmer (PD) zu übertragen. Dabei wird eine Gleichtakt-Spannung angelegt. Für 10/100BaseT Geräte werden die für die Datenübertragung ungenutzten Paare 1 und 4 verwendet (Alternative A). Bei Gigabit Ethernet werden alle vier Paare durch Ethernet genutzt, daher wird die Spannung simultan zu den Datensignalen an die Paare 2 und 3 angelegt (Alternative B). PoE gibt es in drei Leistungsklassen 802.3af stellt 15,4W, während der zurzeit am meist genutzte Standard 802.3at 30W zu Verfügung stellt.

 

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Zukünftig sollen durch 802.3bt bis zu 100W verbraucht werden können, wobei die Übertragung auf allen vier Paaren erfolgt. Am jeweiligen Ende der Paare für die Leistungsübertragung wird der Strom durch Spulen (Transformatoren) aufgeteilt.

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Hierbei ist entscheidend, dass der DC-Widerstand der beiden Drähte im Paar gleich ist. Entspricht die DC-Widerstands-Unsymmetrie dem Wert Null, wird der Strom gleichmäßig zwischen den Adern aufgeteilt, es entsteht Strom im Gleichtakt-Modus. PoE-Abnehmer wie Access Points, Video-Kameras oder auch LED-Lampen, können eine gewisse Unsymmetrie des DC-Widerstandes tolerieren. Wird die Unsymmetrie zu hoch laufen die Transformatoren in die Sättigung, wodurch Leistung noch übertragen werden kann, Daten-Signale jedoch nicht mehr. DC Resistance Unbalance, englisch für DC-Widerstand-Unsymmetrie, wird häufig durch schlechte Verarbeitung bei der Installation oder mangelnde Kabelqualität verursacht.

 

Bei der Installation ist es entscheidend, dass die Crimp-Stellen, dort wo die Drähte in die schneid-Klemm-Komponenten der Buchsen aufgelegt werden, möglichst einheitlich auf hohem Niveau sind. Ist die Kontaktierung innerhalb der Schneid-Klemme unterschiedlich, entsteht eine DC-Widerstands-Unsymmetrie innerhalb des Paares. Ist die Kontaktierung über alle Paare schlecht, entsteht ein hoher Widerstand über alle Paare, was zu starkem Leistungsverlust führt.

Bei der Kabelqualität sind vor allem billige Kabel, die mit einem verkupferten Aluminium Draht (CCA) oder Stahl hergestellt werden, zunehmend im Fokus. Diese Kabeltypen führen zu einer preisgünstigeren Installation, werden jedoch nicht von den internationalen Verkabelungs-Standards unterstützt. Im Vergleich zu standardkonformen Solid-Kupferkabeln kann der DC-Widerstand um 55% höher sein, was zu einer stärkeren Erhitzung des Kabels und einer geringeren verfügbaren Leistung am PoE-Endgerät führt.

Die IEEE Norm 802.3-2012 gibt eine maximale DC-Widerstands-Unsymmetrie von 3% zwischen den Leitern vor. Das bedeutet, dass der Unterschied im DC-Widerstand zwischen zwei Leitern 3% des gesamten Gleichstrom-Schleifenwiderstandes eines Paares nicht übersteigen darf. Dieses im Feld zu messen wird bisher von keinem Feldmess-Standard vorgeschrieben, da die Messtechnik bisher nur im Labor verfügbar war.

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Der DSX-5000 CableAnalyzer™ ist das erste Messgerät, was diese Messung auch im Feld ermöglicht, die Messung wird einfach optional während der Standard-Abnahmemessung durchgeführt und das Ergebnis im Pass / Fail Ergebnis berücksichtigt. Das DSX-5000 misst den DC-Schleifenwiderstand als Summe des Widerstands von zwei Leitern in einem Paar, sowie auch die DC-Widerstand-Unsymmetrie zwischen den zwei Leitern.

Diese Zusatzinformation ist für alle Netzwerkbetreiber wichtig, die Wert auf hohe Qualität bei der Verkabelung setzen. Dies ist eine Versicherung , dass nicht nur Daten, sondern auch PoE-Applikationen reibungslos über das Verkabelungssystem funktionieren.

 

Quelle: trendKom Ausgabe Nr. 31

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