EuroWire May 2015

Техническая статья

Измеренное и смоделированное питание постоянным током кабелей передачи данных для питания по Ethernet Стивен У. Симмз, «Brand-Rex Ltd»

Аннотация Растущая потребность в более высокой мощности систем Ethernet (питание по Ethernet – PoE) очевидна при наличии большого разнообразия нестандартной продукции, доступной сегодня на рынке, которая предусматривает мощности, намного превышающие те, что указаны в IEEE 802.3at. Более высокие мощности позволят применять Ethernet для более широкого диапазона, однако, это также увеличит риск в надежности. С увеличением потребности в мощности и тем фактом, что установки с применением технологии Ethernet сильно отличаются с точки зрения их экологичности и конфигурации, снижение риска при использовании численного моделирования становится выгодным. работа содержит численное моделирование и экспериментальную проверку термических характеристик кабелей для передачи данных при питании с постоянным током, которое используется в Ethernet. Введение Подача питания с постоянным током конечным устройствам вместе с одинаковой электрической цепью, используемой для передачи сигнала переменного тока применяется успешно много лет, например, в телефонах и аудио оборудовании. Технология, применяемая для Предоставленная далее

обеспечения данной функциональности, повсеместно именуема «искусственное электроснабжение». Применительно к Ethernet данная технология предусматривает дос тавку электроэнергии из оборудования источника электропитания в снабжаемое энергией устройство на той же паре, которая используется для данных. Постоянный ток применяется к отводу от середины сигнала трансформатора связи и не пересекается с передачей данных. Это позволяет использовать Ethernet в системах выше 1000BASE-T, где данные передаются на всех четырех парах. В стандарте IEEE 802.3at от 2009 года указаны системные параметры, необходимые для Типа 1 (PoE) и Типа 2 (PoE+) [1] . По стандарту номинальные самые высокие показатели постоянного тока 0,35 А и 0,60 А на пару классифицированы как Тип 1 и Тип 2 соответственно. Некоторые самые распространенныеспособыприменения, где используется технология PoE, включают беспроводные точки доступа локальной информационной сети, IP-телефония и сетевые камеры. Применение электрического тока для проводника высвобождает тепловую энергию, действие, известное как джоулев нагрев. В отношении кабелей Ethernet и компонентов, данный эффект нагревания вызывает опасения из-за увеличения затухания, что имеет эффект ограничения длины линии связи. Данное опасение увеличивается для кабелей с более высоким сопротивлением, чем у стандартных кабелей, например, для алюминиевых кабелей с медным

Рубашка с низким дымовыделением и нулевым содержанием галогенов

Питаемые пары

Воздух

Cu

Датчик

Полиолефин

Полиамидимидная/ПЭТФ пленка

▲ ▲ Рисунок 1: Настройка моделирования в COMSOL Multiphysics

покрытием [2] и для твердых кабелей с медными жилами с меньшим диаметром (26 AWG). В 2009 подкомитет IEC 46C предложил метод испытаний (46C/906/NP), названный «Предложение по измерению нагревания кабелей для передачи данных током» [3] . Целью данной работы является получение сильной корреляции между моделированием и предложенным методом измерения для постоянного тока, поступающего в кабели Ethernet, применяемые для PoE. Кроме того, в работе поставлена задача сравнить подъем температуры при поступлении постоянного тока в алюминиевые кабели с медным покрытием и кабели с твердыми медными жилами.

90

www.read-eurowire.com

май 2015 г.