PoE SWITCH ve KABLOLAMA
Dijital binalara olan ilgi arttıkça Ethernet Üzerinden Güç (PoE) teknolojisi de odak noktası olmayı koruyor.
PoE, tek bir Ethernet kablosu üzerinden dijital ekranları, güvenlik ip kameraları, kablosuz erişim noktaları ve AV ekipmanları gibi IP etkin cihazlara hem veri hem de elektrik gücü sağlamaya izin verdiği için ivme kazanıyor. PoE aynı anda zaman ve para tasarrufu açısından birçok fayda sunuyor:
PoE Gelişimi ve Standartları
PoE standartları, kabloya güç veren güç beslemesi ekipmanı (PSE) ve PSE’den güç alan hedef cihaz (PD) arasındaki sinyal gereksinimlerini ifade eder. PoE, 2000li yılların başından beri hayatımızda yer alır. Bu nedenle birçok insan mevcut durumda kullanmasa bile kapasiteleri ve faydaları hakkında fikir sahibidir. Tabi bu teknoloji ilk çıktığı zamandan beri çok fazla yol katetti.
İlk PoE versiyonu, PSE’ye 15,4W’a kadar güç sağlayarak hedef cihaza 13W güç sağladı. Temelde VoIP telefonlarını, kablosuz erişim noktalarını ve IP izleme kameralarına bağlamak ve bu cihazlara güç vermek için kullanıldı.
IEEE 802,11 ile PoE kullanımı yaygınlaştıkça kablosuz erişim noktaları ve tahrikli cihazlar daha fazla güç isteyen yeni özellikler eklediler. Sonuç olarak güncellenmiş IEEE 802.3at-2009 standardı PSE gücünü 30W’a kadar arttırarak iki tahrikli cihaz çifti için 25,5W’a kadar güç sağlandı.
Günümüzde ise 4-çiftli PoE için hazırlanıyoruz (IEEE 802.3bt’nin Eylül 2018 itibariyle standart oldu) İki ek güç seviyesi sunuyor:
1. Her PoE portu için minimum 60W PSE gücü (her cihaz için 51W’a kadar)
2. Her PoE portu için minimum 90W PSE gücü (her cihaz için 71W’a kadar)
PoE’nin Kablolama Üzerindeki Etkileri
Kategori kabloları, oda sıcaklığında 100 m’den fazla veri iletecek kadar sınıflandırılmıştır. Eğer kablonun sıcaklığı herhangi bir nedenden dolayı yükselirse, kablo direnci ve araya girme kaybı da artacaktır.
Kablo sıcaklığının artmasına neden olabilecek etkenler, PoE cihazlarını çalıştırmak için gerekli olan akımdır. PoE seviyesi yükseldikçe, kablodan akan akım seviyesi de yükselir. Bu durumlarda daha yüksek akım seviyeleri, kablo üzerinde yayılan gücü arttırır ve kabloda performans sorunlarına yol açabilir. Eğer kablolar tepsilerde ve yollarda sıkı bir şekilde toplandıysa veya büyük kablo demetleri olarak duruyorsa, kablodan yayılması daha zor olduğu için ısının artma ihtimali daha da artar.
Kablolar ısındıkça, araya girme kaybı artar (kapalı kalmaya neden olabilir). Eğer sıcaklık kablonun nominal sıcaklığının üstüne çıkarsa, kabloda hasara neden olabilir. Sıcaklık arttıkça araya girme kaybındaki artışa uyum sağlamak için ANSI/TIA-568.2-D kanal uzunluğunun azaltılmasını önerir (derecesini düşürme). Kanalın derecesini düşürmek, daha kısa mesafede aynı araya girme kaybı performansı gereksinimlerinin karşılanmasına izin verir.
Kablo sıcaklığı artışının yönetilmesi, araya girme kaybının düşük tutulması ve bit hatası olasılığının (ve kablo hasarı olasılığının) azaltılması için önemlidir. Kablo sıcaklık artışını sınırladığınız zaman bazı faydalar görebilirsiniz:
Kablolar kadar önemli olan nokta ise PoE uygulamalarında kullanılan (priz ve jack gibi) konnektörlerdir. PoE bağlantısı olan bir cihaz prizden çekilirken, eğer uzaktaki cihaz aktif olarak güç çekiyorsa priz ve jack kontağı arasında ark (kıvılcım) oluşabilir. Kullanıcı için tehlike olmasa da elektrik kontak alanında meydana gelen ark, bağlantı sorunlarına yol açarak iletimi imkansız hale getirebilir.
PoE yükü altında prizden çekme söz konusu olduğunda IEC 60512-99-001, kontak direncinin karşılandığından emin olmak için test yöntemi (test kılavuzu) sunar. Başarılı bir testte, 100 döngü ve iletken başına 600 mA zorlu çevresel koşullardan sonra, kontak direnci değişimi 20mΩ olmalıdır. Bu test yönetimine uygun konnektörler seçerek arkın prize ve (dişi ve erkek) jack noktalarına hasar vermeyeceğinden emin olabilirsiniz. IEC standardının güncellenen versiyonu (IEC 60512-99-002) taslak durumundadır. İlk olarak, iletken başına 1000 mA’de 100 döngüden sonra 20mΩ kontak direnci istenmiştir. Son versiyon ise iletken başına 2000 mA’de 100 döngüden sonra 20mΩ kontak direnci istemektedir.
IEC 60603-7 teknik şartnamesine uygun olarak üretilen konnektörler doğru eşleşmeyi sağlayacaktır. Bu teknik şartname, priz ve jack bağlandıktan sonra kontağın nereye yapılmasına dair kılavuz sunmaktadır. Bu standarda göre kontak, delici yalıtım kontağı (PIC) yarıçapı içerisine yapılmalıdır. PIC’in üstü gibi yerler uygun olmayacaktır. PIC yarıçapı üzerindeki elektrik kontak noktaları, dirsekli jack kontağı boyunca, prizin elektrik kontak alanı dışındaki jacktan çıkmasına izin vererek prizin çıkarılmasının veri sinyal yoluna zarar vermemesini sağlar.
Dengeli Bükülü Kablo Çifti için Güç Sağlamayı Destekleyen Kılavuz TSB-184-A da ANSI/TIA-568 altyapı gereksinimlerine ek olarak oluşturulmuştur. Maksimum 100W gücü destekleyecek şekilde çift başına 1000 mA ile kablodaki dört çiftin de kullanılarak güç sağlamaya ilişkin bir kılavuz sunar. TSB-184-A kılavuzu izlenerek, performans veya işlevden ödün vermeden kategori kablosu sayesinde uzaktan güç sağlanabilir.
En iyi performans için aşağıdaki önerilere odaklanmak gerekir:
• Daha iyi ısı yayılımı için mümkün olan durumlarda kabloları bağımsız tutmak – eğer mümkün değilse küçük demetler önerilir.
• Demet başına düşen kablo sayısını TSB-184-A kılavuzu veya üretici kılavuzuna göre sınırlayarak olası sıcaklık artışını kontrol altına almak ve kablo performansını korumak.
• Yeni PoE kurulumu için Kategori 6A 4 çift dengeli bükülü kablo kullanmak.
LP Kablo Sınıfı ve PoE
Günümüzdeki PoE uygulamalarının çoğu, 60W ve altı güç sağlar (PoE Tip 3 veya daha düşük). Ama güç seviyeleri artmakta ve işler uzun süre bu şekilde gitmeyecek.
PoE ile kablo sıcaklığı artışı endişelerini ele almak için UL, 2015’ yılının sonlarından Sınırlı Güç (LP) sertifikasını tanıttı.
LP kablosu, UL sertifikasına sahiptir ve belirli koşullar altında (45ºC ortam sıcaklığı düzeltmesinden sonra) mantolama sıcaklığı derecesini aşmaz. Bu durum, kablo nominal sıcaklığa ulaşınca, yalıtım ve mantolama malzemelerinin güvenilirliğinin beklenen seviyede olacağını gösterir. Bu durum, yüksek sıcaklıklara dayanabilecek yalıtım ve mantolama malzemesinden üretilen kabloyla sağlanır.
Kabloların testi geçmesi ve LP sınıfına ulaşması için UL (UL Onayı, bağımsız bir ürün güvenlik sertifikasyon kurumu olan UL tarafından ürünlere verilen bir onaydır. UL, temel olarak güvenlik konusuna yoğunlaşan, bağımsız ürün güvenlik sertifikasyon kurumudur. ), 192 kabloyu kapalı, 6-feet (1.8288 m.) uzunluğunda, metal olmayan ve iki yandan yalıtılmış kapalı bir boruda birleştirir. Kablolar farklı akımlara maruz kalır ve UL kabloların sıcaklık artışlarını takip eder.
Her iletkendeki akım seviyesi 0,5A başlayarak 0,1A artışlar halinde 1A seviyesine kadar ya da kablo demeyi nominal sıcaklığa ulaşana kadar arttırılır. Daha sonra amper değeri kaydedilir ve bu değer LP nominal amper değeri olur. LP sınıflandırması her zaman belirli akımla birlikte sunulur. Bu değer ise kablonun sıcaklık sınıflarını aşmadan her iletkende baş edebileceği akımı gösterir.
Belden firmasının 100W PoE için Çözümü
Peki kablo ne zaman yüksek sıcaklıklar altında tam 100 m mesafeye ulaşabilir? Sadece bu şekilde tasarlandığında ve üretildiğinde.
Belden ise bunu testlerle keşfediyor.
Farklı kabloların sıcaklık özelliklerini test etmek için Belden kabloları, kablo sıcaklığı değişimiyle araya girme kaybını ölçmek için çevresel odalara yerleştirilir.
Her kablo için veri üretilir, araya girme kaybı değişimleri sıcaklık değişimlerine göre kaydedilir.
Bu testlerden elde edilen bilgiler, konnektör ve bağlantı kablosu araya girme kaybı seviyeleriyle karşılaştırılarak, kanal araya girme kaybı uyumu korunurken kanalın maksimum uzunluğu belirlenir. Kullandığımız model, 10 m bağlantı kablosu ve 90 m uzunluğundaki ilk kalıcı bağlantı uzunluğuyla tam 100 m. kanalı temsil eder.
Konnektörlerin ve bağlantı kablolarının kontrollü ortamda kullandığını varsayıyoruz (araya girme kaybının her zaman sabit olduğu oda sıcaklığında).
Kalıcı bağlantılarının sıcaklığının daha yüksek ve 60ºC olduğu varsayılır (aynı varsayım TSB-184-A için de kullanılabilir.
Burada ortam sıcaklığı 45ºC’dir ve PoE akımı ve kablo demeti nedeniyle ortaya çıkan sıcaklık artışı 15ºC’dir).
Burada ortam sıcaklığı 45ºC’dir ve PoE akımı ve kablo demeti nedeniyle ortaya çıkan sıcaklık artışı 15ºC’dir).
Bu testlerden elde edilen veriler kullanılarak Kategori 6A kablosu olan Belden 10GXS ile tam 100 m. uzunluğa erişildi.
Belden 10GXS, söz verilen performans seviyelerini koruyarak 100 m mesafeye kadar erişmeye yardımcı olduğunu kanıtlamıştır. Aynı zamanda kablo tepsilerinde yer kazancı sağlayacak şekilde küçük çapa sahiptir ve EquiBlock™ Bariyer Teknolojisi, araya girme kaybı performansını korurken eş dağılımlı ısı yayılması sağlar.
Belden’in yeni bağlanabilirlik sistemi olan REVConnect® ile birlikte kullanıldığında 10GXS, 100W PoE için gerekli tüm performans ve güvenlik gereksinimlerini destekleyebilir.
Güvenlik için tasarlanan ve test edilen REVConnect, aşağıdaki maddeler için en son gereksinimleri yerine getirir:
• Hızlı sıcaklık değişimleri
• Periyodik işleme ısı döngüsü
• Kontak bozucusuyla titreşim
• Elektriksel yük ve sıcaklık
• Elektrik yükle/yük olmadan mekanik operasyon
• Yüksek sıcaklıklar
REVConnect jack ve prizleri, elektriksel yük güvenilirliği test yöntemleriyle mekanik operasyonlarda kullanılabilir.
Beklendiği üzere, REVConnect tasarımı arkın gösterildiği gibi elektrik kontak bölgesinde değil priz takma/çıkarma alanında olmasını sağlamasından dolayı testlerden geçmiştir.
IEC 60512-99-002 test yöntemi onaylandığında, 2A yük olan periyodik işleme gereksinimlerini tanımlayacaktır. Test yöntemi, PoE bağlantısının tek iletkendeki tüm PoE akımıyla eşleşmemesini vurgulamayı içermektedir.
Yöntem, 20 metreden düşük elektriksel kontak direncini koruyacak şekilde farklı çevresel koşulları altında 100 döngüyü içerir (Tip 2 PoE devrelerine kadar IEC 60512-99-001). Eğer herhangi bir nedenden dolayı jack hasar görürse veya bağlanmazsa, REVConnect sayesinde jack gövdesi kolay ve hızlı bir şekilde çıkarılarak yeni bir tane takılabilir.
IP etkin cihazlar için gerekli güç talepleri arttıkça ağ ve kablo altyapısına ait talepler de artacaktır.
Küçük çaplı 28 AWG Kategori 6 ve Kategori 6A bağlantı kablolarını da sunmaktadır. 24 AWG bağlantı kablolarıyla karşılaştırıldığında, bu kabloların OD’nin %50’den fazla azalmasına ve ağırlık olarak %40 azalmaya imkan tanır. Aynı zamanda 96 m’ye kadar olan kanallarda TIA standartlarını karşılarlar.
Kaynak: Belden
