Ethernetkabel werden zunehmend nicht nur zur Übertragung von Daten genutzt, sondern zusätzlich auch zur Spannungsversorgung für die verbundenen Geräte. Diese Technik nennt sich Power over Ethernet – kurz PoE.
Hier sollen einige der technischen Randbedingungen dargestellt werden, damit die Nutzung von BizLink-Ethernetkabeln optimal erfolgen kann. Der entscheidende Vorteil der PoE-Technik ist, dass die Notwendigkeit entfällt, neben der Ethernetkabel auch noch parallel ein Spannungsversorgungsleitung zu verlegen. Je nachdem, welche Kabel und Endgeräte verwendet werden, sind Übertragungsleistungen von 15 W (PoE) oder 30 W (PoE+) über eine 2-paarige Datenverkabelung möglich, bei der 4PPoE-Leistungsübertragung sogar bis zu 100 W (PoE++). Damit lassen sich zum Beispiel IP-Kameras, Bluetooth-Geräte, IP-Telefone, kleine Server oder Hubs einfacher installieren und betreiben.
Technischer Hintergrund:
Basisdokument zur Anwendung von PoE ist der Standard IEEE 802.3. Der Standard IEEE 802.3af (PoE) erlaubt die Energieversorgung von Ethernet-Geräten mit einer Leistung von 15 W über die Datenverkabelung. Dabei beträgt die zulässige Stromstärke 175 mA je Leiter (350 mA je Paar). Es werden 2 Leiterpaare des 4-paarigen Ethernetkabels für die Hin-und Rückleitung genutzt. Beim Standard IEEE 802.3at (PoE+) beträgt die Übertragungsleistung sogar 30 W. Die zulässige Stromstärke liegt hier bei 300 mA je Leiter (600 mA je Paar). Es werden ebenfalls 2 Leiterpaare des 4-paarigen Ethernetkabels für die Hin- und Rückleitung genutzt. Der Standard IEEE 802.3bt (PoE++) wird auch als Four-PairPower-over-Ethernet bezeichnet (4PPoE). Wurden bislang bei PoE nur zwei der vier Aderpaare eines Datenkabels genutzt, so werden hier alle 4 Paare zur Leistungsübertragung (je zwei für die Hin- und die Rückleitung) von bis zu 100 W eingesetzt, bei einer zulässigen Strombelastbarkeit von 2 x 960 mA oder einer Leistung bis zu 90 W.
Installation der Ethernetkabel:
Die Ethernetverkabelung wurde ursprünglich nicht für die Energieübertragung konzipiert. Deshalb mussten auch nur die typischen Probleme der Datensicherheit, wie zum Beispiel die Abstrahlung und die Einstrahlung von elektromagnetischen Feldern berücksichtigt werden. Eine Verlegung in größeren Bündeln war prinzipiell kein Problem. Mit der Nutzung von PoE sind jedoch weitere physikalische Effekte bei der Installation und der Nutzung der Ethernetkabel zu berücksichtigen. Dazu gehören vor allem:
• Erwärmung des einzelnen Datenkabels und eines Datenkabelbündels
• Kontaktabbrand bei Steckverbindern
Erwärmung des einzelnen Datenkabels:
PoE erhöht erheblich den über die elektrischen Leiter und Paare übertragenen Strom und damit der elektrischen Leistung. Damit erhöht sich auch aufgrund des elektrischen Widerstands der Leiter die im Kabel entstehende Wärme. Diese muss von den elektrischen Leitern nach außen transportiert werden. Die hierdurch entstehende Erwärmung ist bei ungeschirmten Ethernetkabeln um den Faktor 5 höher als bei einem baugleichen Kabel, das nur der Datenübertragung dient. Bei geschirmten Ethernetkabeln erhöht sich die Erwärmung wegen der besseren Wärmeableitung über den elektrischen Schirm lediglich um den Faktor 2,5 bis 3. Wesentliche Einflussfaktoren der Kabelerwärmung sind:
• Strombelastung (in Abhängigkeit des eingesetzten PoE-Standards)
• Leiterquerschnitt
• Kabelkonstruktion und Wahl der verwendeten Materialien
• Einsatzlänge des Kabels
• Genutzte Spannung sowie Berücksichtigung des Spannungsfalls
Erwärmung des Datenkabelbündels:
Neben der Erwärmung und Wärmeabführung des einzelnen Ethernetkabels, ist auch die Verlegeart eines Kabelbündels entscheidend, da die Wärmeabfuhr eines Kabelbündels zusätzliche Bewertungen erfordert. Die Normentwürfe ISO/ IEC TR 29125 und Cenelec EN 50174-99-1 geben hier eine Anleitung zur Bewertung der konkreten Wärmebelastung im Kabelbündel. Neben den bereits für das einzelne Kabel aufgeführten Einflussfaktoren für die Kabelerwärmung sind hier vor allem zu berücksichtigen:
• Anzahl der Kabel im Bündel
• Installationsumgebung (Wärmeableitung)
• Umgebungstemperatur
• Bedingungen der Wärmeabfuhr
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