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WARP-Kabel bleiben cool

WARP-Kabel bleiben cool
Juni 25
14:01 2016
Matthias Gerber

Matthias Gerber, Market Manager LAN Cabling, R&M

R&M, der weltweit tätige Schweizer Entwickler und Anbieter von Verkabelungssystemen für hochwertige Netzwerkinfrastrukturen, hat die Erwärmung von Netzwerkkabeln bei Anwendung von Power over Ethernet (PoE) näher untersucht. Der Test zeigte: Die von R&M entwickelten Kat. 6A U/UTP WARP-Kabel führen Wärme besser ab als herkömmliche ungeschirmte Kabel. „WARP-Kabel bleiben cool und verhalten sich so gut wie geschirmte Kabel. Ein Vorteil für die Planung eines lokalen Datennetzes, auf dem Power over Ethernet laufen soll“, sagt Matthias Gerber, Market Manager LAN Cabling bei R&M. In grossen Installationen mit massiven Kabelbündeln und PoE-Betrieb wird ein WARP-Kabel weniger heiss als herkömmliche ungeschirmte U/UTP-Kabel und die Übertragungsstrecke darf darum entsprechend länger sein.

Trend zu Power over Ethernet erfordert andere Planung

Power over Ethernet (PoE) – die Stromversorgung von Endgeräten über Datenkabel – erfreut sich zunehmender Beliebtheit. Die Anwendungsvorteile liegen auf der Hand: Die Stromversorgung zum Gerät muss nicht separat mit einem Stromkabel und unhandlichen Netzgerät zugeführt oder mit einer Batterie gelöst werden. Das Gerät bezieht die Energie stattdessen über das Datennetz. Dazu muss an zentraler Stelle, im Netzwerkverteiler, neben den Datensignalen zusätzlich Strom in die Datenleitung eingespeist werden.

Zurzeit arbeitet die Normenorganisation IEEE daran, die übertragbare Versorgungsleistung markant zu steigern. Das neue Protokoll 4PPoE wird zwei neue Leistungsstufen zur Verfügung stellen: 55 W (Level 3) und 90 bis 100 W (Level 4). Über jedes Adernpaar sollen bis zu einem Ampere fliessen. Damit werden zwar neue Anwendungen ermöglicht, zum Beispiel der Betrieb leistungsstarker WLAN-Antennen und Überwachungskameras. Aber die höhere Stromstärke stellt die Datenverkabelung vor neue Herausforderungen.

Wo mehr Strom fliesst, da wird, bedingt durch den Widerstand, mehr Wärme erzeugt. Wärmere Kabel dämpfen die Datenübertragung mehr als zuvor. Das kann dazu führen, dass nicht mehr genug Signal zum Empfänger gelangt und eine Datenübertragung unmöglich wird. Bei der Planung einer neuen, PoE-tauglichen LAN-Verkabelung muss dieser Effekt berücksichtigt werden. Die maximale Übertragungslänge muss den Temperaturbedingungen angepasst und verkürzt werden.

Schirmung hilft, Wärme aus Kabelbündeln abzuführen

Die relevanten Normentwürfe ISO/IEC TR 29125 und Cenelec EN 50174-99-1 beschreiben bereits, mit welchem Temperaturanstieg im Kabelbündel bei Anwendung von 4PPoE zu rechnen ist. Dabei wird zwischen zwei Anteilen unterschieden:

  • Erwärmung vom Inneren eines Bündels bis zur Aussenseite;
  • Erwärmung des gesamten Kabelbündels von der Aussenseite bis zur Umgebungstemperatur.

Der zweite Anteil hängt vor allem von den Einbaubedingungen des Kabelbündels ab. Ersterer, der Temperaturanstieg innerhalb des Kabelbündels, hängt dagegen ausschliesslich von der Kabelkonstruktion ab. Bei einem typischen U/UTP-Kabel steigt die PoE-bedingte Erwärmung um den Faktor 5, während ein geschirmtes Kabel konstruktionsabhängig einen Faktor von 2,5 bis 3 aufweist.

Das bedeutet: In einem Bündel mit U/UTP-Kabeln entsteht eine zweimal grössere Temperaturerhöhung als bei einem vergleichbaren Bündel mit S/FTP-Kabeln. Der Grund: Bei geschirmten Kabeln hilft das Metall des Schirms, die Wärme aus dem Bündelinneren nach aussen zu transportieren.

WARP-Kabel mit ANEXT-Folie verhalten sich wie geschirmte Kabel

U-UTP-vs.-WARP

Grafik: Der Kurvenverlauf im Vergleichstest unterstreicht das günstige thermische Verhalten von R&M WARP-Kabeln bei Anwendung von Power over Ethernet im lokalen Datennetz. WARP-Kabel erwärmen sich beim grössten Kabelbündel um 14 °C weniger und erlauben in diesem Fall eine um 11% längere Übertragungsdistanz als U/UTP-Kabel.

Die R&M Kat. 6A WARP-Kabel gehören zwar zur Klasse der ungeschirmten UTP-Kabel, ihr Mantel enthält aber eine spezielle Folie zur Reduzierung des Fremdnebensprechens (Alien NEXT). Diese kurzen Metallfoliensegmente (Wave Reduction Pattern, WARP) unterdrücken das Alien NEXT, müssen jedoch nicht geerdet werden, was Installationskosten spart.

Die thermischen Messungen an PoE-Prüfaufbauten zeigten, dass sich die Kat. 6A WARP-Kabel gleich verhalten wie geschirmte F/UTP-Kabel. Während die Erwärmung bei einem normalen U/UTP-Kabel mit gleichem Durchmesser in der Nähe des Faktors 5 anzusiedeln ist, kann sie beim R&M WARP-Kabel, wie bei einem geschirmten Kabel, mit dem Faktor 3 angenommen werden.

Mit dem PoE Calculator von R&M lassen sich Installationen mit handelsüblichen U/UTP Kat. 6A Kabeln und mit R&M WARP Kat. 6A Kabeln simulieren. Mit diesem Tool lassen sich die zu erwartenden Temperaturen in einem Kabelbündel und die sich daraus ergebende maximale Länge einer Verkabelungsstrecke berechnen.

Bei kleinen Kabelbündeln wirkt sich der Unterschied zwischen den Kabeltypen nur geringfügig aus. In grossen Installationen mit massiven Kabelbündeln kann dagegen ein WARP-Kabel bis zu 14 °C weniger heiss werden. Die Übertragungsstrecke darf dann bis zu 11% länger sein. Matthias Gerber: „Mit einem R&M WARP-Kabel hat man also nicht nur für das Alien NEXT die ideale Lösung, sondern auch im Falle einer PoE-Anwendung entscheidende Vorteile. Die Temperaturdifferenz und die längere Übertragungsstrecke können unter Umständen darüber entscheiden, ob eine spezifische Installation funktioniert oder nicht.“

Der PoE Calculator liegt als Excel-Datei zum Download auf dieser Seite bereit. Im White Paper „4PPoE – Parameter für die Netzwerkplanung“ informiert R&M über die physikalischen Hintergründe. Netzwerkplaner und Installateure finden in dem Dokument praktische Hinweise, wie sie die Verkabelung auf die Anforderungen von 4PPoE vorbereiten können. Das White Paper kann hier bezogen werden.

Quelle: PoE Rechner

https://www.rdm.com/che_de/International-Main/Home/Produkte-Maerkte/Themen-im-Fokus/Power-over-Ethernet

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