以太网供电 (PoE) 技术通过一根电缆将电力和数据传输结合在一起,在过去的几十年中取得了长足的进步,PoE 的应用已经从 VoIP 电话和安全摄像头扩展到物联网设备,包括医疗设备、智能楼宇的门禁系统等。

PoE 技术的每一次演进都见证了向更高功率级别的过渡,然而,过热问题更高的PoE 布线中的电源成为一个重要问题。这篇文章将讨论高功率 PoE 的发热情况,并探索避免过热问题的解决方案。

PoE标准的演进

随着 PoE 市场的持续增长,PoE 标准经历了几代版本,从主要的 IEEE 802.3af 标准到最新的 IEEE 802.3bt 标准,以适应市场需求。在下面的图表中,我们将详细了解四种PoE 标准类型。

如何避免 PoE 布线过热?_弱电技术

PoE 标准 IEEE 802.3af,也称为 PoE 类型 1,是为传统 IP 电话和安全摄像头等低功耗设备设计的早期标准。然而,对于大功率设备的应用来说,12.95W 并不足以满足他们的需求,因此成为 PoE 的限制。后来,随着早期标准的推出,IEEE 802.3at 扩展了可视电话、双频桌面接入等 PoE 应用的范围,随后出现了最新的 IEEE 802.3bt 标准。随着 PoE 功率水平的提高,它会导致 PoE 电缆内的温度升高。尤其是当PoE功率输出高达100W时,PoE线缆的发热会更加明显。

热量上升 — 大功率 PoE 带来的担忧

在之前的 IEEE 802.3af 和 IEEE 802.3at PoE 标准中,PSE 提供的最大功率相应为 15.4W 和 30W。除非在极端环境温度下或电缆束太大,否则在此功率水平下不太可能过热。以太网电缆中的四对中的两对足以承载电流。然而,随着终端设备功率的增加,PoE 布线势必会改进以提供更高的功率。提高电缆效率的有效手段是增加承载电力的电线数量——Type 3 和 Type 4 PoE 标准使用全部四对来注入电力,而不是早期标准中使用的两对。

如何避免 PoE 布线过热?_链路_02

4 对 PoE 使可用功率翻了一番,使 PoE 能够扩展到支持更高功率的设备,而不是仅限于需要低功率(如 15W 或 30W)的设备。然而,高功率并不是 PoE 布线中唯一需要注意的问题。热量上升是另一个。制造商和技术联盟一直致力于评估通过 4 对 PoE 提供 100 瓦功率的热影响。显然,增加的功率会增加电流,这会显着导致电缆发热增加。

为什么升温是一个关键问题?

为什么我们如此重视 PoE 布线中的热量上升?这都是因为热量上升对链路稳定性和电缆寿命的负面影响。

PoE 布线过热会导致插入损耗增加。为了保持信号质量,管理员必须缩短电缆长度以补偿链路中的损耗。热量上升会导致护套材料过早老化。长时间在高温环境下运行,外护套可能会断裂,冲击内层结构,破坏双绞线的平衡,导致电气性能下降。此外,由于大功率 PoE 发热的影响是不可抗拒的,因此需要在 PoE 布线部署前进行仔细评估,以防后续处置。更好的布线冷却将有助于获得出色的传输性能。

大功率 PoE 应用的常见类型

如前面部分所述,高功率 PoE 布线会产生热量上升。在全球范围内对更高功率的需求的推动下,新的 PoE 技术有望取得进展,以支持新的 PoE 市场,并将 PoE 的范围扩大到需要高功率的现有市场。利用高功率 PoE 技术的应用包括:

  • 具有企业物联网的智能建筑(连接 LED 照明)
  • 安全城市(高清平移-倾斜-变焦安全摄像机)
  • 零售 POS 系统和数字标牌
  • 高性能无线接入点
  • 售货亭

尽量减少 PoE 布线中温升的注意事项

最终,过热问题可归因于电缆/导体结构和特定安装情况。下面将从这些方面详尽列出减少 PoE 布线发热的建议。

1.使用更高类别的布线

一般来说,电缆类别越高,热量上升越低。根据立维腾工程师的测试结果,在他们测试了几种不同类别的光纤电缆后,较高类别的电缆与较低的温度相关。对于新的 PoE 安装,TIA 建议使用Cat6A。

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2. 选择具有较大导体的电缆(即较小的规格号)

发热可能是 PoE 应用中导体电阻的结果。导体越大,它越能降低导体电阻,它允许的电流越容易流动,产生的热量就越少。

3. 电缆连接器应具有坚固的金属主体

考虑使用全金属体结构的连接器,而不是塑料。与热塑性护套材料相比,mental具有更高的导电性和更好的散热性。

4. 选择线束尺寸较小的电缆

通过测量大电缆束以及与大电缆束分开的较小电缆束的温度,TIA 确定与较小电缆束相比,大电缆束的芯线温度更高。由 TIA 小组委员会开发的 TSB-184-A 建议不要捆绑电缆以促进更好的散热。如果不可能,建议使用较小的捆绑包。

5. 安装屏蔽布线

已经确认金属屏蔽或金属箔的存在有助于散热。如果电缆在每对双绞线周围使用箔屏蔽,它将提供比非屏蔽双绞线电缆更好的散热质量。因此,在 PoE 应用中,S/FTP 或 F/UTP 电缆比 UTP 布线系统更适用。

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6. 规划您的 PoE 电缆管理

尽可能松散地分组电缆,而不是将所有电缆捆绑在一起。将电缆或电缆束尽可能分散地分布在可用区域。高电缆密度将导致电缆或电缆束内产生更多热量。建议您使用电缆管理工具,以便在电缆和电缆束周围有更好的气流。