Der PoE bietet die Lösung für die Übertragung von Strom und Netzwerk über ein einziges Ethernet-Kabel. Das spart Installationskosten. Der PoE ist jedoch auf 100 Meter begrenzt, was sich sowohl auf die Netzwerkkommunikation als auch auf den Spannungsabfall der Leistung auswirkt. Beim IEEE802 beträgt die maximale Netzwerkentfernung zwischen zwei IP-Geräten 100 Meter. Für das PoE-System muss die verbleibende Spannung am Front-End-Gerät höher als DC38V sein. Andernfalls funktioniert das Stromversorgungssystem nicht mehr. Normalerweise speist der PoE-Switch das Ethernet-Kabel mit 48 V Gleichstrom. Nach einer Übertragung von 100 Metern fällt die verbleibende Spannung auf 39 V Gleichspannung ab, was die Anforderung noch erfüllen kann. Wenn die Leistung jedoch über 100 Meter ohne ordnungsgemäße Auslegung gesendet wird, tritt der entsprechende Leistungsverlust auf. Hier müssen wir uns sowohl mit Netzwerk- als auch mit Leistungsbeschränkungen befassen, um PoE für größere Entfernungen zu erhalten.
Es gibt drei Möglichkeiten, um Power over Ethernet zu erweitern. Der erste ist der PoE-Extender, mit dem der PoE bis zu 400 m mit einer Daisy-Chain-Konfiguration wiederholt werden kann. Jeder PoE-Extender kann das Netzwerk und die Leistung steigern. Der Energieverlust im Kabel muss jedoch noch berücksichtigt werden. Da nur zwei Twisted-Pair-Kabel zur Übertragung der Leistung verwendet werden, entspricht dies einem 22AWG-Kupferkabel. Am Ende von 400 Metern bleiben nur noch 7,91 W übrig. die fehlende Energie wird in den verdrillten Paaren in Wärme umgewandelt. Die Verlustleistung hängt nicht nur von der Übertragungsentfernung ab, sondern auch von der Qualität des Ethernet-Kabels. Für die Wiederholung des PoE ist ein Ethernet-Kabel mit reinem Kupfer die beste Wahl.
Es gibt drei Möglichkeiten, um Power over Ethernet zu erweitern.
（1） Der erste ist der PoE-Extender, mit dem der PoE bis zu 400 m mit einer Daisy-Chain-Konfiguration wiederholt werden kann.
Jeder PoE-Extender kann das Netzwerk und die Leistung steigern. Der Energieverlust im Kabel muss jedoch noch berücksichtigt werden. Da nur zwei Twisted-Pair-Kabel zur Übertragung der Leistung verwendet werden, entspricht dies einem 22AWG-Kupferkabel. Am Ende von 400 Metern bleiben nur noch 7,91 W übrig. die fehlende Energie wird in den verdrillten Paaren in Wärme umgewandelt. Die Verlustleistung hängt nicht nur von der Übertragungsentfernung ab, sondern auch von der Qualität des Ethernet-Kabels. Für die Wiederholung des PoE ist ein Ethernet-Kabel mit reinem Kupfer die beste Wahl. Basierend auf unserem Test kann sich die maximale PoE-Entfernung auf 60 Meter verkürzen, wenn wir ein kostengünstiges kupferummanteltes Aluminiumkabel verwenden, und sie kann bis zu 120 Meter erreichen, nachdem wir es durch ein reines Kupferkabel der Kategorie 6 ersetzt haben. Die Klassen cat5e und cat6 geben nur die Datenrate an, nicht das Material des Ethernet-Kabels. Achten Sie bei der Auswahl des Ethernet-Kabels immer darauf, dass die verdrillten Adernpaare aus reinem Kupfer bestehen.
（2）Die zweite Lösung ist der PoE-Switch mit CCTV-Modus oder VLAN-Unterstützung.
Sobald der CCTV-Modus im Switch aktiviert ist, können bis zu 250 Meter übertragen werden. Der CCTV-Modus hat Nachteile. Die Netzwerkgeschwindigkeit wird auf ein 10-Mbit/s-Netzwerk herabgesetzt. Die Netzwerkgeschwindigkeit (Datenrate) ist ein Kompromiss für die Entfernung. Da die meisten IP-Kameras eine Bandbreite von weniger als 8 MBit/s erfordern, funktioniert diese Lösung auch für IP-Überwachungskameras. Wenn Sie jedoch das Netzwerk für Access Points oder kleine Zellen erweitern möchten, ist der PoE-Switch im CCTV-Modus nicht die richtige Lösung. Immerhin ist 10 Mbit/s eine zu kleine Bandbreite für ein Netzwerk, auf das mehrere Benutzer gleichzeitig zugreifen können. Der CCTV-Modus aktiviert das VLAN automatisch. Das VLAN stellt sicher, dass jeder Port eine unabhängige Bandbreite von 10 Mbit/s hat. Port-1 kann die Bandbreite von Port-2 nicht belegen. Was ist ein VLAN? Das VLAN isoliert die PoE-Ports. Jeder PoE-Port kann nur mit Uplink-Ports kommunizieren, aber nicht mit jedem anderen. Grundsätzlich sehen sich die PoE-Ports im LAN nicht. Die nächste Frage ist, wie der CCTV-Modusschalter mit dem Spannungsabfall umgeht. Der PoE-Schalter im CCTV-Modus speist normalerweise eine höhere Spannung als DC48V, wie DC55V, ein, sodass die Anpassung an den Spannungsabfall nach 250-Meter-Übertragung über eine größere Bandbreite möglich ist.
（3）Die letzte Lösung ist das Fiber Power System.
Die Glasfaserkabel sind für die Netzwerkkommunikation kaum eingeschränkt. Eine Entfernung von 10 Kilometern ist die typische Spezifikation für den größten Teil des Glasfasernetzes. Die Herausforderung ist der Spannungsabfall. Dank des Verbundfaserkabels mit integriertem Kupferkabel. Jetzt können sowohl Lichtwellenleiter als auch Strom in einem einzigen Verbundkabel übertragen werden.
Das Fiber Power System arbeitet ähnlich wie ein herkömmliches PoE-System. In der Mitte wird der Strom in das Verbundfaserkabel eingespeist. Wenn der Strom zusammen mit der Glasfaser am Front-End ankommt, gibt es einen PoE-Fiber-Extender, der sowohl die Energieverwaltung als auch die Medienkonvertierung in einen Standard-PoE-Ausgang umwandelt, sodass der PoE-Extender ein herkömmliches PoE-Gerät wie eine PoE-IP-Kamera versorgen kann. Der Spannungsabfall ist abhängig von der Dicke des Kupferkabels. Die dickste Größe von Verbundkupfer ist 12AWG auf dem Markt. Dies kann den Spannungsabfall minimieren und die ausreichende Spannung nach einer Fernübertragung liefern. Bei korrekter Auslegung kann das Glasfaser-Stromversorgungssystem den Strom über 2500 – 3000 Meter vom Zentrum entfernt mit Standard-PoE-Ausgang senden.
Abgesehen von Ferngesprächen suchen die Menschen auch nach einer hohen Ausgangsleistung für neue IoT-Produkte. In der Norm IEEE802.3 af/at beträgt die maximale Ausgangsleistung 25,5 W. Es wurde der neue PoE-Standard IEEE802.3bt eingeführt, der alle 4 Twist-Paare zum Senden der Leistung verwendet. Die IEEE802.3bt-Geräte können eine maximale Leistung von 71 W ausgeben. Davon profitieren stromhungrige Geräte wie LED-Beleuchtung, PTZ-Kamera, POS-Terminals, Thin Client usw. Die Übertragung der hohen Leistung über große Entfernungen wird in den nächsten Jahren zur neuen Herausforderung. Je höher der Inline-Strom, desto höher die korrelierte Verlustleistung. Wir sind gespannt, wie sich die Technologie weiterentwickelt.
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