كيف يستخدم PoE الكابل
الطاقة عبر Ethernet، المعرفة في عائلة IEEE 802.3 (التعديلات 802.3af و802.3at و802.3bt)، ترسل طاقة تيار مستمر من مبدّل أو حقن إلى جهاز مكهرب عبر أزواج كابل الشبكات الملفوفة. وتستخدم الأنواع الأقدم زوجين من الأربعة للطاقة، بينما يمكن للأنواع الأعلى قدرة المعرفة في 802.3bt استخدام الأربعة كلها. ومستويات القدرة عند المصدر وعند الجهاز تحددها المعايير لكل نوع وفئة، وعلى الكابل أن يوصل تلك القدرة دون فرط تسخين ودون فقد كثير من الجهد في الطريق.
وكلا الحدين يعتمد على خاصية واحدة للكابل: المقاومة المستمرة للموصلات. فكل متر من الموصل يحوّل بعض التيار إلى حرارة ويهبط بعض الجهد. والموصل الأقل مقاومة يهدر قدرة أقل ويعمل أبرد ويترك جهدًا أكبر للجهاز. وتحدد مقاومة الموصل بأمرين: مقطع الموصل والمعدن المصنوع منه.
المقياس: 23 AWG مقابل الموصلات الأنحف
تركيبة Cat6 U/UTP المرجعية في صفحة كابلات LAN والمحورية تستخدم موصلات نحاس مصمتة 23 AWG نحو 0.555 إلى 0.58 mm. وورقة بيانات منشورة واحدة لهذه التركيبة تذكر مقاومة موصل مستمرة أدنى من 9.38 ohm لكل 100 m. وكثير من كابلات Cat5e، وبعض الكابلات الأرخص المباعة كـ Cat6، تستخدم موصلات 24 AWG، وهي أنحف ولذا أعلى مقاومة للمتر. وفي قياس AWG الرقم الأعلى يعني سلكًا أنحف.
لوصلة قصيرة منفردة الفرق صغير. ويسبح في الأهمية حين يكون التمديد طويلًا، وحين يسحب الجهاز قدرة PoE عالية، وحين تُحزم كابلات PoE كثيرة معًا. وفي تلك الظروف ينتج الموصل الأسمك حرارة أقل لكل كابل، وتعمل الحزمة كلها أبرد. وهذا أحد أسباب تحديد المشاريع ذات أحمال PoE الكثيفة، كشبكات نقاط وصول Wi-Fi وإضاءة PoE، مقاس 23 AWG Cat6 أو Cat6A. وتغطى مفاضلات الفئة في Cat6 مقابل Cat6A.
| الموصل | المقاومة لكل متر | أثر PoE | توافق الفئة |
|---|---|---|---|
| نحاس مصمت 23 AWG (Cat6 المرجعية) | أدنى؛ وفق ورقة البيانات، دون 9.38 ohm/100 m في مثال واحد | حرارة وهبوط جهد أقل | نعم، عندما يلبي الكابل الفئة |
| نحاس مصمت 24 AWG | أعلى من 23 AWG | حرارة أكبر في الحزم الكبيرة والتمديدات الطويلة | نعم لـ Cat5e؛ وCat6 وفق ورقة البيانات وسجلات الاختبار |
| نحاس مجدول (حبال التوصيل) | أعلى من المصمت بالمقياس نفسه | مناسب للحبال القصيرة فقط | للحبال، لا للوصلات الدائمة |
| ألومنيوم مطلي بالنحاس (CCA) | أعلى بكثير من النحاس بالمقاس نفسه | حرارة أكثر وهبوط جهد أكبر | لا؛ كابل الفئات يشترط موصلات نحاس مصمتة |
لماذا CCA مشكلة في PoE
الألومنيوم المطلي بالنحاس قلب ألومنيوم بجلد نحاس رقيق. فالألومنيوم يوصل الكهرباء أقل من النحاس، فموصل CCA بالمقاس نفسه مقاومته أعلى بوضوح. وتشير الجمعيات الصناعية إلى أن الخطر أشد تحت PoE، لأن موصل الألومنيوم يسخن أكثر من النحاس عندما يحمل البيانات والطاقة معًا. كما أن موصلات CCA أكثر هشاشة وقد تنكسر عند أطراف التثبيت، ويمكن للألومنيوم أن يتأكسد عند نقاط التلامس مع مرور الوقت.
والقاعدة بسيطة: كابل الفئات يشترط موصلات نحاس مصمتة. فالكابل المباع كـ Cat5e أو Cat6 أو Cat6A، أو المعلَّم بتصنيف CM أو CMR أو CMP، والذي يستخدم CCA لا يلبي الفئة وينبغي معاملته كتقليد. وقد يجتاز مع ذلك فحص استمرارية بسيطًا، ولهذا يصل السوق. وطرق الكشف منصوصة في موصلات CCA مقابل النحاس:
- كابل CCA أخف بنحو 30% من النحاس، فصندوق 305 m أقل وزنًا بكثير من المتوقع علامة تحذير.
- خدش أو قطع طرف الموصل يُظهر الألومنيوم الفضي تحت النحاس.
- تحليل XRF يعرّف المعدن دون إتلاف العينة.
- مقاومة الموصل المستمرة في تقرير الاختبار، مقارنة بورقة البيانات، تكشف CCA والنحاس المصغّر المقاس معًا.
الحزم والحرارة والتركيب
الحرارة في كابل منفرد تتبدد بسهولة. وفي حزمة كبيرة، الكابلات في المنتصف محاطة بكابلات دافئة أخرى وتعمل أسخن، وارتفاع الحرارة يرفع مقاومة الموصل وفقد الإدخال. لذلك تعطي معايير التكييب وإرشادات التركيب حدودًا ونصائح لحجم الحزمة ولبند PoE في الفراغات المغلقة؛ ويطبقها المركّب ومهندس المشروع على التصميم الفعلي. ومن التدابير العملية حزم أصغر، ومجاري مفتوحة بدل مواسير محشوة بإحكام، وموصل أكبر حيث تتشارك أجهزة عالية القدرة كثيرة مسارًا واحدًا.
وحبال التوصيل تستحق ذكرًا أيضًا. فتصنع عادة بموصلات مجدولة للمرونة، والنحاس المجدول مقاومته أعلى من المصمت بالمقياس نفسه. وهذا مقبول على الأمتار القليلة للحبل، لكنه أحد أسباب أن تستخدم الوصلات الدائمة موصلات مصمتة، وعدم استخدام حبال مجدولة طويلة لتمديد تشغيل PoE. وإبقاء الحبال قصيرة وبالفئة نفسها كالكابل المركب يبقي القناة كلها ضمن تصميمها.
والغلاف وتصنيف الحريق منفصلان عن أداء PoE لكنهما يدخلان المواصفة نفسها: غلاف LSZH أو PVC بفئة CPR معلنة في DoP لمباني الاتحاد الأوروبي، أو تصنيف CMR أو CMP لمشاريع الولايات المتحدة لإرضاء السلطة المختصة. ولا يغيّر PoE تلك المتطلبات. وللتخطيط على مستوى المبنى انظر صفحة تطبيق مباني التشييد.
ماذا تحدد وتفحص
لأي طلب كابل سيحمل PoE، يكتب المكتب ما يلي في ورقة المواصفات ويفحصه قبل الشحن:
- الموصل: نحاس مصمت، المقياس مذكورًا (23 AWG لـ Cat6 المرجعية)، بلا CCA أو فولاذ مطلي بالنحاس.
- مقاومة الموصل: المقاومة المستمرة وفق ورقة البيانات، مع سجل اختبار المصنع للدفعة.
- الفئة وسجلات الاختبار: نتائج اختبار الإرسال مقابل الفئة المطلوبة.
- فحوصات العينة: وزن الصندوق، ولون الموصل على طرف مقطوع، وقطر الموصل على عينة.
- الغلاف والتصنيف: فئة CPR على DoP، أو تصنيف النوع الأمريكي، لسوق المشروع.
وهذه الفحوصات جزء من عملية مراقبة الجودة للمكتب. وMOQ لـ Cat6 عادة 50 إلى 100 صندوق من 305 m، مؤكدًا كتابيًا لكل طلب مع مدة التسليم. أرسل تطبيق PoE وأطوال التمديدات والكمية عبر نموذج عرض السعر.