Come il PoE usa il cavo
Il Power over Ethernet, definito nella famiglia IEEE 802.3 (gli emendamenti 802.3af, 802.3at e 802.3bt), manda energia in corrente continua da uno switch o un injector a un dispositivo alimentato lungo le coppie intrecciate di un cavo di rete. I tipi precedenti usano due delle quattro coppie per l'energia; i tipi ad alta potenza definiti nell'802.3bt possono usarle tutte e quattro. I livelli di potenza alla sorgente e al dispositivo sono fissati dalla norma per ciascun tipo e classe, e il cavo deve erogare quella potenza senza surriscaldarsi e senza perdere troppa tensione lungo la strada.
Entrambi i limiti dipendono da una proprietà del cavo: la resistenza DC dei conduttori. Ogni metro di conduttore trasforma parte della corrente in calore e fa cadere parte della tensione. Un conduttore con resistenza più bassa spreca meno potenza, gira più fresco e lascia più tensione al dispositivo. La resistenza del conduttore è fissata da due cose: la sezione del conduttore e il metallo di cui è fatto.
Sezione: 23 AWG contro conduttori più sottili
La costruzione Cat6 U/UTP di riferimento nella nostra pagina dei cavi LAN e coassiali usa conduttori in rame pieno 23 AWG di circa 0.555-0.58 mm. Una scheda tecnica pubblica per questa costruzione dichiara una resistenza DC del conduttore sotto 9.38 ohm per 100 m. Molti cavi Cat5e, e alcuni cavi economici venduti come Cat6, usano conduttori 24 AWG, più sottili e quindi con resistenza più alta al metro. Nella scala AWG un numero più alto significa un filo più piccolo.
Per un singolo collegamento breve la differenza è piccola. Diventa significativa quando la tratta è lunga, quando il dispositivo attinge alta potenza PoE e quando molti cavi PoE sono fasciati insieme. In quelle condizioni il conduttore più spesso produce meno calore per cavo, e il fascio nel suo insieme gira più fresco. È uno dei motivi per cui i progetti con carichi PoE densi, come griglie di punti accesso Wi-Fi e illuminazione PoE, spesso specificano Cat6 o Cat6A 23 AWG. I compromessi di categoria sono trattati in Cat6 o Cat6A.
| Conduttore | Resistenza al metro | Effetto PoE | Conformità di categoria |
|---|---|---|---|
| Rame pieno, 23 AWG (Cat6 di riferimento) | Più bassa; per scheda tecnica, sotto 9.38 ohm/100 m in un esempio | Meno calore e caduta di tensione | Sì, quando il cavo rispetta la categoria |
| Rame pieno, 24 AWG | Più alta del 23 AWG | Più calore in fasci grandi e tratte lunghe | Sì per Cat5e; Cat6 per scheda tecnica e registrazioni di prova |
| Rame trecciato (patch cord) | Più alta del pieno a pari sezione | Adatto solo a cordoni brevi | Per i cordoni, non per collegamenti permanenti |
| Alluminio rivestito di rame (CCA) | Molto più alta del rame a pari sezione | Più calore, più caduta di tensione | No; il cavo di categoria richiede conduttori in rame pieno |
Perché il CCA è un problema per il PoE
L'alluminio rivestito di rame è un nucleo di alluminio con una sottile pelle di rame. L'alluminio conduce l'elettricità meno bene del rame, per cui un conduttore CCA della stessa sezione ha una resistenza notevolmente più alta. Le associazioni di settore sottolineano che il rischio è massimo sotto PoE, perché il conduttore di alluminio si scalda più del rame quando trasporta insieme dati ed energia. I conduttori CCA sono anche più fragili e possono rompersi ai terminali di punch-down, e l'alluminio può ossidarsi ai contatti nel tempo.
La regola è semplice: il cavo di categoria richiede conduttori in rame pieno. Un cavo venduto come Cat5e, Cat6 o Cat6A, o marcato con una classificazione CM, CMR o CMP, che usa CCA non rispetta la categoria e va trattato come contraffatto. Può comunque superare un semplice controllo di continuità, ed è per questo che arriva sul mercato. I metodi di rilevamento sono esposti in conduttori CCA o rame:
- il cavo CCA è circa il 30% più leggero del rame, per cui una scatola da 305 m ben al di sotto del peso atteso è un segnale di allarme;
- graffiando o tagliando l'estremità del conduttore appare l'alluminio color argento sotto il rame;
- l'analisi XRF identifica il metallo senza distruggere il campione;
- la resistenza DC del conduttore sul rapporto di prova, confrontata con la scheda tecnica, rivela sia il CCA sia il rame sottodimensionato.
Fasci, calore e installazione
Il calore in un singolo cavo sfugge facilmente. In un fascio grande, i cavi al centro sono circondati da altri cavi caldi e girano più caldi, e una temperatura più alta alza la resistenza del conduttore e la perdita di inserzione. Le norme di cablaggio e le guide d'installazione danno quindi limiti e consigli per la dimensione del fascio e per il PoE negli spazi chiusi; l'installatore e il responsabile tecnico del progetto li applicano al progetto reale. Misure pratiche comprendono fasci più piccoli, passerelle aperte anziché condotti stipati, e un conduttore più grande dove molti dispositivi ad alta potenza condividono un percorso.
I patch cord meritano una menzione. Sono di solito fatti con conduttori trecciati per la flessibilità, e il rame trecciato ha resistenza più alta del rame pieno a pari sezione. È accettabile sui pochi metri di un cordone, ma è un motivo per cui i collegamenti permanenti dovrebbero usare conduttori pieni, e per cui i cordoni trecciati lunghi non dovrebbero essere usati per estendere una tratta PoE. Tenere i cordoni corti e della stessa categoria del cavo installato tiene l'intero canale entro il proprio progetto.
Guaina e classificazione al fuoco sono separate dalle prestazioni PoE ma entrano nella stessa specifica: una guaina LSZH o PVC con la classe CPR dichiarata sulla DoP per gli edifici UE, o una classificazione CMR o CMP per i progetti USA per soddisfare l'AHJ. Il PoE non cambia quei requisiti. Per la pianificazione di un intero edificio consultate la pagina applicativa edilizia e costruzioni.
Cosa specificare e verificare
Per ogni ordine di cavo che porterà PoE, il desk scrive quanto segue nella scheda tecnica e lo verifica prima della spedizione:
- Conduttore: rame pieno, sezione dichiarata (23 AWG per la Cat6 di riferimento), senza CCA né rame placcato acciaio.
- Resistenza del conduttore: resistenza DC secondo la scheda tecnica, con la registrazione di prova del lotto dello stabilimento.
- Categoria e registrazioni di prova: risultati delle prove di trasmissione rispetto alla categoria ordinata.
- Verifiche su campione: peso della scatola, colore del conduttore su un'estremità tagliata e diametro del conduttore su un campione.
- Guaina e classificazione: classe CPR sulla DoP, oppure la classificazione di tipo USA, per il mercato del progetto.
Queste verifiche fanno parte del processo di controllo qualità del desk. Il MOQ per la Cat6 è comunemente 50-100 scatole da 305 m, confermato per iscritto per ogni ordine insieme al tempo di consegna. Inviate l'applicazione PoE, le lunghezze delle tratte e la quantità tramite il modulo di preventivo.