איך POE משפיע על הכבל ועל נקודת הקצה המחוברת?

טכנולוגיית ה- POE ממשיכה להתקדם בכל הכח, ככל שמצליחים להגיע להספקי POE גבוהים – כך יותר ויותר תעשיות מעוניינות להשתמש בפתרון הזה.

היתרונות ברורים: אין צורך בכבילת מתח, קרי חסכון בכסף, פחות משקל וחסכון במקום.. אך לצד חסרונות ידועים כגון התחממות, ישנם חסרונות פחות ידועים שבהם ננסה לעסוק במאמר זה.

הסיפור הוא כמובן התחממות הכבל עכב דחיפת זרם חשמלי דרכו (היוצר הספק = חום) והטעות הגדולה שעשו ארגוני התקינה הבינלאומיים כדוגמת -  ISO/IEC  כבר בשנת 2010 ועד 2014 כשחברת EXCEL בשיתוף ד"ר דופיי ממחלקת ההנדסה של אוניברסיטת לסטר כשפרסמו את תוצאות מחקר זה, היא שהם לא יצרו סביבת בדיקה דומה לסביבה בחיים האמתיים, מכיוון שבחיים האמתיים לא תמיד הכבל עובד במקום ממוזג, לעיתים הכבל ממוקם במקום עם חום  סביבתי גבוה מאוד במיוחד בקיץ ובמיוחד בתנאי חוץ (בפריסת מצלמות או Access Points ו לדוגמה), כך שבנוסף לחום הנוצר ע"י ה- POE  מתווסף החום הסביבתי.

בנוסף, וזו הנקודה החשובה ביותר בכל הסיפור הזה, זו כמות הכבילה העוברת יחד כשכולם מוזנים POE ומבנה הכבילה העוברת יחד, מכיוון שהחום שנוצר בעקבות ה-POE מכל הכבלים יחד גורם לבסוף להפסדי DATA, ולכן צריך היה במהלך המחקר לבנות מערך שידמה ככל האפשר את המצב הגרוע ביותר וזה ע"מ שכל המלצה שתצא בעכבות מאמר זה תכלול כל מצב אפשרי בחיים האמתיים.

האתגר היה לבנות בפועל מערך פריסת כבלים שכאמור תייצג את ה- Worst Scenario”",  שזה המצב הגרוע ביותר ושממנו ניתן יהיה ללמוד ולאפיין כל מצב.

השלב הראשון  היה לבנות מעטה של 37 כבלים יחד בצורה מעגלית, כ-4 שכבות (ולא פריסה של אחד ליד השני..), כאשר בין כל שכבה ושכבה נמצא טרמוקאפלר (מודד טמפרטורה). חשוב היה גם למדוד את טמפרטורת הסביבה ולהוסיף אותה לחישובים.
המספר 37 הוא בכוונת מכוון וזה מכיוון שהוא בנוי מ-4 שכבות, כך שניתן יהיה לחשב כל תוספת של שכבה.. למרות, שבחיים האמתיים לא פורסים כבלים בצורה כזו, אלא פורסים אחד ליד השני, או אחד על השני, אבל הרצון כאמור, היה לבנות מערך שיביא לחום הגבוה ביותר.

37 כבלים מאוגדים בצורה מעגלית עם מודדי חום בין שכבה לשכבה

נבחנו שלוש רמות של  POE

 POE+ 34.2W, UPOE 60W והתקן החדש עליו מדברים ב IEEE  משנת 2014  שזה POW המעביר 100W  שעתיד להיכנס לעולם ה- AV להזנת מסכי LED  ענקיים. מתודולוגיית  הבדיקה היא כזו שבונה חום גבוה מאוד ע"י מספר סייקלים  (פעם ב POE+ פעם ב- UPOE ופעם ב 100W) לקבוצה של 37 כבלים הבנויים בתצורה שהוסברה לעיל, פעם באוויר החופשי, בטמפרטורת החדר ופעם אחת ע"י עטיפת כל קבוצת הכבלים בחומר מבודד, כך שהוא יצבור חום הרבה יותר גבוה, שוב – ע"מ לייצר את ה- Worst Scenario.

אוויר חופשי. באטימה – עוטפים מערך זה בחומר מבודד שמגביר את החום הפנימי

נבחנו מספר סוגי כבלים – CAT5E UTP, CAT6 UTP CAT6 F/UTP, CAT6A FFTP, CAT7A SFTP.
אורך הכבלים הנמדד הוא – 100 מטרים. נבחנו גם כבלי Low Cost אשר חומר הגידים אינו נחושת מלאה טהורה, אלא CCA, שזה נחושת מצופה באלומיניום.

תוצאות:

תוצאות המחקר מראות הבדלים משמעותיים בין קבוצת כבלים באוויר החופשי לבין קבוצת הכבלים האטומה והבדלים משמעותיים בהגעה למצב יציב (מצב בו הטמפרטורה מתייצבת ולא עולה יותר) בין כבלי CAT5E לכבלי CAT6A  וכבלי CAT7A וכן בין כבלים מסוככים לכבלים לא מסוככים. בנוסף, בכבלי CCA נצפו קריסות, למרות שמבחינת מפרט טכני (עובי כבל, עובי גיד, עובי מעטה גיד וכו..) הנתונים מראים כביכול כבל זהה לכבל נחושת.
לכבלי CAT7A SFTP לקח 9000 שעות להגיע להתחממות מלאה (מצב יציב) ב- 100W והכבל לא קרס כלל. לשם השוואה, לכבל CAT5E לקח 180 דקות ב POE+, דהיינו 34.5W.4.

תוצאות 37 כבלים יחד במחוממים באוויר החופשי

37 הכבלים יחד עטופים בחומר מבודד

מסקנות

1. שככל שהכבל עבה יותר והגידים עבים יותר, כך הוא יתחמם פחות. המעניין הוא שכבל מסוכך הוא כבל עם ביצועי POE טובים יותר.
2. הסיפור הגדול של POE זה לא העברת כבל אחד ויחיד, אלא Bunch Of Cables, חבילת כבלים יחד שכולם מוזנים POE.. כאן יכולה להיגרם הבעיה האמתית, מכיוון שהחום של כל כבל משפיע על השני ויחד גורם להפסדי DATA, דהיינו אין תקשורת, אין תמונה במצלמה וכו.
3. ישנם מקומות חמים מאוד, ז"א שטמפרטורת הסביבה שלהם לכתחילה מגיעה ל-40 ואפילו 50 מעלות, אם נוסיף לזה את החום שהכבלים שפרוסים יחד משפיעים אחד על השני כפי שהוצג במאמר זה – נקבל בעיה חמורה והפסדי DATA גדולים מאוד, כך שמומלץ מאוד במקומות כאלו לפרוס רק כבלי CAT7A SFTP.
4. כבלי CAT6A מסוככים הציגו תוצאות מעולות, הרבה יותר טובות מ CAT5E וקצת פחות טובות מ CAT7A SFTP, כך שניתן בהחלט להמליץ גם עליהם.
5. ככל שנתקדם לכיוון UPOE ובהמשך ל 100W POE ההתחממות תהיה משמעותית הרבה יותר בקבוצת כבלים יחד ובחום סביבתי גבוה ומכאן שכדאי כבר היום בפריסות להשתמש בכבלי CAT7A מסוככים רשת באם רוצים לחשוב על העתיד.
6. אין בעיה כלל וכלל להשתמש אפילו ב CAT5E למצלמות עד 100 מטרים כל עוד מדובר ב P2P, דהיינו – העברת כבל אחד לכיוון נקודת הקצה ולא קבוצת כבלים.
7. במקומות שכבלים רבים עוברים יחד ובחום סביבתי גבוה (לדוגמא – במרלוג ע"ג תעלות מחוררות) מומלץ מאוד להשתמש דווקא בכבל CAT7A SFTP ואף לא בכבלי CAT7 FFTP.
8. כבלי Low Cost העשויים חומר CCA או נחושת מלאה אך ממוחזרת ולא מנחושת מלאה טהורה לא מתאימים לעבודה עם POE (שלא נדבר על POE+, 100 וואט) אולי במרחקים קצרים וללא שום כבל לידם הם יעבדו, אבל קצת עומס הם יקרסו ובמחשבה ארוכת טווח יותר נכון שלא להשתמש בהם ב- POE.

חברת EXCEL-Networking הינה חברה הנותנת פתרון Channel מלא בעולם תשתיות התקשורת, נחושת ואופטיקה, לרבות אישורי DELTA מעודכנים, הן ברמת הרכיב והן ברמת ה- Channel ועם 25 שנות אחריות מלאה לכל ה- Channel. חברת EXCEL מבצעת מחקרים רבים, אנשיה יושבים בוועידות התקינה הבינלאומיות ומחקריה מאומצים ע"י כל ועדות התקינה הבינלאומיות כדוגמת – ISO, IEC, TIA, IEEE ועוד.

מאמר המקור נעשה בשנת 2014, שיטות המחקר, המדידה ותוצאותיו אומצו ע"י כל ועדות התקינה הבינלאומיות בשנת 2017. מאמר זה תומצת מאוד ממאמר המקור וניסויי המקור שביצעו חברת Excel-Networking בשיתוף מחלקת ההנדסה שבאוניברסיטת לסטר.

למידע נוסף:
מאיר אלבז
מנהל תחום תשתיות תקשורת ו- IP Surveillance
קבוצת גטר
050-4530996