设计 PoE 布线系统时要避免的 6 个错误
以太网供电 (PoE) 利用平衡双绞线以太网布线基础设施为一系列设备提供直流电源。 PoE 彻底改变了现代网络基础设施的运行方式，使一系列设备能够方便且经济高效地连接和供电。 PoE 特别适合物联网传感器和 wifi 接入点等低功率设备，但最新标准允许承载高达 90W（远端 71.3W）的功率。这为 PoE扩展了支持新型设备和功能的能力。
虽然 PoE 使用了许多 IT 专业人员熟悉的以太网电缆和组件，但在设计预计会承载电力的网络时，还必须考虑其他因素。
1. 只着眼于短期——规划“当前需求”
如果您只考虑今天要支持的应用程序，那么布线基础设施不太可能为未来做好准备。任何网络，技术和安装都是如此。
在考虑 PoE 时，客户可能会考虑他们对电话、传感器和灯等设备的直接需求，这些设备的功率和数据要求相对较低。然而，设备变得越来越复杂和强大，基于物联网的智能建筑系统不仅在办公室而且在学校、医院和工业 4.0 中变得越来越普遍。 PoE 类型 3 和 4 可以提供超过 60W 的功率，并且可以为更广泛的楼宇和物联网设备供电，这使得视听设备、工作站和销售点等设备能够由同一网络供电– 如果采用了合适的基础设施。
安装更高类别或更大规格的电缆可为更高等级的 PoE 使用提供余量，以便在需要时相对轻松地进行整合。
2. 未能充分计划热量积聚
PoE 电缆内始终会产生热量。施加的功率越大，温升越大；束中的电缆越多，能够散发的热量就越少，尤其是在束的中心。一定程度的温度升高是不可避免的，但可以而且必须对其进行管理。
热上升对电缆的影响可能很大。热量会增加插入损耗 (IL)，因此会降低布线系统的整体性能，降低信号强度 (dB)，这可能会导致更高的误码率和更低的网络性能。仅增加 2dB 的 IL 会导致可用信号强度减半。插入损耗随温度升高而增加，通信电缆通常每 1°C 增加 0.4%。最后，热效应与导体中流动的电流的平方成正比。因此，源电流增加 50% 将导致在电缆内作为热量耗散的功率增加 125%。
过热还会加速电缆的物理磨损及其完整性。
根据国际标准建议，最大电缆束尺寸为 24，电缆束中心的最大温升不得超过 10°C / 50°F。请注意，这些是这些标准允许的最大值，根据应用、电缆和安装的类型，最大电缆束尺寸可能小于此值。具有金属或箔屏蔽的电缆也比未屏蔽的 UTP 电缆散发更多的热量。还必须在电缆束之间提供足够的间距，最好通过物理屏障来保障，以防止意外移动。
3. 使用 28 AWG 电线时忽略设计规则
28 AWG 跳线比 24 或 26 AWG 更细，非常适合空间狭小的安装。较细规格的电缆可用于 PoE，但还有其他重要的设计注意事项。
通常，直径较小的电缆（AWG 较高的电缆）比较粗的电缆具有更高的插入损耗，因此具有这些电缆类型的通道必须额外降额以确保足够的信噪比。对于 28 AWG 多股跳线，降额系数为 1.95。
较细规格的电缆还具有较高的直流电阻，因此每单位电流会产生更多的热量。在某些环境中，较细的电缆尺寸有助于空气流通，但一旦电缆被捆扎起来，这种好处就会消失。必须减小最大线束尺寸以确保电缆不超过其温度额定值。
国际标准规定了各种电缆束尺寸和不同电流水平的温升，它们提供了有关电缆束尺寸和间距的建议。
4. 使用铜包铝线
随着制造商试图开发更便宜的铜替代品，铜包铝电缆已经出现在市场上一段时间了。然而，在以太网安装中，这些电缆不仅不符合标准，而且会带来严重的问题和安全风险。
实心铝电缆的电阻比相同直径的铜电缆高约 55%。较大的电阻将导致电缆内的热量增加，并降低受电设备的可用电压。
ANSI/TIA 和 ISO/IEC 标准都要求双绞线数据电缆为 100% 铜质。
5. 期望布线系统支持相关的 PoE 应用，因为电缆是 UL LP 等级的
UL LP（有限功率）测试确定导体可以承载多少安培。对于 4 对 双绞线电缆，典型结果范围为 0.5 安培至 0.9 安培。
但是，LP 评级仅用于从安全角度评估布线。它不保证产品的以太网或远程电源性能。
LP 额定电缆经过 UL 认证为在特定条件下不超过其额定温度的电缆，但无论电缆（是否经过 LP 认证），如果引入更高的温度，则电缆的支持的距离和性能将受到负面影响，因为插入损耗增加——更不用说电缆的加速物理磨损了。
6. 忽略布线负载时连接和断开造成的触点损坏
根据国际标准，通道的设计和操作必须考虑负载下插拔的影响。
接触电阻越大，损耗就越高，触点也就越热。因此，连接器/电缆触点对于 4 对 PoE 的重要性越来越大。绝缘刺破连接器（IDC）在接触可靠性方面远优于绝缘穿刺连接器（IPC），IDC技术提供更高的长期稳定性。绝缘置换技术可创建类似于焊点的连接。相比之下，IPC 只是拼接绝缘层并产生松动的接触。随着时间的推移，IPC 触点的稳定性会降低。如果触点在负载下断开时被细电弧损坏，这可能会成为一个严重的问题。在这种情况下，接触设计也是一个问题。
在断开连接期间，电流最终会流过一小部分剩余接触面积。当触点被拉出时，会产生火花。这会产生具有极高温度的等离子体，可能会对触点造成局部损坏。因此，像 Molex DataGate 插孔这样的高质量插头连接的制造方式是在拔出点和标称接触区域之间留出足够的距离，从而最大限度地降低这种风险。
PoE 实施指南
在使用 PoE 时，Molex CSP 用户可以使用许多资源来提供帮助，包括 PoE 实施指南和 PoE 计算器。 PoE 计算器是一款免费的基于 excel 的工具，它简化了 PoE 网络的许多必要计算，并在您可能面临不合规或不合适的设计选择风险时提醒您。如果您尚未下载副本，请立即登录 CSP 进行访问。 PoE 计算器可从“Electronic Tools”下载，PoE 实施指南可在“Technical Bulletins”下找到。
如果您还不是 CSP 用户，请访问 https://csp.molex.com/ 获得帮助。