Kalkulator PoE - spadek napięcia i moc u urządzenia

Co oblicza kalkulator PoE?

Kalkulator szacuje straty w przewodzie zasilającym urządzenie przez Ethernet. Dla zadanej długości kabla i rezystancji pętli wyznacza spadek napięcia, moc tracona w przewodach oraz napięcie i moc, które pozostają po stronie urządzenia PD. Może pracować w dwóch trybach: dla znanego prądu albo dla zadanej mocy, którą ma otrzymać urządzenie.

To przydatne przy kamerach IP, punktach dostępowych Wi-Fi, telefonach VoIP, terminalach, czujnikach i innych urządzeniach PoE, szczególnie gdy przewód jest długi albo urządzenie pobiera znaczną moc.

2-pair i 4-pair PoE - co zmienia się w obliczeniach?

Starsze warianty PoE wykorzystują do przesyłania mocy dwie pary przewodów, natomiast 4-pair PoE rozdziela zasilanie na wszystkie cztery pary. Przy równomiernym podziale prądu dwie ścieżki zasilające pracują równolegle, dlatego ich efektywna rezystancja jest mniejsza niż przy jednej ścieżce 2-pair. Mniejsza rezystancja oznacza mniejszy spadek napięcia i mniejsze straty mocy przy tej samej mocy urządzenia.

Cisco wskazuje, że 802.3af i 802.3at wykorzystują cztery żyły do przesyłania energii, a rozwiązania IEEE 802.3bt wykorzystują wszystkie osiem żył. W praktyce rzeczywisty podział prądu zależy od kabla, złączy, temperatury i parametrów PSE/PD, dlatego wynik jest modelem obliczeniowym, a nie pomiarem instalacji.

Przykład: 12,95 W po 100 m kabla

Dla napięcia PSE 50 V, długości 100 m, rezystancji pętli 12,5 Ω/100 m i zasilania 2-pair urządzenie wymagające 12,95 W potrzebuje w modelu około 0,278 A. Spadek napięcia wynosi około 3,48 V, więc przy urządzeniu pozostaje około 46,52 V. Kabel traci około 0,97 W, a PSE musi dostarczyć około 13,92 W.

Ten przykład pokazuje, dlaczego moc dostępna przy urządzeniu jest mniejsza niż moc pobierana z portu PSE. Cisco zwraca uwagę, że część energii jest rozpraszana w przewodzie wskutek jego rezystancji, szczególnie przy długich odcinkach.

Jak dobrać rezystancję pętli?

Najlepiej użyć wartości zmierzonej dla konkretnego toru albo podanej przez producenta kabla. Rezystancja zależy m.in. od przekroju żył, materiału przewodnika, długości, temperatury, rodzaju przewodu i połączeń pośrednich. Przewód o większej rezystancji powoduje większy spadek napięcia przy tym samym prądzie.

Kalkulator przyjmuje wartość w Ω/100 m dla pętli zasilania 2-pair i skaluje ją proporcjonalnie do długości. Dla trybu 4-pair zakłada dwie identyczne ścieżki pracujące równolegle. Jeżeli masz pomiar całkowitej rezystancji konkretnego toru, możesz przeliczyć go na wartość odpowiadającą 100 m albo wpisać długość 100 m i bezpośrednio użyć zmierzonej rezystancji.

Dlaczego napięcie przy PD jest ważne?

Urządzenie PoE ma określony zakres napięcia wejściowego. Jeżeli spadek na przewodzie będzie zbyt duży, napięcie przy PD może spaść poniżej wymaganego minimum. Skutkiem mogą być problemy z uruchomieniem, restartowanie urządzenia pod obciążeniem albo ograniczenie dostępnej mocy. Dlatego kalkulator pozwala ustawić własny próg minimalnego napięcia i od razu porównuje z nim wynik.

Wartość progu należy brać z dokumentacji konkretnego urządzenia. Nie należy traktować jednej liczby jako uniwersalnej dla wszystkich klas i typów PoE.

Kiedy straty kabla rosną najszybciej?

Strata mocy rośnie z kwadratem prądu. Oznacza to, że dwukrotne zwiększenie prądu przy tej samej rezystancji powoduje czterokrotny wzrost strat cieplnych. Z tego powodu większe moce PoE wymagają szczególnie dobrej jakości okablowania, poprawnych połączeń i uwzględnienia warunków termicznych.

Na wynik silnie wpływa także długość. Dwukrotnie dłuższy przewód ma w prostym modelu około dwukrotnie większą rezystancję, a więc przy tym samym prądzie dwukrotnie większy spadek napięcia i dwukrotnie większą stratę mocy.

Najczęstsze pytania o spadek napięcia PoE