In het artikel we hadden het over nieuwe Zyxel-switches die zijn ontworpen voor het bouwen van videobewakingssystemen en andere segmenten van de IT-infrastructuur die stroom gebruiken via PoE.
Het kopen van een goede schakelaar en het aansluiten van de juiste apparaten is echter niet alles. Het meest interessante zal misschien iets later blijken, wanneer deze boerderij onderhouden moet worden. Soms zijn er bijzondere valkuilen waarvan u zich bewust moet zijn van het bestaan ervan.
Koperen twisted pair
In verschillende informatiebronnen over het gebruik van PoE kun je een zin vinden als “Gebruik alleen koperen kabels.” Of “Niet gebruiken voor CCA twisted pair”. Wat betekenen deze waarschuwingen?
Er bestaat een gevestigde misvatting dat getwiste draad altijd uit koperdraad bestaat. Het blijkt niet altijd. Om geld te besparen gebruikt de fabrikant in sommige gevallen de zogenaamde verkoperde kabel.
Het is in wezen een aluminium kabel waarvan de geleiders zijn bedekt met een dunne laag koper. Volledige naam: kopergecoat aluminium twisted pair
Een getwist paar massieve koperen geleiders is gemarkeerd als “Cu” (van het Latijnse “cuprum”
Met koper gecoat aluminium wordt "CCA" (Copper Coated Aluminium) genoemd.
Fabrikanten van CCA labelen het mogelijk helemaal niet. Soms tekenen zelfs gewetenloze fabrikanten de parameter "Cu" op een gedraaid paar van verkoperd aluminium.
Opmerking. Volgens GOST is een dergelijke markering niet vereist.
Het enige onbetwistbare argument ten gunste van met koper beklede kabel is de lage prijs.
Een ander, veel minder belangrijk argument is minder gewicht. Er wordt aangenomen dat aluminium kabelspoelen gemakkelijker te verplaatsen zijn tijdens de installatie, omdat het soortelijk gewicht van aluminium kleiner is dan dat van koper.
Opmerking. In de praktijk is niet alles zo eenvoudig. Het gewicht van de verpakking, het gewicht van de isolatie, de beschikbaarheid van beschikbare mechanisatiemiddelen en dergelijke spelen een rol. Het op een karretje brengen van 5-6 dozen met spoelen CCA-kabel en deze op een lift tillen kost ongeveer evenveel tijd en moeite als hetzelfde aantal dozen met spoelen van “volwaardig koper”.
Hoe u een aluminium kabel nauwkeurig kunt herkennen
Met koper bekleed aluminium is niet altijd gemakkelijk te herkennen. Tips als: "Kras over het oppervlak van de draad of schat het gewicht van de kabelspoel door deze met uw hand op te tillen" - ze werken heel relatief.
De meest toegankelijke en snelste test: steek het gestripte uiteinde van de draad in brand, bijvoorbeeld met een aansteker. Aluminium begint vrij snel te verbranden en af te brokkelen, terwijl het uiteinde van een puur koperen geleider roodgloeiend kan worden, maar zijn vorm behoudt en bij afkoeling fysieke eigenschappen terugkrijgt, bijvoorbeeld elasticiteit.
Het stof dat overblijft bij het ontsteken van verkoperd aluminium is in principe wat zo’n ‘economische’ kabel na verloop van tijd verandert. Alle enge systeembeheerderverhalen over ‘uitvallende kabels’ gaan alleen maar over ‘koper’.
Opmerking. Je kunt de isolatiedraad strippen en wegen, waarbij je het soortelijk gewicht berekent. Maar in de praktijk wordt deze methode zelden gebruikt. U hebt een nauwkeurige weegschaal nodig die op een strikt horizontaal, vlak oppervlak is geïnstalleerd, en vrije tijd om dit te doen.
Tabel 1. Vergelijking van het soortelijk gewicht van koper en aluminium.
Onze vrienden van NeoNate, die trouwens een hele goede kabel maakt, hebben dit gemaakt je helpen.
Vermogensverlies tijdens transmissie
Laten we de weerstand vergelijken:
-
soortelijke weerstand van koper - 0 ohm*mm0175/m;
-
Aluminiumweerstand - 0 ohm*mm0294/m/
De totale weerstand van een dergelijke kabel wordt berekend met de formule:
Gezien het feit dat de dikte van de koperen coating op een goedkope verkoperde kabel “naar nul neigt”, krijgen we een grotere weerstand door aluminium.
Hoe zit het met het huideffect?
Het skin-effect is genoemd naar het Engelse woord skin. "leer".
Bij het verzenden van een hoogfrequent signaal wordt een effect waargenomen waarbij het elektrische signaal primair langs het oppervlak van de kabel wordt verzonden. Dit fenomeen dient als argument waarmee fabrikanten van goedkope twisted pair-kabels de besparingen in de vorm van kopergecoat aluminium proberen te rechtvaardigen door te zeggen: “de stroom zal nog steeds langs het oppervlak vloeien.”
In feite is het huideffect een nogal complex fysiek proces. Om te zeggen dat signaaloverdracht bij elk kopergebonden, getwist paar altijd strikt langs het koperoppervlak zal gaan, zonder de aluminiumlaag te ‘vangen’, is niet helemaal eerlijk.
Simpel gezegd, zonder laboratoriumonderzoek naar dit specifieke merk draad, is het onmogelijk om op betrouwbare wijze te zeggen dat deze CCA-kabel, vanwege het skin-effect, eigenschappen overdraagt die niet slechter zijn dan een hoogwaardige koperen kabel.
Minder kracht
Aluminiumdraad breekt veel gemakkelijker en sneller dan koperdraad met dezelfde diameter. Maar ‘neem het en breek het’ is niet het grootste probleem. Een veel grotere hinder zijn microscheurtjes in de kabel, die de weerstand verhogen en tot een zwevend signaalverzwakkingseffect kunnen leiden. Bijvoorbeeld wanneer de kabel af en toe onderhevig is aan buiging of temperatuurinvloeden. Aluminium is van groter belang voor dit soort invloeden.
Kritiek op temperatuurveranderingen
Alle fysieke lichamen hebben het vermogen om onder invloed van volume te veranderen
temperatuur. Met verschillende uitzettingscoëfficiënten zullen deze metalen anders veranderen.
Dit kan zowel de integriteit van de koperbeplating aantasten
kwaliteit van contacten op de kruispunten van aluminium geleiders en apparaten
bevestigingen Het vermogen van aluminium om meer uit te zetten naarmate de temperatuur stijgt
bevordert het verschijnen van microscheurtjes die de elektrische energie beschadigen
kenmerken en verminderen de sterkte van de kabel.
Het vermogen van aluminium om sneller te oxideren
Naast thermische uitzetting moet je rekening houden met de eigenschap van aluminium om snel te oxideren, zoals blijkt uit de lichtere test.
Maar zelfs als de aluminiumdraad niet wordt blootgesteld aan open vuur en externe hogetemperatuurverwarmers, komen na verloop van tijd, als gevolg van temperatuurveranderingen of verwarming als gevolg van de overdracht van elektrische stroom naar voedingsapparaten (PoE), meer metaalatomen in contact met zuurstof . Dit verbetert de elektrische eigenschappen van de kabel helemaal niet.
Contact van aluminium met andere non-ferrometalen
Het wordt niet aanbevolen om aluminium aan te sluiten op geleiders gemaakt van andere non-ferrometalen, voornamelijk koper en koperhoudende legeringen. De reden is de verhoogde oxidatie van aluminium bij de verbindingen.
Na verloop van tijd zullen de connectoren vervangen moeten worden en zullen de geleiders in het patchpaneel vernieuwd moeten worden. Het is onaangenaam dat zwevende fouten hiermee gepaard kunnen gaan.
Problemen met PoE voor kopergebonden getwiste paren
In het geval van PoE wordt de elektrische stroom naar stroomapparaten gedeeltelijk door de koperen coating, maar voornamelijk door de aluminiumvulling, overgedragen, dat wil zeggen met hoge weerstand en dus met hoge vermogensverliezen.
Bovendien doen zich andere problemen voor: door verwarming van de draden bij het verzenden van stroom, waarvoor dit getwiste paar niet is ontworpen; als gevolg van microscheuren, draadoxidatie, enzovoort.
Wat te doen als een SCS met een kabel van verkoperd aluminium is "geërfd"?
Houd er rekening mee dat sommige segmenten na verloop van tijd (om de een of andere reden) vervangen moeten worden. Het is beter om voor deze zaak onmiddellijk geld in de begroting te reserveren. (Ik begrijp dat het klinkt als sciencefiction, maar wat kun je nog meer doen?)
Controleer de toestand van de SCS. Bewaak de temperatuur, vochtigheid en andere fysieke indicatoren in kamers en andere plaatsen waar twisted pair-kabels passeren. Als het warmer, kouder, vochtiger is of er een vermoeden bestaat van mechanische belasting, zoals trillingen, is het de moeite waard om preventieve maatregelen te overwegen. In principe zal een dergelijke controle in een situatie met traditionele koperen twisted pairs ook geen kwaad, maar aluminiumdraden zijn grilliger voor deze verschijnselen.
Er is een mening dat het niet langer veel zin heeft om bijzonder goede patchpanelen, netwerkaansluitingen, patchkabels voor het aansluiten van gebruikers en andere passieve apparatuur aan te schaffen. Omdat het bekabelde gedeelte, laten we zeggen, ‘geen fontein’ is, is het misschien niet langer de moeite waard om geld uit te geven aan een coole ‘bodykit’.
Aan de andere kant, als je na verloop van tijd nog steeds zo'n prachtig "eigenlijk niet anders" twisted pair CCA wilt vervangen door beproefd "koper", is het dan de moeite waard om het principe "één stap vooruit, twee stappen terug" te volgen en een patch te kopen? panelen en stopcontacten nu voor een spotprijs?
Je moet ook heel voorzichtig zijn met plotseling verlies van communicatie. Toen er een tijdje niet eens een ping was, en terwijl ze keken, werd “alles op wonderbaarlijke wijze” hersteld. Bij dergelijke incidenten kan de kwaliteit van de kabel en verbinding een belangrijke rol spelen.
Als u van plan bent PoE te gebruiken, bijvoorbeeld voor videobewakingscamera's, is het voor dit gebied beter om het twisted pair onmiddellijk te vervangen door koper. Anders kun je een situatie tegenkomen waarin je eerst een camera met een laag stroomverbruik hebt geïnstalleerd en vervolgens hebt vervangen door een andere camera, en je moet afvragen waarom deze niet werkt.
5E is goed, maar categorie 6 is beter!
Categorie 6 is beter bestand tegen interferentie en temperatuurinvloeden; de geleiders in dergelijke kabels zijn met kleinere spoed gedraaid, wat de elektrische eigenschappen verbetert. In sommige gevallen, in cat. 6 worden scheiders geïnstalleerd om paren te scheiden (afstand van elkaar om wederzijdse beïnvloeding te voorkomen). Dit alles verhoogt de betrouwbaarheid tijdens bedrijf.
Om apparaten met PoE te verbinden, zullen dergelijke wijzigingen van pas komen om bijvoorbeeld een stabiele werking van het netwerk te garanderen tijdens temperatuurschommelingen.
SCS-kabels worden soms gelegd in ruimtes met een slechte klimaatbeheersing, bijvoorbeeld door de plafondruimte, in de kelder, technische vloer of kelderverdieping, waar het temperatuurverschil overdag 25°C kan bereiken. Dergelijke temperatuurschommelingen beïnvloeden de kabeleigenschappen.
Het aanleggen van een duurdere, maar ook betrouwbaardere Categorie 6-kabel met betere eigenschappen in plaats van Categorie 5E is geen verhoging van “overhead”, maar een investering in betere en betrouwbaardere communicatie.
Het Russische vertegenwoordigingskantoor van Zyxel heeft zelf onderzoek gedaan naar de afhankelijkheid van de toegestane afstand voor PoE-stroomtransmissie van het gebruikte kabeltype. Voor het testen zijn schakelaars gebruikt
Figuur 1. Uiterlijk van de GS1350-6HP-schakelaar.
Figuur 2. Uiterlijk van de GS1350-18HP-schakelaar.
Voor het gemak zijn de resultaten samengevat in een tabel, opgesplitst per videocamerafabrikant (zie Tabellen 2-8 hieronder).
Tabel 2. Testprocedure
Test procedure
Stap voor
Omschrijving
1
Schakel uitgebreid bereik in poort 1,2 in
-GS1300: DIP-schakelaar op AAN en druk op de reset- en toepassingsknop op het voorpaneel
-GS1350: Login Web GUI > Ga naar "Poortinstellingen" > schakel uitgebreid bereik in en pas toe.
2
Sluit een pc of laptop aan op de switch voor cameratoegang
3
Sluit de Cat-5e-kabel van 250 m aan op poort 1 en sluit de camera aan om op te starten.
4
Gebruik een pc/laptop om het IP-adres van de camera te PING, er zou geen ping-verlies moeten optreden.
5
Ga naar de camera en controleer of de videokwaliteit goed en vloeiend is.
6
Als stap #4 of 5 mislukt, verwissel dan de kabel naar Cat-6 250m en test opnieuw vanaf stap #3
7
Als stap 4 of 5 mislukt is, vervangt u de kabel naar Cat-5e 200m en test u opnieuw vanaf stap 3
Tabel 3. Vergelijkende kenmerken van kabels voor het aansluiten van LTV-camera's
Tabel 4. Vergelijkende kenmerken van kabels voor het aansluiten van LTV-camera's (vervolg)
Tabel 5. Vergelijkende kenmerken van kabels voor het aansluiten van LTV-camera's (vervolg 2).
Tabel 6. Vergelijkende kenmerken van kabels voor het aansluiten van UNIVIEW-camera's.
Tabel 7. Vergelijkende kenmerken van kabels voor het aansluiten van UNIVIEW-camera's (vervolg).
Tabel 8. Vergelijkende kenmerken van kabels voor het aansluiten van Vivotek-camera's.
Conclusie
De in het artikel beschreven problemen zijn niet vereist voor aankoop. Misschien zal er iemand zijn die zal zeggen: "In mijn projecten gebruik ik altijd verkoperde twisted pair-kabel van categorie 5E en ik ken geen problemen." Uiteraard spelen de kwaliteit van de afwerking, bedrijfsomstandigheden, periodieke monitoring en tijdig onderhoud een grote rol. Er is echter nog steeds behoefte aan het gebruik van PoE, en voor een dergelijke situatie is het gebruik van Categorie 6 twisted pair-koper een veelbelovende oplossing.
Mogelijke besparingen bij het gebruik van goedkope met koper beklede twisted pair-kabels zijn vrij specifiek. Als we het hebben over grootschalige projecten op ondernemingsniveau voor IT-kritische bedrijven, is het verstandiger om hoogwaardige koperparen van beproefde, gerenommeerde fabrikanten te gebruiken. Als we het hebben over kleine netwerken, lijkt het besparen op twisted pair-kabels, vooral in de omstandigheden van een "komende beheerder", nogal twijfelachtig. Soms is het beter om meer te betalen voor een kwaliteitskabel om potentiële problemen te elimineren, de betrouwbaarheid te verbeteren, het bereik van mogelijkheden (PoE) uit te breiden en de onderhoudskosten te verlagen.
Wij bedanken onze collega’s van het bedrijf voor hulp bij het maken van het materiaal.
Wij nodigen u uit op onze en . Ondersteuning, advies bij het kiezen van apparatuur en eerlijke communicatie tussen professionals. Welkom!
Geïnteresseerd om Zyxel-partner te worden? Begin door u te registreren op onze .
bronnen
Bron: www.habr.com