Làm thế nào để giảm thiểu sự nóng lên của cáp PoE

Làm thế nào để giảm thiểu sự nóng lên của cáp PoE

PoE – Power over Ethernet là công nghệ cấp nguồn qua Ethernet. Công nghệ này là sự kết hợp giữa nguồn điện và việc truyền dữ liệu cùng với nhau chỉ qua một sợi cáp mạng và đã đạt được những tiến bộ vượt bậc qua nhiều thập kỷ. Các ứng dụng cho PoE đã mở rộng từ hệ thống VoIP và camera an ninh sang các thiết bị IoT bao gồm các thiết bị y tế, hệ thống kiểm soát truy cập cho các tòa nhà thông minh, v.v. Sự phát triển trong công nghệ PoE đã chứng kiến ​​sự chuyển đổi sang mức năng lượng cao hơn, tuy nhiên vấn đề quá nhiệt khi sử dụng nguồn điện cao trong hệ thống cáp PoE trở thành một vấn đề nan giải. Bài đăng này sẽ thảo luận về sự gia tăng nhiệt khi nguồn điện PoE có công suất cao cũng như khám phá các giải pháp để tránh các vấn đề quá nhiệt.

Sự phát triển của các tiêu chuẩn PoE

Khi thị trường Poe đang tiếp tục phát triển. PoE tiêu chuẩn thông qua nhiều thế hệ của các phiên bản từ tiêu chuẩn IEE 802.3af đến phiên bản tiêu chuẩn IEEE 802.3bt mới nhất để đáp ứng được nhu cầu của thị trường.Trong biểu đồ sau chúng ta sẽ có cái nhìn rõ hơn về 4 loại tiêu chuẩn PoE.

Sự tăng nhiệt, mối bận tâm đáng lo ngại đối với PoE công suất cao

Phiên bản tiêu chuẩn PoE IEEE 802.3af còn được gọi là PoE loại 1.Là phiên bản tiêu chuẩn đầu tiên được thiết kế cho những thiết bị nguồn điện thấp như hệ thống thoại truyền thống hay camera an ninh.Tuy nhiên với những thiết bị có nguồn điện cao thì 12.95w là không đủ cho nhu cầu sử dụng, do đó PoE đã có một vài hạn chế đối với các thiết bị có nguồn điện cao. Sau này phiên bản tiêu chuẩn IEEE 802.3at đã mở rộng phạm vi ứng dụng PoE như video phone và truy cập máy tính để bàn băng tần kép (dual-band). Và giờ đến tiêu chuẩn mới nhất là IEEE 802.3bt. Cùng với khả năng phù hợp với những thiết bị có nguồn điện cao thì bên cạnh đó các phiên bản tiêu chuẩn mới gây ra sự gia tăng nhiệt độ trong cáp PoE. Đặc biệt là khi công suất PoE đạt tới 100 W, sự gia tăng nhiệt của cáp mạng kèm nguồn sẽ trở nên rõ ràng hơn.

Trong các tiêu chuẩn PoE của IEEE 802.3af và IEEE 802.3at trước đây, công suất tối đa do PSE cung cấp là 15,4W và 30W tương ứng. Nó không có khả năng quá nóng ở mức năng lượng này trừ khi dưới nhiệt độ môi trường khắc nghiệt hoặc các bó cáp quá lớn. Hai trong bốn cặp trong cáp Ethernet là đủ để mang dòng điện. Tuy nhiên, khi dòng năng lượng cho các thiết bị ngày càng tăng, hệ thống cáp PoE buộc phải cải thiện để có thể cung cấp năng lượng cao hơn. Giải pháp để cải thiện hiệu quả của cáp là tăng số lượng dây mang tiêu chuẩn PoE loại 3 và loại 4 sử dụng cả bốn cặp để cấp nguồn thay vì 2 cặp được sử dụng trong các tiêu chuẩn ban đầu.

PoE 4 cặp tăng gấp đôi lượng điện năng có sẵn, cho phép mở rộng PoE để hỗ trợ các thiết bị có công suất cao hơn thay vì bị giới hạn ở các thiết bị cần công suất thấp như 15W hoặc 30W. Tuy nhiên, công suất cao không phải là điều duy nhất cần sự chú ý trong hệ thống cáp PoE. Nhiệt tăng là một số khác. Các nhà sản xuất và các tập đoàn kỹ thuật đã làm việc để đánh giá tác động nhiệt của việc cung cấp 100 Watts năng lượng trên PoE 4 cặp. Việc tăng công suất là việc của cáp vừa giúp cho tăng khả năng truyền dẫn thông tin nhưng cũng khiến cho nhiệt độ của cáp trong quá trình làm việc cũng tăng theo.

Tại sao nhiệt độ tăng lại là nguyên nhân chính của vấn đề 

Tại sao chúng ta coi việc tăng nhiệt trong hệ thống cáp PoE rất nghiêm trọng? Tất cả là do những tác động tiêu cực của việc tăng nhiệt đối với sự ổn định của liên kết và tuổi thọ của cáp.

Hiện tượng quá nhiệt trong hệ thống cáp PoE có thể dẫn đến nguy cơ tổn thất chèn (insertion loss). Để duy trì chất lượng tín hiệu, quản trị viên phải rút ngắn chiều dài cáp để bù cho sự suy hao trong liên kết. Nhiệt độ tăng sẽ làm giảm tuổi thọ của vỏ ngoài. Nếu hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao trong một thời gian dài, vỏ ngoài có thể bị hỏng và ảnh hưởng đến kết cấu bên trong, phá vỡ sự cân bằng của cáp xoắn đôi và làm giảm hiệu suất truyền tải. Hơn nữa, vì ảnh hưởng của sự gia tăng nhiệt trong PoE công suất cao là không thể tránh khỏi, nên cần phải có sự đánh giá cẩn thận trước khi phát triển hệ thống cáp PoE để đảm bảo khả năng hoạt động trong tương lai. Cáp ít bị tỏa nhiệt sẽ mang lại hiệu suất truyền dẫn tốt và tính ổn định cao hơn.

Các loại ứng dụng phổ biến của PoE công suất cao.

Mặc dù vấn đề quá nhiệt luôn song hành với hệ thống cáp PoE công suất cao nhưng với sự thúc đẩy bởi nhu cầu năng lượng ngày càng cao trên toàn thế giới, công nghệ PoE mới dự kiến sẽ phát triển cho các thị trường mới và mở rộng phạm vi sang các thị trường hiện tại cần năng lượng cao. Các ứng dụng tận dụng công nghệ PoE công suất cao bao gồm :

– Tòa nhà thông minh với IoT doanh nghiệp (kết nối đèn LED)

– Thành phố an toàn (camera an ninh pan-tilt-zoom độ nét cao)

– Hệ thống POS bán lẻ và bảng hiệu kỹ thuật số

– Điểm truy cập không dây hiệu suất cao

– Kiốt

– Cột thu phát sóng.

Các biện pháp để giảm thiểu sự gia tăng nhiệt trong cáp PoE

Cuối cùng, vấn đề quá nhiệt bắt nguồn từ cấu trúc cáp và cách lắp đặt hệ thống. Một vài gợi ý sau đây được liệt kê từ các khía cạnh một cách toàn diện có thể giảm thiểu sự gia tăng nhiệt trong hệ thống cáp PoE

1. Sử dụng các loại cáp cao hơn.

Nói chung, loại cáp càng cao, nhiệt sẽ tăng càng thấp. Theo kết quả kiểm tra từ các kỹ sư của Leviton, hệ thống cáp loại cao hơn tương quan với lượng nhiệt độ thấp hơn sau khi họ thử nghiệm một số loại cáp sợi khác nhau. Đối với các cài đặt PoE mới, chúng tôi gợi ý nên sử dụng Cat6A.

Quý vị có thể tham khảo bài viết có liên quan: SO SÁNH CÁP MẠNG CAT6 – CAT7 – CAT8 – ĐÂU LÀ LỰA CHỌN TỐT NHẤT

2. Chọn cáp có dây dẫn lớn hơn (nghĩa là, số đo thấp hơn).

Nguyên nhân của việc tăng nhiệt có thể là điện trở dây dẫn trong các ứng dụng PoE. Dây dẫn càng lớn thì càng có thể làm giảm điện trở của dây dẫn, khả năng truyền tải dữ liệu thông qua dạng điện sẽ tốt hơn và sẽ tạo ra ít nhiệt hơn.

3. Đầu nối cáp phải có thân kim loại nguyên khối.

Cân nhắc sử dụng các đầu nối có cấu trúc toàn thân bằng kim loại, thay vì nhựa. So với vật liệu bọc nhựa nhiệt dẻo, kim loại có độ dẫn cao hơn và làm tản nhiệt tốt hơn.

4. Chọn cáp có kích thước bó nhỏ hơn

Bằng cách đo nhiệt độ của một bó cáp lớn và các bó cáp nhỏ hơn tách ra khỏi bó lớn, TIA xác định rằng lõi của bó cáp lớn có nhiệt độ cao hơn so với các bó nhỏ hơn. TSB-184-A được phát triển bởi tiểu ban TIA khuyến nghị để cáp không bó lại để tạo điều kiện tản nhiệt tốt hơn. Nếu không thể, hãy bó kích thước nhỏ.

5. Lắp đặt cáp được bảo vệ

Người ta đã khẳng định rằng sự tồn tại của tấm màng kim loại hoặc giấy bạc giúp tản nhiệt tốt hơn. Nếu cáp sử dụng tấm màng xung quanh mỗi cặp, nó sẽ mang lại chất lượng tản nhiệt tốt hơn so với cáp xoắn đôi không được che chắn. Do đó, cáp S/FTP hoặc F/UTP được áp dụng nhiều hơn các hệ thống cáp UTP trong các ứng dụng PoE.

6. Lập kế hoạch quản lý cáp PoE của bạn

Nhóm các dây cáp của bạn càng lỏng càng tốt thay vì bó toàn bộ chúng. Để cáp hoặc bó cáp của bạn càng phân tán càng tốt trong một khu vực có sẵn. Mật độ cáp cao sẽ góp phần tạo ra nhiều nhiệt hơn trong các bó cáp hoặc cáp. Bạn nên sử dụng các công cụ quản lý cáp cho phép luồng không khí xung quanh cáp và bó cáp tốt hơn.