Menu

Konieczność zachowania normatywnych długości połączeń okablowania miedzianego wymaga stosowania specjalnych rozwiązań. Jak połączyć odległe urządzenie zachowując w pełni parametry transmisyjne i doprowadzić zasilanie? Jak i kiedy wykorzystywać kable hybrydowe w Twojej sieci?

Standardowo stosuje się dodatkowe punkty dystrybucyjne wyposażone w urządzenia aktywne lub rezygnuje się wówczas z medium miedzianego na rzecz światłowodów. Sytuacja komplikuje się, gdy oprócz sygnału logicznego konieczne jest doprowadzenie zasilania. Skutkuje to koniecznością instalacji dodatkowych kabli zasilających, a więc wzrostem złożoności całej sieci. Rozwiązaniem są kable hybrydowe składające się z włókien światłowodowych do transmisji danych i przewodów miedzianych dostarczających zasilanie urządzenia. Hybrydowa budowa kabla pozwala na minimalizacje nakładu pracy podczas instalacji i uproszczenie infrastruktury.

Wiele urządzeń sieciowych, takich jak punkty dostępu i kamery IP posiada interfejs umożliwiający połączenie za pomocą światłowodu. Urządzenia, które zawierają wejście światłowodowe i terminale zasilania dla prądu stałego można podłączyć  za pomocą hybrydowego kabla miedziano-włóknowego, czasami określanego również jako kabel kompozytowy. Wymaga to oczywiście zastosowania światłowodowych transceiverów do transmisji danych oraz źródła zasilania zdolnego do dostarczenia niskiego napięcia prądu stałego przez przewody miedziane. W przypadku sprzętu, który nie posiada takiej możliwości, konieczne jest oprócz tego zapewnienie konwersji mediów ze światłowodu na skrętkę miedzianą. Jeśli to urządzenie dodatkowo potrzebuje zasilania przez Ethernet (PoE), konieczne jest wykorzystanie specjalnego konwertera mediów wspierającego PoE.

W ostatnich latach kable hybrydowe, okablowanie miedziano-włóknowe staje się coraz bardziej popularne w sieciach wymagających dużych odległości. Warto zatem przyjrzeć się bliżej możliwościom tego rozwiązania, sposobom testowania i rozwiązywania potencjalnych problemów.

Budowa kabli hybrydowych

Kable hybrydowe miedziano-światłowodowe dostępne są w różnych konstrukcjach, zarówno z włóknami wielomodowymi, jak i jednomodowymi. Mogą zawierać pojedyncze włókno lub wiele włókien w zależności od zastosowania i liczby podłączanych urządzeń. Na przykład, optyczne terminale sieciowe (ONT) używane w pasywnych sieciach optycznych działają na pojedynczym włóknie, przy czym sygnały są przesyłane jednocześnie w obu kierunkach na oddzielnych długościach fal przy użyciu technologii WDM (ang. wavelength division multiplexing) – np. 1310 nm dla danych wchodzących i 1490 nm dla danych wychodzących.

Liczba i rodzaj miedzianych przewodników zasilających w kablach hybrydowych zależy od liczby podłączonych urządzeń i wymagań dotyczących zasilania. Na przykład, niektóre kable hybrydowe mogą zawierać aż 12 przewodów miedzianych do podłączenia do zasilaczy lub tylko dwa przewody do podłączenia do pojedynczego urządzenia.

Przewody miedziane mają zazwyczaj przekrój od 12 do 20 AWG, co bezpośrednio wpływa na to, jaką moc mogą dostarczyć na określonych długościach, przy czym większe przewodniki mogą przenosić większą moc na większe odległości. Na przykład, kompozytowe kable światłowodowo-miedziane z przewodami 12 AWG mogą dostarczyć do 75W mocy na odległość do 457m (1500 stóp), podczas gdy przewodniki 20 AWG mogą przenieść 75W mocy tylko na odległość do około 71m (235 stóp). Rozmiar przewodów jest zatem jednym z kluczowych kryteriów przy wyborze hybrydowego kabla miedziano-światłowodowego.

Dostarczanie zasilania klasy 2

Należy zauważyć, że PoE jest obsługiwane wyłącznie przez symetryczne okablowanie miedziane typu skrętka (np. kategoria 6, kategoria 6A itp.), ponieważ jest to protokół oparty na standardzie Ethernet IEEE 802.3, który dostarcza prąd stały przy użyciu napięcia wspólnego dla dwóch lub czterech par. Zgodnie ze standardami branżowymi, jest obsługiwane tylko do 100 m.

Obwody klasy 2 to zgodnie z NEC®, nie tylko obwody zasilane przez PoE. Klasy 2 obejmuje wiele innych rozwiązań, w których zasilanie jest dostarczane ze źródła prądu stałego przez dwa przewody (dodatni i ujemny) do urządzeń, takich jak termostaty, dzwonki do drzwi, światła LED, kamery i inne. Przewodniki miedziane w hybrydowym kablu miedziano-światłowodowym mogą być wykorzystane do dostarczenia zasilania klasy 2 nie tylko dla urządzeń zasilanych przez Ethernet. Niektóre hybrydowe kable światłowodowe mogą również dostarczać prąd stały klasy 3 do urządzeń aktywnych, sieci oświetleniowych, komercyjnych systemów nagłośnieniowych oraz systemów bezpieczeństwa i ochrony, które wymagają większej mocy niż ta, którą może dostarczyć klasa 2.

Testowanie i rozwiązywanie problemów

W jednym z poprzednich artykułów pisaliśmy jak testować połączenia miedziane pod kątem zasilania PoE. Pomiary certyfikacyjne kategorii okablowania wraz z mierzeniem parametrów elektrycznych pozwalają określić, czy możliwe jest dostarczenie zasilania określonej klasy. Można również przetestować PoE w aktywnej sieci za pomocą prostego testera, takiego jak MicroScanner PoE firmy Fluke Networks, który wyświetla poziom mocy na gnieździe lub porcie przełącznika, wraz z prędkością transmisji danych połączenia. Urządzenie to pozwala również na testowanie PoE pochodzącego z urządzeń, także w obwodach inne niż PoE klasy 2 (np. ONT). MicroScanner jest również idealny do pokazywania odległości do przerwy lub zwarcia w przypadku, gdy kabel jest uszkodzony.

Dokładne planowanie jest niezbędne, aby dopasować kable hybrydowe do indywidualnych potrzeb. Włókna światłowodowe w kablu są certyfikowane tak jak każdy inny kabel światłowodowy. Należy zatem dopasować ilość włókien, rodzaj i kategorię. Przewody zasilające muszą natomiast posiadać odpowiednie parametry elektryczne. Należy zatem dostosować przewody pod kątem spadków napięcia (między źródłem a urządzeniem), odległości, rozmiaru przewodów (AWG) oraz wymagań dotyczących zasilania urządzenia końcowego, aby zapewnić wystarczającą moc do obsługi urządzenia w oparciu o jego pobór prądu i odległość od źródła zasilania. Po uruchomieniu sieci, ciągłość, moc i długość można łatwo zmierzyć za pomocą multimetru cyfrowego w przypadku, gdy urządzenie nie uruchamia się. Jeśli nie ma ciągłości z powodu uszkodzenia fizycznego, lokalizację uszkodzenia można określić za pomocą sondy Pro3000™ firmy Fluke Networks. Jeśli jednak planowanie wstępne było błędne i odległość była zbyt duża lub rozmiar przewodnika zbyt mały, aby zaspokoić zapotrzebowanie na moc urządzenia końcowego, niewiele można zrobić poza wymianą kabla na przewód o większym rozmiarze, skróceniem obwodu lub wymianą urządzenia końcowego na takie, które wymaga mniejszej mocy (żadna z tych opcji nie jest idealna).

Aby uniknąć możliwości wystąpienia tego kosztownego scenariusza i zapewnić, że obwód rzeczywiście spełni wymagania dotyczące mocy urządzenia końcowego, zaleca się współpracę z producentem kabli hybrydowych na etapie planowania. Istnieje również wiele wzorów przemysłowych i kalkulatorów, które pozwalają na wprowadzenie możliwości zasilania, wymagań zdalnego zasilania, grubości przewodu i temperatury w celu określenia maksymalnej długości kabla.

 

Opracowano na podstawie materiałów Fluke Networks