In welchem Umfang PoE eingesetzt wird, hängt primär vom Angebot an PoE-fähigen Geräten ab: “In der Vergangenheit wurde bei Bedarf PoE mittels Midspan-Technik nachgerüstet”, berichtet Schmidt. Allerdings war das erklärungsbedürftig und somit aufwändig. “Heute greifen die Anwender am liebsten auf Plug-and-Play-Lösungen zurück. Durch die voranschreitende Standardisierung und das breite Angebot an PoE-fähigen Switches und Geräten ist das auch problemlos möglich.” Industrie-Switches werden zunehmend mit PoE-fähigen Ports ausgerüstet, und die Palette der PoE-fähigen Geräte nimmt in der Industrie ständig zu. “Bisher waren das zum Beispiel Access Points, Prozesskameras oder intelligente Netzknoten. Jetzt kommen vermehrt auch Sensoren und Aktoren dazu, die die Möglichkeit des Remote Powering nutzen”, skizziert Rainer Schmidt die aktuelle Entwicklung.

Große Chancen für die Gebäudeautomatisierung

Aber wie weit ist Power over Ethernet noch von einer standardisierten 100-W-Übertragung entfernt? Und welche Geräte bzw. Applikationen benötigen diese Leistungssteigerung überhaupt?

Power over Ethernet, Teil 2

Heute kann PoE Leistungen von 15 W, 25 W und künftig 55 W liefern, die Details dazu sind immer auch den Gerätebeschreibungen zu entnehmen.

Die Übertragung von 90 bis 100 W, bei der dann alle vier Adernpaare einer Datenleitung für die Übertragung genutzt werden, ist technisch machbar, was Untersuchungen z.B. zu den Steckverbindern und Kabeln zweifelsfrei belegen. Die Versorgung von Endgeräten mit einem so hohen Leistungsbedarf ist also möglich, steht aber nicht unbedingt im Fokus der technischen Entwicklung!

Rainer Schmidt ist Chairman ISO/IEC JTC 1/SC 25 sowie Business Development Manager für Industrial Cabling von Harting.

© Harting

“Die Diskussion ist stark von den Überlegungen zu einer erweiterten Nutzung der strukturierten Gebäudeverkabelung – nach ISO/IEC 11801 bzw. EN 50173 – geprägt”, erklärt Schmidt. Es geht also weniger um die Deckung eines erhöhten Leistungsbedarfs von Endgeräten, wie zum Beispiel eines Laptops, sondern um die Versorgung zusätzlicher Dienste mit Energie, wie etwa in der Gebäudeautomatisierung. “Ganze Branchen um die LED-Technik herum machen sich derzeit Gedanken darüber, wie man die Beleuchtung intelligenter und gleichzeitig energiesparender in Gebäuden einsetzen kann”, sagt Schmidt. “Wenn also künftig ein 60-W-Leuchtmittel durch eine 7-W-LED mit integrierter Hotspot-Funktion ersetzt wird, wozu dann noch kilometerweit schwere 230-V-Leitungen verwenden, wenn es die strukturierte Gebäudeverkabelung ebenso tut.” Power over Ethernet kann hier zu neuen Konzepten führen.

Standardisierung

Voraussetzung für die Verbreitung der nächsten Power-over-Ethernet-Generation ist eine internationale Standardisierung. Sie liegt momentan in den Händen der IEEE, die in Zusammenarbeit mit den Verkabelungsstandards der ISO/IEC die Grundlagen schaffen wird. Die IEEE bündelt die Aktivitäten für das neue 90- bzw. 100-W-Power-over-Ethernet in der Arbeitsgruppe IEEE 802.3bt. Die Verabschiedung des Standards wird bereits für 2017 erwartet. Die ISO/IEC begleitet die Einführung höherer Leistungen mittels PoE über die strukturierte Verkabelung durch die Überprüfung der Verträglichkeit von gleichzeitiger Daten- und Energieübertragung auch unter dem Aspekt der Kabelerwärmung.

Auf die höheren Anforderungen, die durch das leistungsfähigere Power over Ethernet an die Komponenten zukommen, weisen auch explizit die Kabelhersteller hin.

Power over Ethernet, Teil 3

Bei Leoni zum Beispiel setzt man sich intensiv mit den nächsten PoE-Generationen auseinander – denn auch hier sind die Erwartungen an die Technologie groß. “Vor dem Hintergrund der Megatrends Industrie 4.0 und IoT läuft gerade das Normierungsprojekt für einpaarige geschirmte Datenkabel, die 1 GBit/s über eine Länge von bis zu 40 m übertragen sollen. Diese smarte Technologie erfährt eine zusätzliche Aufwertung durch die Möglichkeit, auch Energie übertragen zu können. Ein Megamarkt kündigt sich an”, sagt Yvan Engels, zuständig für das Market Development bei Leoni. Aus seiner Sicht ist das ein weiterer Grund, warum sich der Trend hin zu PoE weiter verstärken wird.

Kritische Kabelerwärmung

Zwar ist die Datenverkabelung nicht ursprünglich für die Energieübertragung konzipiert, unter Berücksichtigung definierter Rahmenbedingungen und bei der Auswahl der richtigen Komponenten ist eine Doppelnutzung aber möglich. Im Fall der Kabel heißt dies, dass besonders auf die Kabelerwärmung zu achten ist, die die Qualität der Datenübertragung und die Lebensdauer der Kabel beeinträchtigen kann, z.B. bei Kabelbündeln, bei denen kaum Austausch mit der Umgebungsluft zustande kommt. Carsten Giesen von Leoni rät, geschirmte Kabel mit möglichst hoher Kategorie (zum Beispiel Kat.7A) einzusetzen, große Leiterquerschnitte (zum Beispiel AWG 22) zu wählen oder bei Bedarf auch Sonderkonstruktionen mit zulässigen Betriebstemperaturen von mehr als 60 °C einzusetzen.

Matthias Gerber ist Market Manager LAN Cabling von Reichle + De-Massari.

© Reichle + De-Massari

“Die Qualität der Verkabelung spielt eine große Rolle, weil es sonst zu Leistungsverlusten kommen kann”, bestätigt auch Rolf-Dieter Sommer, Produktmanager für das Hirschmann-Portfolio von Belden. Der Netzwerkspezialist R&M hat eigens für Power over Ethernet einen Online-Kalkulator entwickelt. Mit dem Tool, das auf der Webseite von R&M zur Verfügung steht, können Anwender die zu erwartenden Temperaturen im einem Kabelbündel berechnen – und so auch die maximale Länge einer Verkabelungsstrecke ermitteln.

“In Zusammenhang mit Power over Ethernet besteht derzeit ein sehr großer Informationsbedarf”, beobachtet Matthias Gerber, Market Manager LAN Cabling von Reichle + De-Massari. “Unser PoE-Erklärvideo ist eines unserer am meisten heruntergeladenen Videos auf Youtube.”

Aber auch bezüglich der zum Einsatz kommenden Steckverbinder gibt es Informationsbedarf.

Power over Ethernet, Teil 4

So können beschädigte Kontakte aussehen, bedingt durch so genannte "Abreißfunken".

© Telegärtner

Beschädigung der Kontakte

So können bei künftigen Power-over-Ethernet-Anwendungen Abreißfunken auftreten, wenn etwa eine Verbindung im laufenden Betrieb getrennt wird. “Die Energie der Funken reicht aus, um die feinen Kontakte von RJ45-Buchsen und -Steckern irreparabel zu beschädigen, sofern die Produkte nicht konstruktiv für solche Anwendungen ausgelegt sind”, gibt Dirk Traeger zu bedenken, Technical Solutions Manager DataVoice von Telegärtner. Und das ist kein kleines Problem: Viele – vor allem günstige – Produktlösungen werden zwar als PoE-tauglich angeboten, funktionieren aber nur innerhalb enger Vorgaben ihres bestimmungsmäßigen Gebrauchs. Macht der Anwender also einen “Fehler”, kann es zu Beschädigungen und Ausfällen kommen. Die Steckverbinder von Telegärtner sind etwa so ausgelegt, dass der Bereich, in dem Abreißfunken entstehen können, räumlich weit von dem Bereich getrennt ist, der zur Datenübertragung genutzt wird. So ist sichergestellt, dass der Stecker die volle Performance bietet, selbst nach einem versehentlichen Ziehen unter Last.