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Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Was ändert sich mit PoE+?
Der künftige PoE+-Standard IEEE802.3at wird grundsätzlich rückwärtskompatibel zum aktuellen Standard 802.3af sein. Dies erfordert, dass ein 802.3at-PSE erkennt, ob ein Endgerät nach 802.3at oder nach 802.3af angeschlossen ist. Umgekehrt muss auch ein Endgerät nach 802.3at in der Lage sein, zu erkennen, ob es von einem PSE nach dem neuen Standard nahezu 30 W erwarten kann oder nur knapp 13W (am Leitungsende). Dafür dient im neuen Standard ein zweiter Klassifizierungspuls: Endgeräte der zukünftigen Generation können darauf mit der bisher reservierten Klassifizierung Class-4 reagieren.
Mit dem neuen Standard einher geht eine Erhöhung der minimalen Ausgangsspannung: Für 802.3at-PSEs steigt sie auf 50 V; bisher waren 48 V typisch. Die Obergrenze liegt weiterhin bei 57 V. Der maximale Strom ist auf 600 mA festgelegt.
Da jedoch die begrenzte Stromtragfähigkeit der Ethernet-Kabel die Leistungserhöhung limitiert und auch die Erwärmung gebündelter Kabel unter Umständen kritische Werte erreichen kann, erfordert der neue Standard mindestens CAT5e-Kabel. Sie weisen einen geringeren Leitungswiderstand auf als die bisher ebenfalls zugelassenen CAT3- Kabel.
Die PoE-Integration
Auf den ersten Blick sieht die Erweiterung eines bewährten Ethernet-Switch- Designs um die PoE-Funktionalität unkompliziert aus: Diverse Hersteller bieten Controller-Bauelemente, die die Basisfunktionen bereitstellen, und auch Beispielschaltungen sind bekannt. Die Herausforderungen liegen im Detail: So verwendet ein Ethernet-Switch typischerweise Übertrager, die in geschirmte RJ45- Steckverbinder integriert sind, um sich vor Störungen aus dem äußeren Netzwerk zu schützen und um die hohen EMV-Anforderungen zu erfüllen. Die Übertrager realisieren die galvanische Entkopplung und die Hochspannungsisolierung, sie schützen vor ESD- und EFT-Ereignissen und sorgen für eine Gleichtakt-Störunterdrückung.
Power over Ethernet für Gigabit- Ethernet erfordert es aber, dass der Strom über die Mittelanzapfung der Übertrager symmetrisch in die beiden Leiter eines Datenpaares eingespeist wird. Damit ist die gesamte PoE-Steuerungsschaltung direkt mit dem äußeren Netzwerk verbunden. Die PoE-Schaltung ist folglich besonders anfällig und muss durch geeignete Maßnahmen geschützt werden. Zudem besteht das Risiko, dass so – an den Übertragern und Filtern vorbei – Störimpulse aus dem Netzwerk auf das System koppeln.
Auch an die Übertrager selbst werden durch PoE+ deutlich höhere Anforderungen gestellt. Somit ist eine sorgfältige Auswahl nötig: Unsymmetrien der Verkabelung können durch die bei PoE+ deutlich höheren Ströme auch kritisch hohe Sättigungsströme in den Übertragern verursachen. Speziell für Industrial Ethernet kommt noch der Einfluss der höheren zulässigen Umgebungstemperaturen hinzu, mit in der Folge deutlich eingeschränkter Übertragungseigenschaften.
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