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Cavi in fibra alimentati: Soluzione per estendere PoE

28 gennaio 2021

PoE è una tecnologia ideale per l'uso domestico e aziendale, consentendo a un singolo cavo di fornire sia la connessione dati che l'alimentazione elettrica a dispositivi come telecamere IP, punti di accesso WIFI e terminali di rete ottica. Tuttavia, il sistema di cablaggio PoE è limitato nella sua distanza, così come altri svantaggi come la disponibilità di energia e il posizionamento dei dispositivi. Come superare la limitazione di una distanza di 100 metri? Questo post rivelerà le soluzioni.

Maggiore richiesta di estensione della portata dei dispositivi PoE

IoT, case intelligenti, sistemi di sicurezza IP e insegne digitali sono tutte applicazioni che beneficiano della tecnologia PoE. Sempre più persone o aziende in grandi campus o hotel stanno utilizzando PoE al giorno d'oggi. Tuttavia, la distanza di trasmissione è impossibile soddisfare le ulteriori esigenze dei potenziali utenti, quindi sono necessarie nuove soluzioni di cablaggio per estendere la distanza PoE.

L'applicazione PoE è spesso fatta su un sistema di cablaggio a doppino intrecciato non schermato. Da quando la tecnologia PoE è stata introdotta per passare l'energia elettrica insieme ai dati, nuovi standard PoE sono stati ratificati nel corso degli anni per soddisfare la necessità di una maggiore potenza, che permette di alimentare più dispositivi che consumano energia. Per esempio, l'ultimo standard 100W PoE IEEE 802.3bt permette quasi 100W di elettricità trasportata su un cavo a doppino intrecciato. Univocamente, PoE su cavi di rame intrecciati mostra ancora la sua limitazione su una distanza di 100 metri tra l'apparecchiatura di alimentazione (PSE) e il dispositivo alimentato (PD). Tuttavia, siate consapevoli che non è sempre la stessa lunghezza massima del cavo per le diverse applicazioni. La distanza effettiva alla quale si può alimentare un dispositivo può essere ridotta dalla tensione dell'alimentazione, dalla qualità del cavo e da altri fattori.


PoE con cablaggio in rame

In una tipica rete PoE con cablaggio in rame, uno switch PoE è collegato a una telecamera IP tramite un cavo in rame intrecciato. La telecamera IP deve essere situata entro 100 metri dallo switch PoE.

Figura 1: Lunghezza massima del cavo per PoE

Quando lo switch Ethernet non ha la funzione PoE ma ha bisogno di supportare i PD, iniettore PoE come midspan può essere aggiunto nel collegamento, convertendo AC in DC in modo da soddisfare le esigenze di alimentazione per i PD. Si noti però che l'uso dell'iniettore PoE midspan non estenderà la distanza.

Figura 2: Aggiunta di PoE tramite iniettore PoE

È evidente che se non usiamo altre tecnologie a lungo raggio, la distanza di trasmissione sarà ancora limitata dal cablaggio in rame. Per rompere la limitazione della distanza di 100 metri da parte del cablaggio in rame, vengono aggiunti al collegamento dispositivi midspan come PoE extender o media converter.

Estensori PoE: Un extender può estendere i dispositivi PoE come telecamere IP, telefono VoIP, punti di accesso wireless fino a 100 metri da uno all'altro. Più estensori possono essere aggiunti ogni 100 metri per coprire distanze maggiori. La distanza di estensione specifica e il numero di estensori PoE variano da diversi fornitori e modelli.

Figura 3: Gli estensori PoE estendono la distanza della rete PoE

Convertitore di media: Il convertitore di media è una soluzione popolare per estendere un collegamento di rame esistente con la transizione dal cavo di rame al cavo di fibra. Generalmente in una rete in rame, è usato in coppia per inserire un segmento in fibra. Come mostrato nella figura qui sotto, un media converter da rame a fibra viene aggiunto vicino allo switch Ethernet, il che può estendere il collegamento su distanze maggiori con il cavo in fibra ottica. Il convertitore di media PoE fornisce l'estensione della distanza in fibra alla telecamera IP PD. Inoltre, può essere alimentato AC/DC e alimentare i dispositivi tramite il cablaggio in rame.

Figura 4: i media converter estendono la distanza della rete PoE

Sistema alimentato di cavi in fibra

Tradizionalmente, il cavo di rame Ethernet fornisce funzioni che i cavi in fibra non possono fornire: sono in grado di trasmettere potenza e dati su un unico cavo, mentre la fibra è nota a tutti con la sua capacità di trasportare dati su una lunga distanza. Tuttavia, l'emergere del cavo in fibra con alimentazione cambia tutto questo.

Il cavo in fibra alimentato non può essere descritto esattamente come power over fiber. Può essere indicato come cavo ibrido rame-fibra, nel senso più preciso che la fibra e il rame sono combinati insieme in un unico cavo per la trasmissione di dati e potenza. Le caratteristiche principali del cavo in fibra con alimentazione sono la sua lunga distanza di trasmissione e i conduttori separati. Questi cavi ibridi in rame e fibra non sono limitati a 100 metri e la potenza viene consegnata su conduttori di rame separati e di grandi dimensioni.

Un sistema di cavi in fibra con alimentazione incorpora un cavo in fibra alimentato e un estensore PoE, oltre alla gestione dei cavi e delle fibre, alla gestione della trasmissione di potenza, alla sicurezza e alla protezione da sovraccarico, nonché a un alimentatore universale (PSU). La distanza di trasmissione di un sistema di cavi in fibra con alimentazione può arrivare ad essere fino a 30 volte più lunga di quella di un sistema di cavi CAT.

Figura 5: Sistema di cavi in fibra con alimentazione

PoE con cablaggio in rame e cablaggio in fibra con alimentazione

Quale è meglio di fronte al dilemma di scegliere i cavi in rame o il cablaggio in fibra con alimentazione? Bisogna considerare i seguenti elementi:

Flessibilità: Rispetto al PoE con cablaggio in rame, il sistema di cablaggio in fibra con alimentazione è più flessibile. Con il cavo in fibra ottica alimentato che serve come una prolunga per trasportare l'alimentazione e i dati, i dispositivi elettrici possono essere installati nelle posizioni in cui possono dare il meglio di sé piuttosto che dove la corrente sia disponibile.

Installazione e gestione: Diversamente dal sistema di cablaggio in rame che utilizza media converter o altri dispositivi per estendere le distanze PoE, la fibra e il rame sono combinati in una singola costruzione di un cavo. La costruzione ibrida riduce il numero di cavi da distribuire, rendendo l'installazione e la gestione più facile con un solo cavo, invece di due separati per alimentazione e dati.

Tempo e Costo: Il design ibrido del cavo in fibra-rame elimina il costo per l'alimentazione a bassa tensione in ogni posizione e il costo per i cavi extra separati di alimentazione e potenza nei sistemi di cavi in rame. Sono necessari meno costi di manodopera e tempo di installazione per completare una rete PoE con cavi in fibra con alimentazione.

Disponibilità: Anche se i cavi in fibra alimentati non sono una novità nel campo della comunicazione, i dispositivi hardware non si evolvono con lo stesso ritmo, il che può portare sfide al cablaggio in fibra con alimentazione. Per esempio, ci possono essere poche telecamere di sicurezza dotate di porte in fibra ottica, quindi l'implementazione di PoE in questa applicazione richiederà un convertitore di media PoE. In particolare, può essere molto scomodo in quelle applicazioni che includono più dispositivi elettrici.

Nel complesso, l'uso di cavi in fibra alimentati per estendere la distanza PoE non è facile. I produttori che forniscono tali cavi sono ancora in minoranza. Tuttavia, guardando il quadro generale, l'utilizzo di cavi in fibra alimentati insieme al sistema PoE ha più vantaggi rispetto ai tradizionali cablaggi PoE in rame, non importa il costo, la gamma di trasmissione o la tensione.

Il futuro di PoE e dei cavi in fibra con alimentazione

La vita di oggi è più sofisticata che mai, il sistema di cablaggio è destinato a svilupparsi per supportare l'alta efficienza e l'interoperabilità necessarie. Il sistema di cavi in fibra alimentati come soluzione per estendere il PoE, soddisfa la necessità di più dispositivi in un unico punto in una vasta area di copertura. Sistemi di antenne attive 5G, dispositivi IoT, città intelligenti, illuminazione a LED, sistemi di sorveglianza, ecc. saranno le applicazioni in cui la fibra alimentata e il PoE verranno ampiamente utilizzati.

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