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    什么樣的以太網供電(PoE)才是安全的?

    發布日期:2021年01月20日   瀏覽次數:2次   編輯:深圳連訊

    以太網供電(PoE)已經出現好幾年了。2003年首次推出的Type 1 PoE(IEEE 802.3af)可提供最高15.4 W的功率,其中13W可用于設備。然后是Type 2 PoE,有時也被稱為PoE Plus,可提供最高30 W的功率,可為設備提供25.5 W的功率。

    在上述直流功率水平下,沒有人真正對PoE的安全性產生過質疑。但是,2018年四線對Type 3和Type 4 PoE一經推出,Type3和Type4 PoE分別提供60 W和90 W功率,許多人開始懷疑PoE是否安全。我們認為有必要仔細探討一下這個問題。

    交流(AC) vs. 直流(DC)

    雖然以70分貝的音量播放AC/DC樂隊的代表作“Back in Black”(回到黑暗)對您的耳朵來說絕對是不安全的,但長期以來人們一直認為,直流電源是安全的,而交流電源則不然。他們這么認為的背后事實依據是因為交流電被認為比直流電危險大約3至5倍,因此在相同電壓下需要比交流電大得多的直流電才會對人產生致命威脅。為了更好地理解其中的原因,我們需要了解這兩者之間的區別。

     

     

    參考上圖,交流電源的電流方向周期性變化,而直流電源的電流方向始終不變。這就是為什么交流電源有頻率而直流電源沒有頻率的原因。形象化地表示這種差異的一種簡單方法是將其圖形化——交流電產生波狀(正弦)圖案,而直流電只是一條直線。

    當您不慎被達到危險電流水平的交流電電擊時,交流電的這種方向周期性變化的特性會導致心臟發生房顫。直流電源的持續流動對心臟沒有那么危險,但是會引起心臟痙攣性收縮,甚至如果電壓足夠高的話,足以致人于死地。除了電流水平以外,人體電阻也是一個重要的因素,它會受濕度、皮膚厚度、體重、年齡甚至性別的影響。干燥皮膚比潮濕皮膚的電阻更大,當電阻下降時,流經人體的電流就會上升。由于女性的整體電阻較小,因此比男性更容易受到電流的傷害。

    此外,不同的路徑也會造成不同的結果。只有當人體存在一條完整的路徑,并且具有可供電流進入和流出的兩個接觸點時,才會發生電擊,并且電流會始終采用最容易的接地路徑。電流所經過的路徑與電擊的危害程度密切相關——從一只手流向另一只手的電流會流經心臟,因此比從手指流向手肘的電流要危險得多。

     

    這對PoE來說意味著什么?

    根據IEEE標準,PoE注入線纜時的電壓為44至57V DC(典型值為48V DC)。通常情況下,任何低于35V AC或60V DC的電壓都被視為安全特低電壓(SELV),因此根據定義,支持PoE的端口為SELV。這并不是說48V DC就不會使您遭受電擊,如果您小時候用舌頭碰過9伏電池,就會知道這種感覺。并且也不會有人建議您將雙絞線的絕緣層剝掉,然后裸手去戳它,特別是當手潮濕時。

    但是使用PoE時,由于實際協議本身的原因,您仍然很少有機會遭受到斷開的電纜的電擊。這是因為供電設備(PSE)必須先與受電設備(PD)握手,才能提供功率。即沒有握手,則沒有功率。這與標準的交流電源插座完全不同,不管您是否將設備插入交流電源插座,它都將持續供電。

    簡而言之,本文開頭的問題的答案是肯定的——PoE是安全的。

     

    凡事總有例外

     

    那么,如果PoE是安全的,為什么要針對60 W以上的功率進行修訂呢?PoE在線纜束內產生的熱量仍然存在潛在危險,隨著時間的推移,可能導致插入損耗和線纜性能下降,從而阻礙正常的數據傳輸。對于從電話和安防設備,再連接到網絡并通過網絡供電的生命安全系統來說,信號丟失無疑會成為生命安全問題。所以針對60W或更高功率PoE規定了線纜束中的線纜數量(基于導體尺寸和額定溫度),或者要求使用有限功率(LP)線纜。

    圍繞PoE相關消防安全性的討論也正在進行之中。雖然從理論上講存在這種可能,但這絕對是最壞的情況——在天花板空間內的高溫(高于40°C)環境下,緊密捆扎在一起的大線纜束中的全部線纜從某點向另一點提供60W或更高功率的PoE,而不分散到較小的線纜束/單獨布線。在靠近可燃材料的地方也很有可能使用低質量的非屏蔽線纜結構,例如,銅包鋁。上述場景可以通過遵守線纜束捆扎指南和進行認證(CCA布線無法通過認證)來避免。

    重要的是,即使沒有危險,但如果線纜的平衡性不好,PoE仍然會對傳輸造成嚴重破壞。在四線對Type 3和Type 4 PoE中,通過共模電壓在所有四線對上傳輸功率,共模電壓在線對內的每根導線之間平均分配電流。要做到這一點,直流電阻必須平衡。過大的不平衡會造成變壓器飽和,從而導致以太網數據信號失真。因此,我們建議您使用DSX? CableAnalyzer系列測試儀(DSX2-8000/DSX2-5000)測試直流電阻不平衡。

     

     


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    原創標題:什么樣的以太網供電(PoE)才是安全的?
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