فشار برق برای سیم و کابل نباید از مقادیر زیر بیشتر شود.
۵۰N/mm۲ برای سیم و کابل نصب ثابت که به طور مداوم در حال عبور جریان برق است.
۱۵ N/mm۲ برای کابلهای انعطاف پذیر تحت فشار ثابت و در حالت نصب ثابت که در مدار جریان مورد استفاده قرار میگیرند.
در صورتی که فشار برق از مقادیر ذکر شده در بالا بیشتر باشد، توصیه میشود یک المان دفع فشار یا سیستم محافظتی مشابه استفاده شود. دستگاه دفع فشار از آسیب به سیم و کابل جلوگیری میکند.
حفاظت از سیم و کابل
تنش خمشی سیم وکابل
شعاع خم داخلی یک کابل باید به گونهای باشد که هنگام خم شدگی دچار آسیب دیدگی نشود. این مسئله برای تمام وسایل ثابت و متحرک انعطافپذیر صدق میکند. هنگام جداسازی روکش سیم و کابل باید دقت کرد که رسانای برق آسیب نبیند، چراکه ویژگیهای پیچشی سیم و کابل ممکن است تحت تاثیر قرار بگیرند.
شعاع خم در دماهای متفاوت متغیر است؛ بنابراین توصیه میشود که برای آگاهی بیشتر از شعاع خم سیم و کابل در دماهای مختلف با شرکت سازنده تماس بگیرید. خم کردن بیش از حد مشخص شده سیم و کابل میتواند به ان آسیب بزند. هر گونه گره خوردگی میتواند رسانایی سیم و کابل را تحت تاثیر قرار دهد.
بعضی از سیم و کابل انعطافپذیر مانند سیم و کابل شیلد دار به رطوبت بسیار حساس هستند.
فشردگی سیم و کابل
سیم و کابل نباید آنقدر تحت فشار قرار گیرد که باعث صدمه زدن به آن شود.
تنش پیچشی
به طور کلی سیم و کابل انعطافپذیر برای تحمل تنش پیچشی طراحی نشدهاند. در مواقعی که تنش پیچشی اجتناب ناپذیر است، باید اقدامات محافظتی با مشورت شرکت سازندهی سیم و کابل صورت گیرد.
سازگاری
نکات زیر را هنگام انتخاب و نصب سیم و کابل به خاطر داشته باشید.
از اتصالی و تداخل مدارهای مجاور جلوگیری کنید.
سیم و کابل از خود حرارت ساطع میکنند. همچنین این حرارت باعث میشود خواص شیمیایی و فیزیکی که در ساخت سیم و کابل به کار رفته است بر روی وسایل مجاور تاثیر بگذارد.
وسایل نزدیک کابل میتوانند بر روی عملکرد سیم و کابل تاثیر بگذارند.
اضافه باردر سیم و کابل
اضافه بار به خصوص در زمان اتصالی کردن میتواند به سیم و کابل به شدت صدمه بزند.
نگهداری و حمل سیم و کابل
سیم و کابلی که برای استفاده در فضای آزاد طراحی نشدهاند باید حتما در فضای بسته و خشک استفاده شوند.
بعضی از سیم و کابل انعطافپذیر مانند سیم و کابل شیلد دار به رطوبت بسیار حساس هستند. به منظور جلوگیری از نفوذ رطوبت به داخل سیم و کابل باید دو سر آن را با چسب برق کاملا پوشاند.
شاید برای خیلی از کاربران حتی ۱ بار هم این اتفاق نیفتاده باشه، برق گرفتن توسط بدنه کیس کامپیوتر یا لپ تاپ رو میگم. اما خب بعضی از دوستان شکایت داشتن که چرا وقتی دست به لپ تاپ میزنیم یه برق کوچولو ما رو میگیره و شوک الکتریکی میده. این مسئله برای انسان نمیتونه مشکل ساز بشه، چون جریان و ولتاژی که این شوک الکتریکی داره کمه. اما خب بالاخره همش استرس برق گرفتگی همراه آدم هست.
علت برق گرفتگی توسط بدنه کامپیوتر
ببینید ما یه شبکه سراسری برق داریم که سهم خونههای ما از این شبکه یه سیم فاز و یه سیم نول هست. همیشه یادتون باشه که برای ایجاد برق یا همون جریان الکتریکی، الکترون باید از یه جا (فاز) شروع به حرکت کنه و از یه جای دیگه (نول) برگرده به شبکه مرکزی، پس وجود دو تا سیم واجبه.
به زبون ساده برق از فاز میره تو دستگاه برقی مثل کامپیوتر و لپ تاپ و از سیم نول دوباره به شبکه بر میگرده. اگر بنا به هر دلیلی بخشی از این برق به شبکه بر نگرده به صورت معلق روی بدنه فلزی دستگاه میچرخه و از هر طریقی میخواد به زمین (شبکه) برگرده. اینجاست که مبحثی به نام ارثینگ یا ارتینگ Earthing یا زمین کردن مدار الکتریکی پیش میاد تا جلوی این اتفاقات رو بگیره.
در واقع سیستم ارتینگ بیشتر برای حفاظت جان انسانها و همچنین جلوگیری از صدمه دیدن وسائل الکتریکی طراحی شده. از سیستم ارتینگ تو خونهها استفاده میشه و احتمالا میلههای بلندی رو روی پشت بومها دیدید که بی خود و بی جهت (از نظر شما) رفتن بالا، اما این میله برای خنثی کردن صاعقه استفاده میشه و باعث تخلیه بار الکتریکی صاعقه به سمت زمین میشه. اگه اون میله یا کلا سیستم ارتینگ نباشه، احتمال داره موقع رعد و برق تلویزیون خونه شما بسوزه، به همین راحتی.
موقعی که کامپیوتر روشنه، اگه سیستم ارتینگ نباشه یا خوب کار نکنه روی بدنه برق میفته، در مورد لپ تاپ بیشتر در مورد لپ تاپ با بدنه آلومینیومی یا کلا فلزی این مسئله صدق میکنه. ضمنا موقعی که لپ تاپ به شارژر وصله این اتفاق میفته، چون شارژر مستقیم به برق مرکزی وصله وگرنه تو حالتی که از باتری استفاده میشه اینجوری نمیشه. اگه بشه باید عمیقا بررسی بشه، چون واقعا دیگه مشکل داره.
بدن انسان مقاومت الکتریکی داره، اما نه به اندازهای که مارو مصون نگه داره، وقتی شما دست به بدنه فلزی لپ تاپ میزنید، مسیری برای تشکیل مدار الکترونیکی بسته میشه یعنی شما جزئی از مدار میشید و بار الکتریکی در بدن شما و زمین تخلیه میشه.
در کشور ما فعلا از سیستم ۳ شاخه استفاده نمیشه و ۲ شاخه داریم، در بعضی کشورا سیم ارت رو هم اضافه کردن و شده ۳ شاخه، یعنی هم سیم برق سه تا پایه داره و هم پریزهاشون ۳ تا سوراخ دارن. این مشکل یعنی برق داشتن بدنه لپ تاپ و کیس کامپیوتر به خاطر اینه که بنا به دلایل مختلف بخشی از جریان الکتریکی داخل دستگاه به صورت سرگردان میچرخه و زمین هم نمیشه.
راه حل مشکل برق دار بودن کیس کامپیوتر و لپ تاپ
اگه لپ تاپ یا تبلت جدید گرفته باشید حتما دیدید که دوشاخه دارن، ۳ شاخه هم دارن مخصوصا لپ تاپها. به خاطر همین مسئله است.
راه حلش اینه که ایران هم از سیستم ارتینگ سراسری استفاده کنه یعنی به جای اینکه تو خونهها دوشاخه داشته باشیم ۳ شاخه باشه که یکی از اونا سیم ارت هست.
یه راه حل موقتیش هم اینه که خودتون یه زمین مجازی درست کنید به این شکل که بدنه لپ تاپ یا کیس کامپیوتر رو از طریق یه سیم به یه شی فلزی که داخل ساختمون یا زمین فرو رفته وصل کنید، امتحان کنید احتمالا مشکل تون رفع میشه. این روش استاندارد نیست و از طرفی توصیه قطعی نمیشه یعنی مسئولیت عواقبش پای خودتون، اما اگه به مسائل اینجوری آشنایی دارید امتحانش کنید.
تکنولوژی PoE به ایده انتقال جریان الکتریکی موردنیاز دستگاهها توسط کابلهای دیتا بهجای کابلهای برقاطلاق میشود. این تکنولوژی برای استفاده در اترنت سیمی مطرح شده است. بهاینترتیب میزان سیمکشی لازم برای نصب تجهیزات شبکه کاهش مییابد. ضمنا بهکارگیری PoE نصب دستگاهها را، بخصوص در محلهای دور از دسترس، سادهتر و سریعتر میکند.
امروزه تکنولوژی Power over Ethernet به یکی از بخشهای کلیدی در معماری LAN بیسیم، ساختمانهای هوشمند و شبکههای سازمانی مبدل شده است.
Power over Ethernet به یکی از گزینههایی تبدیل شده است که بسیاری از سازمانها از آن برای انتقال الکتریسیته روی کابلهای دیتای موجود به اکسس پوینتهای بیسیم، فایروالها، تلفنهای IP و سایر تجهیزات زیرساخت شبکه استفاده میکنند.
تکنولوژی POE در صنعت سیم وکابل
بهرهگیری از PoE پسازآن که در سال ۲۰۰۳ توسط IEEE استاندارد شد، رشد زیادی داشته است و استفاده از آن در سالهای آینده با به وجود آمدن کاربردهای جدید این تکنولوژی، افزایش خواهد یافت. گروه دلورو (Dell’Oro) ادعا میکند که تعداد محمولههای حاوی پورتهای PoE طی ۵ سال آینده بیش از ۶۲۴ میلیون خواهد بود.
بنا به گفته سمه بوژلبن (Sameh Boujelbene) مدیر ارشد تحقیقات در بخش تحقیقات بازار سوئیچ اترنت گروه دلورو محرکهای زیادی برای رشد و توسعه تکنولوژی مرسوم PoE وجود دارد. بهعنوانمثال، اگر به اکسس پوینتهای WLAN (wireless LAN) نگاهی بیندازیم، متوجه میشویم که تعداد باندها (طیفهای فرکانسی بیسیم) افزایش یافته و سرعت نیز بالاتر رفته است و این خود باعث میشود نیاز به توان الکتریکی بیشتری به وجود بیاید. قابلیتهای تلهپرزنس (نسل جدید سیستمهای ویدئوکنفرانس) هم به نسل جدید تلفنهای IP افزوده شده است. در دوربینهای مداربسته نیز قابلیت زوم کردن و تجزیهوتحلیل بیشتر، دیده میشود که همه این قابلیتها نیاز به توان الکتریکی بالاتر خواهد داشت.
Power over Ethernet چیست؟
PoE انتقال انرژی الکتریکی به دستگاههای شبکه از طریق همان کابل دیتا است که آنها را به LAN متصل میکند. بهاینترتیب با رفع نیاز به دوشاخه و مبدل برق، دستگاهها سادهتر میشوند و دیگر لازم نیست سیمکشی جداگانه برق AC و نصب پریز برق نزدیک هر دستگاه انجام گیرد.
در مورد جایگزینی سیستمهای تلفن قدیمی با تلفنهای IP هم نیاز به کابل برق DC جداگانه و مخصوص این تلفنها، از بین میرود. وقتی شبکهها توسعه پیدا میکنند یا پیکربندی مجدد میشوند، بهمحض اینکه کابل دیتا برای دستگاه کشیده شود، توان الکتریکی لازم هم به آن دستگاه میرسد.
استاندارد اولیه IEEE برای PoE (۸۰۲.۳af-۲۰۰۳) نحوه توزیع ۱۵.۴W توان DC را بهوسیله هر پورت سوئیچ به هر دستگاه و تا حداکثر فاصله ۱۰ متر روی کابل اترنت Category ۳, ۵, ۵e, ۶ مشخص مینمود. استاندارد، توان الکتریکی ۱۵.۴W را بهعنوان حداکثر تعیین میکند، اما این توان به هنگام رسیدن به دستگاهها فقط ۱۲.۹۵W خواهد بود، زیرا توان الکتریکی در طول کابل تضعیف میشود. این تضعیف بر کیفیت شبکه در لینکهای اترنت ۱۰/۱۰۰/۱۰۰۰Mbps دستگاهها تأثیر نمیگذارد.
در طول زمان دستگاههای جدیدتر به توان الکتریکی بالاتری احتیاج داشتند، به همین دلیل در سال ۲۰۰۹، یک استاندارد جدید به نام PoE+ (IEEE ۸۰۲.۳at) ایجاد شد که توان حداکثر را به ۳۰W رساند و از این مقدار ۲۵.۵W به دستگاهها میرسید.
آخرین استاندارد، ۸۰۲.۳bt، توان حداکثر را در سوئیچ مبدا به ۹۰W میرساند که ۷۱.۳W آن به دستگاه میرسد. به گفته دیوید ترمبلی (David Tremblay)، رئیس کمیته فرعی Ethernet Alliance PoE و معمار سیستم در Aruba Networks از شرکت HPE، انتظار میرود ۸۰۲.۳bt آخرین استاندارد PoE باشد.
مزایای PoE
ایده اصلی PoE این بود که نیاز به نصب پریز برق بهویژه درجاهای دور یا غیرقابلدسترس را از بین ببرد. PoE متعهد به انجام موارد زیر هم هست:
در آخرین ورژن استاندارد یک Maintain Power Signature (MPS) وجود دارد تا PoE بتواند روشنایی یا اپلیکیشن IoT را روشن نگه دارد و در صورت لزوم در حالت آمادهبهکار، کارایی قابل قبولی داشته باشد.
هزینه نصب و راهاندازی را تا ۱۰۰۰ دلار برای هر دستگاه کاهش میدهد.
نیاز به آداپتورهای برق AC را کاهش میدهد.
نصب را ساده میکند، چون به مشتریان اجازه میدهد از یک کابل Cat۵ / ۵e / ۶ هم برای انتقال دیتا و هم توان الکتریکی استفاده کنند.
امکان پشتیبان گیری و مدیریت متمرکز توان الکتریکی را به مشتریان میدهد.
امکان استفاده مجدد از سیمهای مسی در شبکههای تلفنی قدیمی را به وجود میآورد.
میتوان دستگاههای PoE را جابجا نمود بدون اینکه در شبکه قطعی ایجاد شود.
به گفته ترمبلی، صرفهجویی در انرژی، بهطور خاص، بخش عمدهای از PoE است، اما استاندارد روی راندمان انرژی متمرکز شده است بهطوریکه از همه ۴ زوج سیم در کابل اترنت Cat ۵ استفاده میکند، درحالیکه در ورژنهای قبلی استاندارد، از دو زوج سیم استفاده شده بود.
یک مزیت دیگر بنا به اظهار ترمبلی این است که PoE در ترکیب با نرمافزارهای تجزیهوتحلیل به تیم مدیریت ساختمان اجازه میدهد تعیین کند که کدام نواحی ساختمان خالی است و با خاموش کردن روشنایی و دستگاههای خنککننده، از راه دور، در مصرف توان الکتریکی صرفهجویی کنند.
بوژلبن میگوید که یک مزیت مهم و روبه رشد PoE، در پیادهسازی اکسس پوینتهای Wi-Fi است. این دستگاهها غالبا در محلهایی قرار میگیرند که کشیدن خط الکتریسیته سنتی به آنجا مشکل است. (مثلا پشت پنلهای سقفی)
ترمبلی میگوید که رشد شبکههای بیسیم در ساختمانها، دفاتر کار و محلهایی مثل اماکن ورزشی نیاز به PoE را تقویت میکند. PoE گسترش شبکه بیسیم را بسیار واقعیتر میکند.
PoE و IoT
استفاده از PoE برای گسترش شبکه بیسیم، ممکن است استفاده اصلی این تکنولوژی باشد، اما خیلیها فکر میکنند که PoE در اینترنت اشیا (IoT) جایی برای خود باز خواهد کرد و دستگاههای IoT سیمی میتوانند توان الکتریکی را از ارتباط شبکه خود بگیرند.
ورسا تکنولوژی (Versa technology) درباره استفاده از PoE و IoT در شهر سندیهگو کالیفرنیا، در وبسایت خود مقالهای منتشر کرده است. این شهر از کابل اترنت برای توزیع توان الکتریکی به هزاران لامپ LED روشنایی شهری بههمپیوسته، استفاده میکند. این کابلهای اترنت با شبکه IoT شهر ادغام شده است. توان الکتریکی لامپهای هوشمند میتواند بهمنظور بهینهسازی روشنایی هر محل، خاموش و روشن شود.
این سیستمهای روشنایی نیاز به توان الکتریکی پایینی دارند و این مسئله استفاده از آنها را ارزانتر مینماید. روشنایی شهری PoE با شبکه IoT شهر مجتمع میشود و کنترل و مانیتور آنها را از راه دور ممکن میسازد. لامپهای هوشمند مجهز به حسگرهای حرکتی هستند تا با بهینهسازی روشنایی بر اساس نیازهای هر محل، در مصرف انرژی صرفهجویی کنند. ورسا اظهار میکند که این سیستم سالانه ۲۵۰، ۰۰۰ دلار یا بیشتر برای شهر پسانداز میکند.
دوربینهای امنیتی IP که غالباً در مکانهایی دور از دسترس قرار میگیرند، یکی دیگر از اهداف اصلی کاربرد PoE هستند.
تکنولوژی PoE به ایده انتقال جریان الکتریکی موردنیاز دستگاهها توسط کابلهای دیتا بهجای کابلهای برق اطلاق میشود. این تکنولوژی برای استفاده در اترنت سیمی مطرح شده است. بهاینترتیب میزان سیمکشی لازم برای نصب تجهیزات شبکه کاهش مییابد. ضمنا بهکارگیری PoE نصب دستگاهها را، بخصوص در محلهای دور از دسترس، سادهتر و سریعتر میکند.
امروزه تکنولوژی Power over Ethernet به یکی از بخشهای کلیدی در معماری LAN بیسیم، ساختمانهای هوشمند و شبکههای سازمانی مبدل شده است.
Power over Ethernet به یکی از گزینههایی تبدیل شده است که بسیاری از سازمانها از آن برای انتقال الکتریسیته روی کابلهای دیتای موجود به اکسس پوینتهای بیسیم، فایروالها، تلفنهای IP و سایر تجهیزات زیرساخت شبکه استفاده میکنند.
تکنولوژی POE در صنعت سیم وکابل
بهرهگیری از PoE پسازآن که در سال ۲۰۰۳ توسط IEEE استاندارد شد، رشد زیادی داشته است و استفاده از آن در سالهای آینده با به وجود آمدن کاربردهای جدید این تکنولوژی، افزایش خواهد یافت. گروه دلورو (Dell’Oro) ادعا میکند که تعداد محمولههای حاوی پورتهای PoE طی ۵ سال آینده بیش از ۶۲۴ میلیون خواهد بود.
بنا به گفته سمه بوژلبن (Sameh Boujelbene) مدیر ارشد تحقیقات در بخش تحقیقات بازار سوئیچ اترنت گروه دلورو محرکهای زیادی برای رشد و توسعه تکنولوژی مرسوم PoE وجود دارد. بهعنوانمثال، اگر به اکسس پوینتهای WLAN (wireless LAN) نگاهی بیندازیم، متوجه میشویم که تعداد باندها (طیفهای فرکانسی بیسیم) افزایش یافته و سرعت نیز بالاتر رفته است و این خود باعث میشود نیاز به توان الکتریکی بیشتری به وجود بیاید. قابلیتهای تلهپرزنس (نسل جدید سیستمهای ویدئوکنفرانس) هم به نسل جدید تلفنهای IP افزوده شده است. در دوربینهای مداربسته نیز قابلیت زوم کردن و تجزیهوتحلیل بیشتر، دیده میشود که همه این قابلیتها نیاز به توان الکتریکی بالاتر خواهد داشت.
Power over Ethernet چیست؟
PoE انتقال انرژی الکتریکی به دستگاههای شبکه از طریق همان کابل دیتا است که آنها را به LAN متصل میکند. بهاینترتیب با رفع نیاز به دوشاخه و مبدل برق، دستگاهها سادهتر میشوند و دیگر لازم نیست سیمکشی جداگانه برق AC و نصب پریز برق نزدیک هر دستگاه انجام گیرد.
در مورد جایگزینی سیستمهای تلفن قدیمی با تلفنهای IP هم نیاز به کابل برق DC جداگانه و مخصوص این تلفنها، از بین میرود. وقتی شبکهها توسعه پیدا میکنند یا پیکربندی مجدد میشوند، بهمحض اینکه کابل دیتا برای دستگاه کشیده شود، توان الکتریکی لازم هم به آن دستگاه میرسد.
استاندارد اولیه IEEE برای PoE (۸۰۲.۳af-۲۰۰۳) نحوه توزیع ۱۵.۴W توان DC را بهوسیله هر پورت سوئیچ به هر دستگاه و تا حداکثر فاصله ۱۰ متر روی کابل اترنت Category ۳, ۵, ۵e, ۶ مشخص مینمود. استاندارد، توان الکتریکی ۱۵.۴W را بهعنوان حداکثر تعیین میکند، اما این توان به هنگام رسیدن به دستگاهها فقط ۱۲.۹۵W خواهد بود، زیرا توان الکتریکی در طول کابل تضعیف میشود. این تضعیف بر کیفیت شبکه در لینکهای اترنت ۱۰/۱۰۰/۱۰۰۰Mbps دستگاهها تأثیر نمیگذارد.
در طول زمان دستگاههای جدیدتر به توان الکتریکی بالاتری احتیاج داشتند، به همین دلیل در سال ۲۰۰۹، یک استاندارد جدید به نام PoE+ (IEEE ۸۰۲.۳at) ایجاد شد که توان حداکثر را به ۳۰W رساند و از این مقدار ۲۵.۵W به دستگاهها میرسید.
آخرین استاندارد، ۸۰۲.۳bt، توان حداکثر را در سوئیچ مبدا به ۹۰W میرساند که ۷۱.۳W آن به دستگاه میرسد. به گفته دیوید ترمبلی (David Tremblay)، رئیس کمیته فرعی Ethernet Alliance PoE و معمار سیستم در Aruba Networks از شرکت HPE، انتظار میرود ۸۰۲.۳bt آخرین استاندارد PoE باشد.
مزایای PoE
ایده اصلی PoE این بود که نیاز به نصب پریز برق بهویژه درجاهای دور یا غیرقابلدسترس را از بین ببرد. PoE متعهد به انجام موارد زیر هم هست:
هزینه نصب و راهاندازی را تا ۱۰۰۰ دلار برای هر دستگاه کاهش میدهد.
نیاز به آداپتورهای برق AC را کاهش میدهد.
نصب را ساده میکند، چون به مشتریان اجازه میدهد از یک کابل Cat۵ / ۵e / ۶ هم برای انتقال دیتا و هم توان الکتریکی استفاده کنند.
امکان پشتیبان گیری و مدیریت متمرکز توان الکتریکی را به مشتریان میدهد.
امکان استفاده مجدد از سیمهای مسی در شبکههای تلفنی قدیمی را به وجود میآورد.
میتوان دستگاههای PoE را جابجا نمود بدون اینکه در شبکه قطعی ایجاد شود.
به گفته ترمبلی، صرفهجویی در انرژی، بهطور خاص، بخش عمدهای از PoE است، اما استاندارد روی راندمان انرژی متمرکز شده است بهطوریکه از همه ۴ زوج سیم در کابل اترنت Cat ۵ استفاده میکند، درحالیکه در ورژنهای قبلی استاندارد، از دو زوج سیم استفاده شده بود.
در آخرین ورژن استاندارد یک Maintain Power Signature (MPS) وجود دارد تا PoE بتواند روشنایی یا اپلیکیشن IoT را روشن نگه دارد و در صورت لزوم در حالت آمادهبهکار، کارایی قابل قبولی داشته باشد.
یک مزیت دیگر بنا به اظهار ترمبلی این است که PoE در ترکیب با نرمافزارهای تجزیهوتحلیل به تیم مدیریت ساختمان اجازه میدهد تعیین کند که کدام نواحی ساختمان خالی است و با خاموش کردن روشنایی و دستگاههای خنککننده، از راه دور، در مصرف توان الکتریکی صرفهجویی کنند.
بوژلبن میگوید که یک مزیت مهم و روبه رشد PoE، در پیادهسازی اکسس پوینتهای Wi-Fi است. این دستگاهها غالبا در محلهایی قرار میگیرند که کشیدن خط الکتریسیته سنتی به آنجا مشکل است. (مثلا پشت پنلهای سقفی)
ترمبلی میگوید که رشد شبکههای بیسیم در ساختمانها، دفاتر کار و محلهایی مثل اماکن ورزشی نیاز به PoE را تقویت میکند. PoE گسترش شبکه بیسیم را بسیار واقعیتر میکند.
PoE و IoT
استفاده از PoE برای گسترش شبکه بیسیم، ممکن است استفاده اصلی این تکنولوژی باشد، اما خیلیها فکر میکنند که PoE در اینترنت اشیا (IoT) جایی برای خود باز خواهد کرد و دستگاههای IoT سیمی میتوانند توان الکتریکی را از ارتباط شبکه خود بگیرند.
ورسا تکنولوژی (Versa technology) درباره استفاده از PoE و IoT در شهر سندیهگو کالیفرنیا، در وبسایت خود مقالهای منتشر کرده است. این شهر از کابل اترنت برای توزیع توان الکتریکی به هزاران لامپ LED روشنایی شهری بههمپیوسته، استفاده میکند. این کابلهای اترنت با شبکه IoT شهر ادغام شده است. توان الکتریکی لامپهای هوشمند میتواند بهمنظور بهینهسازی روشنایی هر محل، خاموش و روشن شود.
این سیستمهای روشنایی نیاز به توان الکتریکی پایینی دارند و این مسئله استفاده از آنها را ارزانتر مینماید. روشنایی شهری PoE با شبکه IoT شهر مجتمع میشود و کنترل و مانیتور آنها را از راه دور ممکن میسازد. لامپهای هوشمند مجهز به حسگرهای حرکتی هستند تا با بهینهسازی روشنایی بر اساس نیازهای هر محل، در مصرف انرژی صرفهجویی کنند. ورسا اظهار میکند که این سیستم سالانه ۲۵۰، ۰۰۰ دلار یا بیشتر برای شهر پسانداز میکند.
دوربینهای امنیتی IP که غالباً در مکانهایی دور از دسترس قرار میگیرند، یکی دیگر از اهداف اصلی کاربرد PoE هستند.
در شبکههای کابل مسی زوجی، تأییدیة کابل مسی در حالی احراز میشود که مجموعهای از آزمونها در انطباق با استانداردهای TIA یا ISO بر روی کابل انجام شود. این آزمونها با به کارگیری یک وسیلة تأییدیه – آزمون صورت میگیرد و اطلاعات حاصله به صورت ” قبول ” (Pass) یا ” مردود ” (Fail) میباشد. در حالیکه تأییدیة کابل میتواند به وسیله مالک شبکه به دست آید، ولی اساساً این کار باید با پیمانکاران شبکه، مانند data com حاصل شود. تأییدیهای نظیر این مستندی است که باعث تضمین کار پیمانکاران نصب شبکه میشود.
لزوم اخذ تأییدیه
پیمانکاران نصب شبکه که به ضرورت نیاز دارند به مالکین شبکه اثبات کنند که نصب شبکه به درستی انجام شده و با استانداردهای TIA یا ISO انطباق دارد، لازم است برای کار خود تأییدیه دریافت کنند. مالکین شبکه که مایلند قابلیت ساختار شبکه را برای کاربردی خاص (مثلاً انتقال صوت از طریق اینترنت) تضمین کنند، از وسیلة آزمون خود برای تأییدیة ساختار شبکه استفاده میکنند. در برخی مواقع این وسایل آزمون را برای تعیین مشکلات خاص به کار میبرند. آزمونهای مربوط به تأییدیه در صورتی که پس از انجام نصب اختلافی بین پیمانکار نصب و مالک شبکه بروز کند، اقدامی اساسی است.
استانداردها
آزمونهای عملکردی و رویههای انجام آزمون در استاندارد ANSI/ TIA/ EIA – ۵۶۸ –B.L و استاندارد ISO/ IEC ۱۱۸۰۱ تعیین شده است. استاندارد TIA شرایط انجام آزمون را در ردههای (Cat 6, Cat 5 e , Cat ۳ و Cat 6A) و استاندارد ISO این آزمونها را در گروههای (F , EA , E , D , class C. FA) مشخص میکنند.
این استانداردها رویهای را مشخص میکنند که مؤید انطباق شرایط نصب با شرایط عملکردی ارائه شده در رده یا گروه تعیین شده است.
ماهیت هر رده یا گروه مقادیر حدّی است که در نتایج اندازهگیری Pass/ Fail و محدودههای فرکانسی به دست آمده است: برای کابلهای cat ۳ و C class (که دیگر کاربرد ندارند) شرایط انتقال اطلاعات و آزمون در پهنای باند ۱۶ MHz تعریف میشود. کابلهای cat ۵e و class D نیز با پهنای باند ۱۰۰ MHz، cat ۶ و class E تا فرکانس، ۲۵۰ MHz Cat 6A و classE تا ۵۰۰ MHz، cat 7 و class F تا ۶۰۰ MHz، cat ۷A و class EA برای محدودة فرکانسی ۱۰۰۰ MHz تعریف میشوند. این استانداردها همچنین عنوان میکنند که دادههای حاصل از هر نتایج آزمون باید جمعآوری و به صورت چاپی یا ذخیرة الکترونیکی برای بازرسیهای آتی ثبت گردد.
آزمونها
طرح کابلکشی (Wire map)
آزمون طرح کابلکشی برای تشخیص خطاهای فیزیکی نصب، ترمینالبندی مناسب رشتههای سر کابل، اتصال کوتاه بین سیمها، برقراری اتصال ابتدا به انتهای کابل، سیمکشی جابهجا در زوجها، زوجهای متقاطع، سیمکشی معکوس زوجها و هرگونه خطای دیگر در کابلکشی انجام میگیرد.
تأخیر در انتقال (Propagation Delay)
آزمون تأخیر در انتقال مربوط به اندازهگیری زمان دریافت سیگنال انتقالی از یک سر کابل به انتهای آن میباشد.
چولگی تأخیر (Delay skew)
آزمون چولگی تأخیر برای پیدا کردن اختلاف در تأخیر انتقال بین سریعترین و کندترین مجموعة زوجهای کابل است. چولگی مطلوب بین ۲۵ تا ۵۰ نانو ثانیه در طول کابل ۱۰۰ متری است. هرچه این چولگی کمتر باشد، بهتر است. چولگی کمتر از ۲۵نانو ثانیه عالی است، ولی بین ۴۵ تا ۵۰ نانو ثانیه جزء شرایط حدّی محسوب میشود.
(در صورت انتقال در سرعت نور، هر موج الکترونیکی در کابل ۱۰۰ متری در ۱۰۰، ۲۹۹، ۷۹۲، ۴۵۸ یا حدود ۳۳۴ نانو ثانیه معکوس میشود)
طول کابل (Cable Length)
آزمون طول کابل مشخص میسازد که طول کابل مسی از منبع سیگنال (transmitter) به دریافتکننده (receiver) از حداکثر فاصلة ۱۰۰ متری توصیه شده در شبکة ۱۰ BASE-T/۱۰۰BASE-TX/۱۰۰۰BASE-T تجاوز نمیکند.
افت الحاقی (Insertion Loss)
افت الحاقی که به آن تضعیف (attenuation) نیز گفته میشود، به نسبت تلفات شدت سیگنال در انتهای کابل یک مسیر به سیگنالی که وارد آن شده است، برمیگردد. این افت به خاطر مقاومت الکتریکی کابل مسی، تلفات انرژی از طریق عایق کابل، جفت و جور نبودن امپدانس حاصله در اتصالات ایجاد میشود. افت الحاقی غالباً بر حسب دسیبل (dB) بیان میشود. افت الحاقی با افزایش فاصله و فرکانس افزایش مییابد.
به ازاء هر ۳ dB از تلفات، توان سیگنال با ضریب ۲ کاهش مییابد و دامنة سیگنال نیز با ضریب کم میشود.
تلفات برگشتی (Return Loss)
تلفات برگشتی، اندازهگیری (برحسب dB) مقدار سیگنالی است که به سمت منبع سیگنال (transmitter) برمیگردد. این بازتاب سیگنال در اثر اختلاف امپدانس در اتصالات و کابل ایجاد میشود و غالباً حاکی از سربندی ضعیف سیمهای کابل است. هرچه میزان اختلاف امپدانس بیشتر باشد، میزان تلفات برگشتی اندازهگیری شده زیادتر خواهد بود. اگر سه زوج سیم در این آزمون با مقادیر فوقالعاده پذیرفته شوند، ولی زوج چهارم به سختی در آن مورد قبول قرار گیرد، این موضوع نشان از چین و چروک و پیچش نامناسب کابل، یا اتصالات بد در توپی اتصالات RJ۴۵ دارد. تلفات برگشتی اغلب در تلفات سیگنال اهمیتی ندارد، ولی در عوض باعث نوسان آن میشود.
همشنوایی نزدیک ((Near End Crosstalk (NEXT)
در سیستم کابلی زوجی، همشنوایی نزدیک (NEXT) مقداری است که اثر ناشی از القاء سیگنال عبوری از یک زوج سیم بر زوج دیگر و ایجاد اختلال در سیگنال درون زوج اخیر را نشان میدهد. این عامل میزان اختلاف بین دامنة سیگنال انتقال یافته و دامنة سیگنال القاء شده در زوج دیگر کابل برحسب dB در سر ابتدایی کابل (سر واقع در منبع سیگنال) کابل را بیان میکند. هرچه این مقدار بزرگتر باشد، مطلوبتر است. زیرا نشاندهندة آن است که مقدار کمتری از سیگنال انتقالیافته در زوج هدف القاء شده است. NEXT در فاصلة ۳۰ متری (حدود ۹۸ فوت) از منبع تزریق یا ایجاد سیگنال اندازهگیری میشود. مقادیر بیشتر برای همشنوایی نزدیک حاکی از عملکرد بهتر کل مدار است. مقادیر کم NEXT در یک شبکة UTP مورد استفاده با استانداردهای سیگنالی قدیمیتر (IEEE ۸۰۲.۳ و پیشتر از آن) عملاً زیانبارند. میزان بیش از حد همشنوایی نزدیک میتواند مبیّن سربندی نامناسب در کابلکشی باشد.
همشنوایی نزدیک تجمیعی ((Power Sum NEXT (PS NEXT)
همشنوایی نزدیک تجمیعی (PS NEXT) عبارت است از حاصل جمع مقادیر NEXT حاصل از ۳ زوجی که بر زوج مورد نظر دیگر اثر گذاشتهاند. این اثر ترکیبی از NEXT میتواند برای سیگنال اثری حیاتی باشد.
همشنوایی دور همسطح ((The Equal-Level For End crosstalk (ELFEXT)
آزمون همشنوایی دور همسطح (ELFEXT) همشنوایی دور (FEXT) را اندازهگیری میکند. FEXT بسیار شبیه به NEXT است، ولی این همشنوایی در بخش دریافتکنندة سیگنال رخ میدهد. به خاطر تضعیف در مسیر، سیگنالی که باعث ایجاد همشنوایی میشود با دور شدن از منبع سیگنال نقصان مییابد. به همین دلیل FEXT در مقایسه با NEXT اثر زیانبار کمتری بر روی سیگنال دارد، اما با این حال هنوز عاملی مهم به شمار میرود. اخیراً این عامل از ELFEXT به ACR ACR-F دور تغییر نام یافته است.
همشنوایی دور همسطح تجمیعی ((Power Sum EL FEXT (PSELFEXT)
همشنوایی دور همسطح تجمیعی (PSELFEXT) عبارت است از مجموع مقادیر FEXT حاصل از ۳ زوجی که بر زوج مورد نظر دیگر اثر گذاشتهاند منهای تلفات الحاقی کانال انتقال. اخیراً این عامل از PSELFEXT به ACR PSACR-f دور تجمیعی تغییر نام یافته است.
نسبت تضعیف به همشنوایی ((Attenuation to Crosstalk Ratio (ACR)
نسبت تضعیف به همشنوایی (ACR) اختلاف بین تضعیف سیگنال ایجادکنندة NEXT است که برحسب واحد dB اندازهگیری میشود. مقدار ACR نشان میدهد که سیگنال تضعیفشده نسبت به همشنوایی در مقصد (دریافتکننده) یک مدار مخابراتی چقدر قویتر است. به منظور عملکرد مناسب، عدد ACR باید دستکم چندین دسیبل باشد. در صورتیکه ACR به حد کافی بزرگ نباشد، خطاهای مکرّر رخ میدهد. در بسیاری از حالات حتی بهبود مختصر در ACR میتواند کاهش بسیار زیادی را در نرخ خطای بیتیایجاد کند. گاهی ممکن است به منظور افزایش در میزان ACR، کابل زوجی شیلددار (STP) را جایگزین کابل زوجی بدون شیلد (UTP) کنیم.
نسبت تضعیف به همشنوایی تجمیعی ((Power Sum ACR (PSACR)
نسبت همشنوایی تجمیعی (PS ACR) به روش مشابه ACR محاسبه میشود. با این تفاوت که در محاسبات به جای NEXT از مقدار PSNEXT استفاده میشود.
مقاومت DC حلقه زوج (DC Loop Resistance)
مقاومت DC حلقه زوج، مقدار اندازهگیری کل مقاومت یک زوج را نشان میدهد که دو رشتة آن زوج از یک سر کابل به هم متصل شده باشند. این مقاومت با افزایش طول کابل افزایش مییابد. مقاومت DC حلقة زوج، اثر کمتری در مقایسه با تلفات الحاقی بر روی سیگنال میگذارد. ولی در شبکة اترنت همراه با انتقال برق نقش مهمی ایفا میکند، از طرفی پارامتر امپدانس مشخصة کابل را میتوان برحسب واحد اهم اندازهگیری کرد که این پارامتر مستقل از طول کابل میباشد.
کابل های زیر دریایی در زمینه انتقال انرژی الکتریکی در موارد خاص نظیر: اتصال یک جزیره به شبکه برق یک کشور یا اتصال چند جزیره مجاور به یکدیگر و انتقال برق تولیدی توسط نیروگاه های بادی دریایی و … کاربرد دارند.این کابل ها بایستی خصوصیات زیر را همواره داشته باشند:
۱- مقاومت بسیار بسیار بالا در برابر نفوذ پذیری در مقابل آب و فشار بالای اعمال دریا
۲- مقاومت بسیار بسیار بالا در برابر موادشیمیای، حلالها و مشتقات نفتی
۳- مقاومت بسیار بالا در برابر کشش های طولی
۴- مقاومت بسیار بالا در برابر ضربات مکانیکی
۵- مقاومت بسیار بالا در برابر جوندگان دریایی همچون کوسه ها
از دیگر خصوصیات این کابل ها به طول یک تکه و بدون استفاده از مفصل آنها میتوان نام برد. همچنین گاهاً با توجه به حساسیت این کابل ها آن ها را با دو یا حتی سه لایه آرمور (محافظ مکانیکی) تولید می نمایند.
کابل های زیر دریایی در زمینه انتقال انرژی الکتریکی در موارد خاص نظیر:
اتصال یک جزیره به شبکه برق یک کشور یا اتصال چند جزیره مجاور به یکدیگر
انتقال برق تولیدی توسط نیروگاه های بادی دریایی
اتصال سکوهای نفتی و حفاری مستقر در دریا به یکدیگر و به خشکی
انتقال برق ژنراتورهای مستقر در دریا و بسیاری موارد مشابه دیگر
طولانی ترین خط زیر دریا به طول ۱۰ هزار کیلومتر کشور ژاپن را به ایالات متحده وصل می کند.
کابل ارتباطی زیردریایی ( Submarine communications cable) کابلی مستقر در بستر دریا و میان دو ایستگاه زمینی است که انتقال سیگنالهای مخابراتی یا انتقال برق را در امتداد اقیانوس ممکن میسازد. اولین کابلهای ارتباطی زیردریایی در دهه ۱۸۵۰ برای انتقال ترافیک تلگراف ساخته و نصب شدند. نسلهای بعدی کابل، برای انتقال ترافیک تلفن و سپس انتقال داده نصب شدند. کابلهای مدرن از فناوری فیبر نوری برای انتقال دادههای دیجیتال استفاده میکنند که شامل: تلفن، اینترنت و ترافیک دادههای خصوصی است. در تصویر زیر نقشه فیبر نوری در زیر دریا ها و آقیانوس های جهان را مشاهده می کنید
امروزه کابلهای زیر دریایی روز به روز در حال تکامل هستند و این کابلها با ساختمانهای متنوع به شرح زیر ساخته و بهره برداری میشوند: ۱- کابل فیبر نوری (جهت انتقال سیگنالهای مخابراتی) ۲- کابل قدرت (جهت انتقال نیرو) ۳- کابل میکس (Cable systems یا Mix Cable) جهت انتقال همزمان سیگنالهای مخابراتی و انتقال نیرو
این کابلها بایستی خصوصیات زیر را همواره داشته باشند: ۱- مقاومت بسیار بسیار بالا در برابر نفوذ پذیری در مقابل آب و فشار بالای اعماق دریا ۲- مقاومت بسیار بسیار بالا در برابر موادشیمیای، حلالها و مشتقات نفتی ۳- مقاومت بسیار بالا در برابر کششهای طولی ۴- مقاومت بسیار بالا در برابر ضربات مکانیکی ۵- مقاومت بسیار بالا در برابر جوندگان دریایی همچون کوسهها از دیگر خصوصیات این کابلها به طول یک تکه و بدون استفاده از مفصل آنها میتوان نام برد. همچنین گاهاً با توجه به حساسیت این کابلها آنها را با دو یا حتی سه لایه آرمور (محافظ مکانیکی) تولید مینمایند.
کاربرد کابل های زیر دریایی: اتصال یک جزیره به شبکه برق یک کشور اتصال دو جزیره مجاور انتقال برق تولیدی حاصل از نیروگاه های بادی دریایی اتصال سکوهای نفتی و حفاری مستقر در دریا به همدیگر یا به خشکی انتقال برق برای مصارف ربات های زیر آبی و نورپردازی زیر آب انتقال برق در نیروگاه های آبی که دارای ژنراتور های مستقر در محفظه ای در زیر آب هستند.
همانطور که می دانید، کابل ها نقش مهمی در اتصال سیستم های مختلف و راه اندازی آنها دارند که باید در شرایط گوناگون، به درستی انتخاب شوند. در این مقاله با معرفی کابل های افشان و کابل های مفتولی، به تفاوت کابل افشان و کابل مفتولی اشاره خواهیم نمود.
کابل افشان
کابل افشان یا کابل انعطاف پذیر، کابلی است که بیش از یک سیم تک رشته افشان در آن بکار رفته است. هادی بکار رفته در کابل افشان از نوع فلز مس می باشد. همچنین عایق های بکار گرفته شده در کابل های سبک آمیزه پی وی سی از جنس PVC/D هستند و برای کابل های افشان قدرت آمیزه پی وی سی نیز از جنس پلیمر PVC/A می باشد. به طور کلی از این نوع کابل های افشان سبک در
اتصالات در لوازم برقی
ماشین آلات دارای دو شاخه که کابل به صورت ثابت به آنها وصل است
استفاده برای کابل های ورودی و همچنین اتصال در تجهیزات برقی
و از کابل های افشان قدرت برای
تامین انرژی در فضای مختلف مانند فضای باز، بخش های قرار گرفته در آب و بخش داخل ساختمان و …
استفاده در نیروگاه ها، کانال های مخصوص کابل کشی
استفاده در مصارف صنعتی
مراکز توزیع و مصرف
یا به طور کلی در قسمتی که احتمال صدمات مکانیکی در آن قسمت وجود نداشته باشد.
سیم و کابل افشان
کابل مفتول
کابل های مفتول کابل هایی هستند که در ساختار آنها از چند رشته سیم مفتول که به هم پیچیده شده اند، تشکیل یافته اند. این کابل ها کمترین انعطاف پذیری را دارند ولی هدایت جریان برق از آنها به خوبی صورت می گیرد. این کابل که به کابل خشک یا سخت نیز مشهور است، قابلیت انعطاف پذیری ندارد و هادی بکار رفته در این نوع کابل ها از جنس فلز مس که رسانا است می باشد. این کابل توسط پی وی سی عایق شده است.
کابل مفتول برای مقاصد مصرفی در صنعت و یا کابل کشی در داخل ساختمان ها می تواند مناسب باشد که استفاده از این نوع کابل ها در اماکن خشک، آبدار و مکان هایی که بسته است و یا مرطوب می باشد، کاربرد دارد. همچنین در مورد این نوع کابل ها باید بدانید که استفاده از آنها در بتن فشرده یا استفاده در زیرزمین به صورت مستقیم، مجاز نمی باشد.
