Sfide nell’uso della tecnologia power-over-ethernet 

della Redazione

In ambienti industriali non è possibile utilizzare apparecchiature commerciali per distribuire la tecnologia Power-over-Ethernet, occorre inoltre prendere in considerazione varie complessità. Le condizioni ambientali, l’affidabilità e la potenza disponibile sono alcune delle considerazioni da tenere ben presente sull’opportunità di utilizzare un dispositivo PoE di livello industriale. 

In sintesi, quali switch e connettori sono ottimali in caso di soluzioni PoE in ambiente industriale o per applicazioni particolarmente gravose?

Risponde Alessandro Damian - Marketing Manager Contradata

I migliori switch PoE per applicazioni industriali sono basati su componenti a temperatura estesa, non hanno parti meccaniche in movimento come le ventole e sono in grado di funzionare in condizioni più difficili rispetto ai dispositivi di livello commerciale. Dotati di protezione da polveri ed acqua da IP31 in su, i dispositivi funzionano efficacemente in ambienti difficili esposti a polvere e alta umidità. Nelle applicazioni caratterizzate da alti livelli di shock e vibrazioni, i principali fornitori di soluzioni PoE industriali offrono pertanto soluzioni robuste, basate su connettori di tipo M12. Un esempio tipico di questo requisito è rappresentato dalle applicazioni veicolari, come quelle ferroviarie e del trasporto pubblico urbano. 

In genere le apparecchiature di livello commerciale vengono alloggiate in ambienti puliti, sicuri e controllati sotto il profilo della temperatura. E’ inoltre consentito che le ventole rilascino il calore prodotto durante il funzionamento. Inoltre, in ambienti indoor, i requisiti di alimentazione dei dispositivi di rete non sono generalmente elevati. Al contrario in ambienti outdoor e industriali i dispositivi di rete hanno spesso requisiti energetici elevati, e si trovano spesso ad operare in ambienti umidi, polverosi e caratterizzati da vibrazioni ed elevate escursioni termiche.

Affidabilità

L’affidabilità è dunque una prerogativa fondamentale in applicazioni industriali. È essenziale che le applicazioni industriali funzionino senza problemi e 24/7: qualsiasi rottura in un nodo di rete deve essere ripristinata in tempi brevissimi. Agendo come fonte di alimentazione, un PSE (Power Sourcing Equipment) come ad esempio uno switch PoE, applica l’alimentazione ad uno o più PD (Powered Device), come ad esempio una telecamera PoE, quindi un singolo errore del PSE può portare all’arresto di un numero anche elevato di PD. Di conseguenza, sia l’affidabilità del PSE stesso sia il suo apporto di potenza al PD diventano due punti critici.

Diverse fonti di alimentazione

Essendoci molta eterogeneità nei sistemi di controllo, la tensione di alimentazione richiesta da ciascuna applicazione industriale può variare. Prendiamo il trasporto pubblico: il sistema di alimentazione di solito è DC 24 VCC, che non rientra negli intervalli da 44 VCC a 57 VCC, definiti nello standard IEEE802.3af o negli intervalli da 52 VCC a 57 VCC definiti negli standard IEEE802.3at ed IEEE802.3bt. In queste circostanze, un trasformatore di tensione aggiuntivo potrebbe risolvere questo problema. Tuttavia potrebbe non soddisfare i requisiti per motivi particolari, come i costi, gli spazi limitati e così via. Essere in grado di alimentare una gamma più ampia di tensioni di alimentazione dal PSE è una soluzione ottimale. Questa è una grande discriminante tra uno switch PoE di livello industriale e uno di livello commerciale.

Richieste elevate e limitazioni di potenza

Spinti dai vantaggi e dall’evoluzione della tecnologia, stanno arrivando sul mercato dispositivi che richiedono elevata potenza. Le telecamere PTZ sono alcuni dei migliori esempi già visti oggi. Mentre la richiesta di alta potenza viene presa in considerazione quando si adotta la tecnologia PoE, si dovrebbe anche considerare che la quantità di energia assorbita dal PD non deve causare danni al PSE, al cavo o al PD stesso. L’erogazione di energia genera calore e il raggruppamento dei cavi potrebbe aggravare il problema di riscaldamento. Per motivi di sicurezza, se PSE o PD non sono ben progettati per essere conformi agli standard, la fornitura di energia dovrebbe essere ben controllata in qualche modo per evitare il surriscaldamento.

Rilevamento termico automatico intelligenteper impostazione PD

Gli switch power-over-ethernet con “DC-DC power booster” integrano un sensore termico per garantire il funzionamento corretto del convertitore VCC-VCC controllandone in modo intelligente la temperatura e adeguandolo in base all’output PoE. Quando l’output PoE sta degradando a causa della temperatura ambiente, i dispositivi alimentati verranno sospesi su base prioritaria. Ciò rende lo switch PoE un dispositivo di controllo dell’alimentazione intelligente che aiuta gli utenti a controllare che i dispositivi PD operino entro le proprie specifiche  temperature operative dichiarate.

DC-DC Power booster isolato 

Il DC-DC Booster degli migliori switch PoE industriali sul mercato gestiti è progettato con la funzione di isolamento Hi-pot per proteggere il dispositivo da scariche elettriche e sovratensioni, consentendo quindi allo switch di alimentare in modo efficiente le apparecchiature PD in condizioni difficili.