Ein IP-Telefon lässt sich einfach über Ethernet-Kabel anschließen und mit Strom versorgen.

Ein IP-Telefon lässt sich einfach über Ethernet-Kabel anschließen und mit Strom versorgen. Shutterstock

Der Ethernet-Standard für Netzwerke ist in der IT längst dominant und erfährt durch das Internet of Things eine weitere Verbreitung. Verdrillte Drahtpaare garantieren eine sichere Datenübertragung auch über längere Strecken mit bis zu 100 GBit/s. Doch das Ethernet-Kabel versorgt nun zunehmend auch die Endgeräte mit Strom: Daten und Stromversorgung über dasselbe Kabel spart die Installation von Stromkabeln und zusätzlichen Netzteilen für die Netzwerkkomponenten.

Netzwerkkabel mit Stromversorgung dürfen bis zu 100 m lang sein. Dies ermöglicht, die Netzwerkkomponenten auch dort zu installieren, wo Stromkabel nicht erwünscht oder nicht zugelassen sind. Darüber hinaus können Anwender mit dieser Stromversorgungsmethode durch intelligentes Powermanagement und den Wake-Up via Ethernet nicht benötigte Netzwerkkomponenten gezielt ein- und ausschalten, um Energie zu sparen. Die Installation von Ethernet-Kabeln erfordert kein für Elektrik geschultes Fachpersonal, da die Speisung unter 50 V liegt.

Eckdaten

Dank Power over Ethernet lassen sich Geräte über ein Kabel sowohl mit Daten als auch mit Energie versorgen. Neuere PoE-Versionen haben dabei die Leistung weiter erhöht, was auch einen höheren Schutz vor Überströmen erfordert, um das Brandrisiko zu senken. Schurter stellt hier passende Lösungen vor, zum Beispiel die Chip-Sicherung USF 0603 .

Standard IEEE 802.3

Bild 1: Standardkonfiguration PoE und PoE+: je zwei getrennte Aderpaare für Power und Signal. Chip-Sicherungen (F) schützen die Elektronik einfach und sicher vor Überstrom.

Bild 1: Standardkonfiguration PoE und PoE+: je zwei getrennte Aderpaare für Power und Signal. Chip-Sicherungen (F) schützen die Elektronik einfach und sicher vor Überstrom. Schurter

Bild 2: Maximale Leistung mit PoE++ bis 90 W über vier Aderpaare: zwei mal Power + Signal und zweimal nur Power.

Bild 2: Maximale Leistung mit PoE++ bis 90 W über vier Aderpaare: zwei mal Power + Signal und zweimal nur Power. Schurter

Der Standard zur Bündelung von Daten- und Stromübertragung besteht seit 2003. Es gibt zwei Varianten davon: IEEE 802.3af-2003 beschränkt die Leistungsaufnahme eines Netzwerkgerätes (Powered Device, PD) auf 12,95 W oder 360 mA. Dazu muss das speisende Gerät (Power Sourcing Equipment, PSE) 15,4 W oder 400 mA liefern. Die Eingangsspannung liegt bei mindestens 44 und maximal 57 VDC (Bild 1). Bei der IEEE 802.3at Typ 3 kann ein PSE bis zu 90 W oder 2,5 A pro Kanal liefern und ein PD bis 76,8 W Leistung ziehen. Dabei wird Strom über alle vier Kabelpaare geführt. Die Eingangsspannung beträgt dabei maximal 100 VDC (Bild 2).

Das Mehr an Leistung erhöht jedoch auch das Risiko: Durch die höheren Betriebsströme erwärmen sich die Leiter stärker. Doch die Vorteile überwiegen, da sich mit dieser Leistungserhöhung zum Beispiel Überwachungskameras direkt betreiben lassen. Dadurch entstehen neue Anwendungsbereiche für Ethernet im Internet of Things.

Überstromschutz

Bild 3: Die winzige Chip-Sicherung USF 1206 schützt Elektronik einfach und sicher.

Bild 3: Die winzige Chip-Sicherung USF 1206 schützt Elektronik einfach und sicher. Schurter

Je höher der Strom, desto schneller entstehen bei einer Fehlfunktion Brände oder Kurzschlüsse. Geeignete Schutzelemente gegen Überstrom müssen daher sowohl im PSE als auch im PD eingebaut sein. Die einfachste, kostengünstigste und zuverlässigste Lösung beim Schutz vor Überstrom bildet eine Schmelzsicherung. Chip-Sicherungen beanspruchen sehr wenig Platz, zum Beispiel eignet sich die Chip-Sicherung USF 1206 von Schurter (Bild 3) für sichere Anwendungen.

Die eingesetzte Dünnfilmtechnologie bietet einen sicheren Überstromschutz in superflinker Charakteristik im Nennstrombereich von 375 mA bis 4 A. Die Nennspannung liegt zwischen 63 und 125 VDC. Sie zeichnet sich durch Ausschaltvermögen von 50 A bei 125 V über den gesamten Nennstrombereich aus. Ein solches Ausschaltvermögen ist bei dieser Sicherungsgröße (3,2 × 1,6 × 0,6 mm3) laut Hersteller bisher unübertroffen. Auch ihr Spannungsabfall von niedrigen 60 mV heben sie hervor. Zudem weist sie dank ihres Aufbaus in Planartechnik keinen Impedanzsprung auf. Damit garantiert sie eine bessere Signalqualität und höhere Signalraten.

Tabelle 1: Schmelzsicherungen sind der ideale Überstromschutz für PoE-Anwendung.

Tabelle 1: Schmelzsicherungen sind der ideale Überstromschutz für PoE-Anwendung. Schurter

Leicht erkennbar

Die USF 0603 hat eine zulässige Umgebungstemperatur von 90 °C. Sie ist nach UL 248-1 zugelassen. Eine gut sichtbare Buchstabenmarkierung erlaubt die visuelle Identifikation des Nennstroms. Schurter liefert sie in automatengerechter Verpackung nach EIA-RS481 beziehungsweise IEC 60286-3 zu 5000 und 15.000 Stück pro Rolle. Weitere Sicherungen, die sich für den Überstromschutz bei PoE-Anwendungen anbieten, sind USFF 1206 und USF 1206 (Tabelle 1). Alle genannten Sicherungen sind nach CURus zugelassen.