Czy technologia Power over Ethernet jest bezpieczna?

Technologia Power over Ethernet (PoE) istnieje już od kilku lat, począwszy od PoE typu 1 (IEEE 802.3af) wprowadzonego w 2003 roku, który dostarcza do 15,4 W mocy, a 13 W dostępne jest dla urządzenia. Następnie wprowadzono PoE typu 2 (czasami określany jako PoE Plus), który dostarcza do 30 W mocy, z 25,5 W dostępnymi dla urządzenia.

Przy tych poziomach mocy prądu stałego nikt nigdy tak naprawdę nie kwestionował bezpieczeństwa PoE. Ale gdy w 2018 roku wprowadzono czteroparowy PoE typu 3 i typu 4 o mocy odpowiednio 60 W i 90 W, wielu zaczęło się zastanawiać, czy PoE jest bezpieczny. Pomyśleliśmy, że przyjrzymy się temu bliżej.

Prąd zmienny versus prąd stały

Podczas gdy słuchanie „Back in Black” AC/DC na poziomie powyżej 70 decybeli zdecydowanie NIE jest bezpieczne dla uszu, przez długi czas panowało przekonanie, że zasilanie prądem stałym jest bezpieczne, a prądem zmiennym nie. Jest w tym trochę prawdy, ponieważ prąd zmienny jest uważany za około 3 do 5 razy bardziej niebezpieczny niż prąd stały – potrzeba znacznie więcej miliamperów prądu stałego niż zmiennego przy tym samym napięciu, aby zabić człowieka. Aby lepiej pojąć, dlaczego tak się dzieje, należy zrozumieć różnicę między nimi.

Prąd zmienny przepływa okresowo tam i z powrotem, podczas gdy prąd stały płynie w jednym kierunku. Dlatego właśnie prąd zmienny ma częstotliwość, a prąd stały nie. W Stanach Zjednoczonych prąd zmienny zmienia się 60 razy na sekundę (60 Hz). W Europie jest to 50 razy na sekundę (50 Hz). Łatwym sposobem na zobrazowanie różnicy jest zobrazowanie tego na wykresie – prąd przemienny tworzy wzór przypominający falę (sinusoidę), podczas gdy prąd stały to linia prosta.

W przypadku porażenia prądem zmiennym o niebezpiecznym poziomie natężenia, zmienna natura prądu przemiennego powoduje migotanie przedsionków serca. Ciągły przepływ prądu stałego nie jest tak niebezpieczny dla serca, ale może powodować konwulsyjne skurcze, a przy odpowiednio wysokich poziomach może nawet zabić. Oprócz poziomu natężenia prądu ważnym czynnikiem jest również opór ciała, na który może mieć wpływ wilgotność, grubość skóry, waga, wiek, a nawet płeć. Sucha skóra generuje większy opór niż mokra, a ilość prądu elektrycznego przepływającego przez ciało wzrasta wraz ze spadkiem oporu. A kobiety są bardziej podatne na porażenie prądem niż mężczyźni ze względu na ogólnie mniejszą odporność ciała.

Ponadto, ścieżka przebiegu robi dużą różnicę. Porażenie prądem elektrycznym zdarza się tylko wtedy, gdy istnieje pełna ścieżka z dwoma punktami styku na ciele, dzięki czemu prąd może wejść i wyjść, a prąd zawsze wybierze najłatwiejszą drogę do ziemi. Droga, którą pokonuje prąd ma wiele wspólnego z tym, jak szkodliwe jest porażenie – prąd, który przepływa z ręki do ręki, a więc przez serce, jest o wiele bardziej niebezpieczny niż ten, który przepływa np. z palca do łokcia.

Co to oznacza dla PoE?

Zgodnie ze standardami IEEE, technologia PoE jest wprowadzana do kabla przy napięciu pomiędzy 44 a 57V prądu stałego, przeważnie 48V prądu stałego. Zazwyczaj wszystko poniżej 35V prądu zmiennego lub 60V prądu stałego jest uważane za obwód o napięciu znamionowym bardzo niskim (SELV), więc z definicji porty obsługujące PoE są SELV. Nie znaczy to, że prąd stały o napięciu 48V nie może cię porazić (wiesz o tym, jeśli kiedykolwiek w dzieciństwie dotknąłeś językiem baterii 9 V). I nikt nie zaleca zdejmowania izolacji z żyły skrętki i dotykania jej gołymi rękami (zwłaszcza gdy są mokre).

Ale w przypadku technologii PoE, szanse na porażenie prądem z odłączonego kabla są małe ze względu na sam protokół. Dzieje się tak dlatego, że urządzenia zasilające (PSE) musi wejść w kontakt z zasilanym urządzeniem (PD) przed dostarczeniem jakiejkolwiek mocy. Nie ma kontaktu, nie ma mocy. To coś zupełnie innego niż standardowe gniazdo zasilania prądem zmiennym, które stale dostarcza prąd, niezależnie od tego, czy urządzenie jest podłączone.

Krótko mówiąc, odpowiedź brzmi TAK. Technologia PoE jest bezpieczna.

Zawsze jednak jest jakieś ALE.

Jeśli więc technologia PoE jest bezpieczna, to dlaczego jest ona uwzględniona w National Electrical Code dla poziomów mocy powyżej 60 W? Nadal istnieje potencjalne zagrożenie spowodowane ciepłem generowanym przez PoE w wiązkach kablowych, które może powodować straty wtrąceniowe i degradację kabli w czasie, uniemożliwiając prawidłową transmisję danych. A ponieważ wszystko, od telefonów i urządzeń bezpieczeństwa, do systemów chroniących życie, łączy się z siecią i jest przez nią zasilane, utrata sygnału może z pewnością stać się problemem zagrażającym życiu. Jest to jeden z powodów, dla których National Electrical Code określa dozwoloną liczbę kabli  w wiązce na podstawie wielkości przewodnika i temperatury znamionowej dla technologii PoE o mocy 60W lub wyższej lub wymaga użycia kabli o ograniczonej mocy (Limited Power).

Ważne jest, aby pamiętać, że nawet jeśli nie ma zagrożenia, technologia PoE może nadal powodować spustoszenie w transmisji, jeśli kabel nie jest odpowiednio zbalansowany. W czteroparowym PoE typu 3 i 4 zasilanie jest dostarczane przez wszystkie cztery pary wraz z danymi za pomocą napięcia wspólnego, które rozdziela prąd pomiędzy poszczególne żyły w parach. Aby tak się stało, rezystancja przewodników w parze musi być zrównoważona. Zbyt duże niezrównoważenie powoduje nasycenie transformatora, co może spowodować zniekształcenie sygnałów danych Ethernet. Z tego powodu zalecamy wykonanie testów na niezrównoważenie rezystancji stałoprądowej przy użyciu testera serii DSX CableAnalyzer™. Dowiedz się więcej o testach niezrównoważenia rezystancji stałoprądowej tutaj.

Dowiedz się więcej:

Oferta testerów okablowania Fluke Networks

Sprawdź MicroScanner PoE

Wypożycz DSX lub MicroScanner

Treść oparta na materiałach ze strony producenta www.flukenetworks.com