Marzo 2022

PoE: R&M semplifica la progettazione

Con Power over Ethernet (PoE), le apparecchiature terminali possono essere alimentate direttamente tramite il cavo Ethernet – con i nuovi standard è possibile alimentare apparati con assorbimenti fino a 90 W: smart display, luci e attuatori PoE intelligenti.

Wetzikon/Svizzera, Ceriano Laghetto/Italia

Agli esperti di R&M, lo sviluppatore e fornitore a livello mondiale di sistemi di cablaggio per infrastrutture di rete di alta qualità, con sede a Wetzikon, in Svizzera, è stato richiesto di spiegare quali strumenti abbiano sviluppato per semplificare la pianificazione degli impianti PoE.

Pianificare correttamente l’installazione dei cavi in un edificio intelligente

Come è noto lo standard Power over Ethernet (PoE), permette l’alimentazione di vari dispositivi tramite il medesimo cavo utilizzato per il trasporto dei dati: il limite di assorbimento elevato sino a 90 Watt consente l’alimentazione di una grande varietà di terminali come display intelligenti, luci intelligenti e attuatori di vario tipo. Con l’introduzione dell’alimentazione PoE anche le linee guida di progettazione dei sistemi di cablaggio degli edifici hanno subito modifiche sostanziali. Nella pratica tuttavia l’interpretazione dei nuovi standard risulta essere un compito complesso.

Matthias Gerber di R&M spiega il problema ed illustra la soluzione R&M.

Matthias Gerber, in seguito all’aumento del numero di dispositivi PoE sul mercato e alla elevata attenzione sia dei main contractor che dei progettisti sono disponibili anche importanti realizzazioni di installazioni PoE su larga scala. Ma gli standard sembrano complicati ed il feedback del mercato non è sempre positivo.

La connessione con i cavi PoE è davvero così complicata o qual è il problema?

Gerber: «Il problema è più nel modo in cui sono installati, non nei cavi stessi. Tuttavia, i due aspetti sono strettamente correlati. La norma EN 50174-2 per l’Europa e la norma ISO/IEC 14763-2 a livello mondiale sono state pubblicate dal 2015 e descrivono la pianificazione e l’installazione dei sistemi di cablaggio universale. La EN-50173 e la ISO/IEC 11801, invece, descrivono le specifiche dei singoli collegamenti di cablaggio. Gli standard di installazione si basano sugli standard di cablaggio e descrivono come il cablaggio deve essere installato negli edifici.

I dispositivi finali PoE vengono utilizzati sempre più spesso e la crescita dei sensori e degli azionamenti è esponenziale. Per questo motivo sempre più operatori e progettisti di edifici stanno affrontando la questione e si stanno rendendo conto che è molto complessa. Inoltre, le prestazioni delle applicazioni PoE sono in costante aumento: Oggi siamo arrivati a 4PPoE con 90 W. Per tenere conto di queste prestazioni crescenti, due anni fa sono state introdotte negli standard le categorie di potenza remota RP 1 a 3 (Remote Power Category). Ma questo ha reso l’argomento ancora più complesso».

Sono norme obbligatorie?

Gerber: «Uno standard non è obbligatorio di per sé; riflette lo stato dell’arte. Ma la maggior parte delle gare d’appalto per l’installazione del cablaggio universale degli edifici si basa su questi standard. In altre parole, il progettista deve tenerne conto.»

E cosa significano queste categorie RP, perché hanno reso la questione così complessa??

Gerber: «Inizialmente, il trasferimento di potenza di PoE era di 13 W. Dal 2018, 4PPoE è in grado di trasferire fino a 90 W. Tuttavia, dove scorre più corrente, la resistenza genera più calore. Ecco perché nel 2020 sono state introdotte le categorie di alimentazione remota (RP1 – RP3) per garantire il funzionamento affidabile a lungo termine dell’installazione dell’edificio anche a correnti più elevate. Per RP1, sono consentiti fino a una media di 212 mA e non sono necessarie particolari misure di pianificazione. Ma durante il funzionamento si deve garantire che la corrente media non superi il limite consentito.
Con i dispositivi 4PPoE, tuttavia, la corrente di alimentazione in un cavo può essere fino a 500 mA. Se viene collegato un dispositivo 4PPoE, in altri cavi appartenenti al fascio di installazione del cavo alimentato, a questi non possono essere collegati dispositivi PoE per prevenire un livello troppo elevato di corrente nel fascio. La norma prevede quindi che nelle installazioni RP1 e RP2 debbano essere applicati adeguati segnali di avvertimento. Prima di collegare un altro dispositivo PoE, si deve sempre verificare il rispetto della corrente massima ammissibile. RP1 e RP2 sono concetti semplici da applicare in fase progettuale, ma è molto impegnativo tenerne conto nelle fasi di manutenzione di un edificio in funzione.»

È diverso con la categoria RP3?

Gerber: «Con RP3, il cablaggio è già configurato durante la fase di pianificazione in modo che tutti i cavi possano trasferire la massima corrente PoE allo stesso tempo. Questo rende la pianificazione dispendiosa in termini di tempo, ma durante il funzionamento rende l’impianto molto affidabile, poiché non sono necessarie ulteriori misure. RP3 è la modalità installativa preferita dal gestore del cablaggio – e la norma EN raccomanda quindi il rispetto della categoria RP3. È persino prescritto dalla norma ISO/IEC.
Tuttavia, la sfida per il progettista ora è che con il cablaggio RP3, si deve fare attenzione a garantire che il budget di attenuazione per la trasmissione dei dati sia sempre rispettato anche a temperature elevate e che la temperatura massima consentita nel cavo non venga superata. Questo si ottiene regolando le lunghezze dei collegamenti a seconda delle condizioni ambientali dell’installazione. Gli standard di installazione offrono tabelle per questo scopo che tengono conto dell’aumento di temperatura.»

Ma la pianificazione e la corretta progettazione di un’installazione RP3 non sembra essere così facile con queste tabelle?

Gerber: «Questo è il problema. Per ridurre la complessità delle tabelle e mantenere il numero di tabelle gestibile, sono state introdotte notevoli semplificazioni. La conseguenza è che è diventato molto difficile trovare i parametri giusti. Inoltre, le condizioni lungo un cavo non sono sempre le stesse. Le norme richiedono che gli aumenti di temperatura nelle varie sezioni siano determinati individualmente e poi mediati utilizzando una complessa procedura di ponderazione. La lunghezza massima ammissibile del cablaggio può poi essere presa da un’altra tabella utilizzando questa temperatura media.»

Sembra molto complicato, gli errori devono essere quasi inevitabili. Non si potrebbe semplificare?

Gerber: «Sì – R&M ha sviluppato un calcolatore PoE nel 2015 e ora lo ha ampliato per includere le funzionalità per le nuove categorie RP. Il calcolatore PoE offre agli operatori e ai progettisti di edifici diversi vantaggi: Prima di tutto, il progettista può inserire molti più parametri diversi di quelli specificati nelle tabelle, il che è molto più vicino alla realtà. Per esempio, è possibile inserire il tipo di cavo effettivamente utilizzato invece di dover assegnare il cavo a una categoria generale nella tabella.
Inoltre, i tipi di cavo, gli spessori dei fasci, le temperature ambientali e altri parametri possono essere inseriti per un massimo di tre segmenti di un collegamento di cablaggio. Il PoE Calculator fornisce immediatamente le temperature previste all’interno del fascio di cavi di un segmento e, come criterio essenziale, la lunghezza massima del collegamento.»

Quanto tempo risparmiano i progettisti con il PoE Calculator?

Gerber: «La prima volta che i dati vengono inseriti, i pianificatori non saranno molto più veloci che con le tabelle. Ma possono cambiare i vari parametri molto rapidamente. Per esempio, possono scegliere un cavo di una categoria diversa, rendere il fascio di cavi più stretto, ottimizzare la canalizzazione dei cavi o la ventilazione, e quindi cambiare le condizioni di base. Il programma di simulazione mostra immediatamente il risultato di questi cambiamenti. Questo richiederebbe troppo tempo con le tabelle. Nessuno lo fa.»

R&M cita l’opzione di documentazione come un altro grande vantaggio. Che cosa significa?

Gerber: «Con la documentazione generata alla fine del calcolo, il progettista ha generato automaticamente una descrizione del suo approccio. Definisce tutte le condizioni di base e documenta chiaramente la conformità alla norma. Questi sono i due principali vantaggi del calcolatore PoE: La possibilità per il progettista di eseguire i parametri e ottenere un risultato immediato, e, alla fine del calcolo, la documentazione per l’operatore dell’edificio che l’installazione soddisfa effettivamente le specifiche.»

Anche altri produttori offrono questo ?

Gerber: «Ci sono uno o due altri calcolatori di fogli di calcolo sul mercato – ma, senza volersi vantare, il R&M PoE Calculator è il migliore in termini di funzionalità. Ma soprattutto, è l’unico che genera questa documentazione secondo le categorie di potenza a distanza. Si tratta di un documento enormemente utile e importante per progettisti, installatori e operatori edili quando si tratta di verificare e dimostrare che l’installazione è conforme alle norme e in linea con il bando di gara. R&M utilizza questo documento per elencare le categorie RP nel certificato di garanzia e presentarle al cliente finale come parte del sistema R&M Freenet ed è il primo produttore in assoluto a farlo.»

Glossario della terminologia PoE

• Poe           Power over Ethernet

• PoEP        Power over Ethernet Plus

• 4PPoE      Four Pair Power over Ethernet

• Link          Connessione dati tra due dispositivi

 PoE nelle installazioni di edificio

Con PoE (Power over Ethernet), la corrente può essere trasportata direttamente tramite il cavo Ethernet, eliminando la necessità di un cavo di alimentazione separato. A questo scopo, la corrente viene immessa nel cavo Ethernet in aggiunta ai segnali di dati. La standardizzazione è descritta in IEEE 802.3. Con IEEE 802.3bt. In questa fase, PoE sta vivendo un salto di sviluppo: invece di 13 o 22 watt, i dispositivi possono assorbire fino a 90 watt di potenza. PoE utilizza tutti e 4 i doppini intrecciati per la trasmissione della potenza. Le apparecchiature terminali ad alte prestazioni, come i punti di accesso wireless, i dispositivi multimediali e le apparecchiature terminali intelligenti, i telefoni IP o i sensori e gli attuatori per l’IIoT, possono quindi essere utilizzati senza un ulteriore collegamento alla corrente.

Per garantire una trasmissione affidabile della PoE nelle installazioni di cablaggio, l’impatto della corrente PoE deve essere considerato fin dall’inizio. Il calcolatore PoE di R&M aiuta in questo e semplifica il processo di pianificazione. (Immagini: R&M)

Matthias Gerber, Market Manager LAN Cabling, R&M: “In contrasto con la complessa e relativamente imprecisa progettazione dell’installazione dei cavi PoE con tabelle standard, il calcolatore PoE di R&M offre ai progettisti il vantaggio di avere una documentazione precisa della loro pianificazione alla fine del calcolo. E per il gestore dell’edificio, questa documentazione offre la garanzia di R&M che l’installazione soddisfa effettivamente il bando di gara”.  (Immagine: R&M)

Più informazioni (inglese): https://www.rdm.com/power-over-ethernet/

Informazioni su R&M

R&M (Reichle & De-Massari AG) è un gruppo di aziende attivo a livello globale nei settori della tecnologia dell’informazione e della comunicazione con sede a Wetzikon, Svizzera. L’azienda sviluppa, produce e vende prodotti e sistemi a prova di futuro per le reti di comunicazione e dati. Grazie alla sua forza innovativa, R&M copre oggi l’intero spettro della connettività oltre al cablaggio di rete. Le aree di applicazione delle soluzioni di rete R&M includono LAN, telecomunicazioni, fibra fino alla casa e data center. Il software di R&M supporta la gestione delle infrastrutture di rete. Fondata nel 1964, l’azienda a conduzione familiare gestisce i propri impianti di produzione in 14 località. La sostenibilità è un elemento centrale della strategia e dei valori di R&M.

Informazioni dettagliate su: www.rdm.com