Power loss preko Cat6 na 90m+ PoE+ link-u — merenja
Power loss preko Cat6 na 90m+ PoE+ link-u — merenja
PoE specifikacija definiše 100m kao maksimalnu distancu, ali se zaobilazi pitanje “koliko snage stigne na drugi kraj”. I²R gubici u UTP kablu su realan fizički fenomen — na 90m Cat6 (24AWG) sa 25W PD load-om, gubitak može biti 12.5W (33% efficiency loss). Ovaj članak rasklapa formulu za izračunavanje voltage drop-a, pokazuje merenja sa Fluke 87V multimetrom na realnom 90m linku, i daje precizne preporuke za AWG selekciju, PoE generaciju i kada treba kraći link ili extender.
Fizika gubitaka — formula I²R
PoE prenosi DC napon (44–57V) preko twisted pair kabla. Kabl ima konačan otpor koji izaziva voltage drop kad teče struja. Snaga koja se gubi u kablu konvertuje se u toplotu po formuli:
P_loss = I² × R_totalGde je I struja (A) i R_total ukupni otpor kabla (oba pravca — pošto struja teče u krugu).
Otpor po metru za standardne UTP kablove:
| Tip kabla | AWG | R po metru (single conductor) | R po 100m za 1 par (loop) |
|---|---|---|---|
| Cat5e (24AWG) | 24 | 0.0842 Ω/m | 16.84 Ω |
| Cat6 (24AWG) | 24 | 0.0842 Ω/m | 16.84 Ω |
| Cat6 (23AWG) | 23 | 0.0668 Ω/m | 13.36 Ω |
| Cat6A (23AWG) | 23 | 0.0668 Ω/m | 13.36 Ω |
Bitno: PoE+ koristi 2 para za napajanje (4 žice u serijskoj-paralelnoj konfiguraciji), tako da efektivni otpor je polovina otpora po jednom paru:
R_PoE+ = R_par / 2 (4 žice paralelno smanjuju otpor)Za Cat6 24AWG na 90m: R_par = 16.84 × 0.9 = 15.16 Ω; R_PoE+ = 7.58 Ω total loop.
PoE++ Type 3/4 koristi sva 4 para (8 žica), efektivni otpor pada još više:
R_PoE++_Type4 = R_par / 4Za Cat6 24AWG na 90m: R_PoE++ = 16.84 × 0.9 / 4 = 3.79 Ω.
Računice za PoE+ (25W) na 90m Cat6
Pretpostavke:
- PD: 25W max draw na 50V
- I = P/V = 25/50 = 0.5A
- Cat6 24AWG, 90m
- R_loop = 7.58 Ω (gore)
P_loss = I² × R = 0.5² × 7.58 = 1.895W
V_drop = I × R = 0.5 × 7.58 = 3.79V
V_at_PD = 50 - 3.79 = 46.21V (still in spec, min 42V)Efficiency: 25 / (25 + 1.895) = 92.9% — još uvek prihvatljivo.
Ali šta ako PD vuče 30W (max 802.3at)?
I = 30/50 = 0.6A
P_loss = 0.6² × 7.58 = 2.73W
V_drop = 0.6 × 7.58 = 4.55V
V_at_PD = 45.45V (granica spec-a 42V, OK)
P_at_PD = (45.45 × 0.6) - 0.27 = 27.0W (PD dobija ~3W manje)PD koji deklariše 30W mora da projektuje internal DC/DC za ulazni napon 42–57V. Pri V_at_PD = 45V još radi, pri 42V se isključuje sa “low voltage” alarmom.
Cat5e vs Cat6 24AWG vs Cat6 23AWG na 90m, PoE+ 25W
| Kabl | R_loop | V_drop | V_at_PD | P_loss | Efficiency |
|---|---|---|---|---|---|
| Cat5e 24AWG | 7.58 Ω | 3.79V | 46.21V | 1.90W | 92.9% |
| Cat6 24AWG | 7.58 Ω | 3.79V | 46.21V | 1.90W | 92.9% |
| Cat6 23AWG | 6.01 Ω | 3.01V | 46.99V | 1.50W | 94.3% |
| Cat6A 23AWG | 6.01 Ω | 3.01V | 46.99V | 1.50W | 94.3% |
Cat6 23AWG štedi 0.4W u kablu — što na 16-portnom switch-u sa 16 PoE+ uređaja iznosi ~6.5W manje gubitaka, ili 100€ godišnje na struji u 24/7 instalaciji. Ako kupuješ kabl u rolama od 305m, razlika u ceni 24AWG vs 23AWG je 15–20%.
Realan test sa Fluke 87V multimetrom
Postavili smo testni rig:
- PSE: UniFi USW-Pro-24-PoE (PoE+ Class 4 negotiation)
- Kabl: Goobay U/UTP Cat6 23AWG, 90m, terminisan T568B oba kraja, Fluke DTX-1800 verifikovan na <1.2dB attenuation @ 250MHz
- PD: Hikvision DS-2CD2387G2-LU (deklarisan 12W idle, 18W u IR režimu)
- Multimetar: Fluke 87V, mereno između V+ i V- pinova RJ45 konektora na strani PD-a, sa kamerom u live stream-u
| Test scenario | I (A) na PSE | V (V) na PSE | V (V) na PD | Drop (V) | P_loss (W) |
|---|---|---|---|---|---|
| Idle, color stream | 0.158 | 53.84 | 53.0 | 0.84 | 0.13 |
| IR aktivan | 0.295 | 53.78 | 52.0 | 1.78 | 0.53 |
| IR + audio | 0.358 | 53.74 | 51.5 | 2.24 | 0.80 |
| Stress test (full features) | 0.385 | 53.70 | 51.2 | 2.50 | 0.96 |
Na 90m Cat6 23AWG sa PoE+ Class 4 PD-om koji troši ~20W u stress-u, gubitak je <1W (5% efficiency loss). To je bolje od teoretske računice jer:
- Goobay 23AWG je verovatno premium 22.5 AWG (mereno 12.4 Ω/100m vs nominal 13.36)
- DC napon na switch-u je 53.7V (above nominal 50V), što daje veći headroom
- Switch ne radi puni PoE budget — overhead je <0.3W per port
Šta ako koristiš Cat5e 24AWG (jeftiniji kabl)?
Test sa Cat5e 24AWG (Schrack premium, 90m):
| Scenario | I (A) | V_PD (V) | Drop (V) | Komentar |
|---|---|---|---|---|
| Idle | 0.158 | 52.4 | 1.4 | OK |
| IR + audio | 0.358 | 50.8 | 2.9 | OK |
| Stress test | 0.385 | 50.3 | 3.4 | Granica |
Cat5e na 90m sa Class 4 PD-om radi, ali drop je 60% veći. Ako se PD nadogradi na Class 5 (40W), V_PD bi pao na 47V — još uvek u spec-u, ali rezerva za temperaturne ekstreme nestaje.
Zimski test (-15°C): otpornost UTP-a raste ~0.4% po stepenu pada. Na -15°C, Cat6 23AWG ima 5.7% veći otpor; Cat5e ima istu rast. PoE+ link koji je radio leti može da brownout-uje zimi pri istom load-u.
Kada dignuti AWG ili promeniti tehnologiju
Decision matrix:
| Distanca | PD load | Cat5e 24AWG | Cat6 24AWG | Cat6 23AWG | Akcija |
|---|---|---|---|---|---|
| <50m | <15W | OK | OK | OK | Cat5e dovoljno |
| 50–80m | <15W | OK | OK | OK | Cat6 24AWG je sweet spot |
| 50–80m | 15–25W | Granica | OK | OK | Cat6 24AWG ili 23AWG |
| 80–100m | <15W | OK | OK | OK | Cat6 24AWG dovoljno |
| 80–100m | 15–25W | Granica | OK | OK | Cat6 23AWG preporuka |
| 80–100m | 25–30W | NE | Granica | OK | Cat6A 23AWG ili PoE++ Type 3 |
| 100–200m | bilo koji | NE | NE | NE | PoE extender ili optika + PoE switch lokalno |
Gotchas i česte greške
- Mešanje žica iz različitih parova — UTP standard uparuje žice u 4 para sa specifičnim twist-om (signal integrity). Ako spojiš pin 1+2 sa pin 3+4 (pogrešan T568 raspored), DC ide kroz “untwisted” parove, dobijaš RF emission i susedni parovi se loše ponašaju.
- Termal kontakti u keystone-u — kvalitet keystone-a je critical. Jeftin keystone (1 EUR komad) ima oksidaciju kontakta u 6 meseci u vlažnoj sredini, otpor raste 100%, voltage drop se duplira. Koristi quality keystone (Goobay, Schrack, Panduit) za PoE link-ove.
- Loop-up u patch panel-u — ako patch panel terminacija ima 6 mm slack u twisted-paru, otpor po paru raste 5–10%. Skraći slack na <13mm prema TIA-568-C.2.
- Long extension preko 2× patch kabla — strukturalan kabl 90m + patch 5m + patch 5m = 100m total, ali 2 spoja u patch panel-ima dodaju ~0.4dB gubitka. Total žica može biti 99.6m, ali otpor je za 5% veći nego direktan 100m run.
- Outdoor temperature swing — UTP kabl na fasadi može prelaziti od -20°C zimi do +60°C leti. Otpor varira ±15%. PoE link koji je margin u idealnim uslovima može da padne pri ekstremima.
- Aluminijumski kabl umesto bakarni — neki “PoE budget” kablovi koriste CCA (Copper Clad Aluminum) jezgro koje je 50% lakše ali ima 60% veći otpor. Apsolutno NE za PoE — sve preko 5m + Class 4 padne na granicu spec-a.
Vendor-specific quirk
Goobay UTP Cat6 23AWG (najpopularniji u AV Market): mereno 12.4 Ω/100m loop (specced 13.4), full copper bez CCA. Verovatno premium quality control. Test pass na Fluke DTX-1800 sa <1.2dB attenuation.
UniFi USW-Pro-24-PoE: prikazuje voltage i current per-port u Network Application UI. Možeš real-time monitoring — ako V_PD padne ispod 47V, alarm. Plus: cable length detection preko TDR (Time Domain Reflectometry).
MikroTik CRS328-24P-4S+: monitoring per-port:
/interface ethernet poe monitor ether5
# poe-out-status: powered-on
# poe-out-voltage: 53.5V
# poe-out-current: 0.485A
# poe-out-power: 25.95WNema TDR cable length detection na MikroTik konzument-grade modelima, ali dataframe je vrlo precizan (±0.1V, ±5mA).
HP Aruba CX 6300:
show interface 1/1/5 power-over-ethernet detail
# PoE Information:
# Detection Status: Delivering Power
# Class: 4 (25.5W max)
# Voltage: 53.4V (Source) / 51.2V (Detected at PD via LLDP)
# Cable Length: 87m (TDR estimate)
# Power Allocated: 30.0W
# Power Drawn: 22.8WAruba prikazuje LLDP-feedback voltage od PD-a (ako PD podržava LLDP-MED), što je najprecizniji prikaz.
Naša preporuka po veličini projekta
SOHO (1 kamera/AP iza ugla, <50m): Cat5e 24AWG je dovoljan. Goobay UTP rola 305m za 30 EUR pokriva 3 instalacije.
Mali biznis (8–16 PoE uređaja, do 80m link-ovi): Cat6 24AWG za sve. ~50 EUR za 305m role je sweet spot. Premium 23AWG kupuj samo za outdoor ekstreme.
Srednji projekat (20–50 PoE uređaja, mix distanci): Cat6 23AWG za sve preko 70m, Cat6 24AWG za kraće. Outdoor uvek 23AWG sa UV-resistant jacket. Indoor LSZH za rack rooms.
Enterprise / high-density (50+ PoE uređaja, AP po sobi): Cat6A 23AWG kao standard za sve. Anti-pasaž jacket (LSZH ili FT4/FT6 fire-rated). Strukturalan kabling sa Fluke certifikacijom za svaki run. Investicija ~3–5 EUR po metru kabla, ali 25-godišnja garancija + 10G future-proof.
Šta dalje?
Iskoristi PoE Budget kalkulator → — uračunava voltage drop u funkciji distance i AWG-a.
Povezani članci
- 802.3bt PD class negotiation — duboki pregled →
- Cat6A vs Cat6 — kada je razlika fizička, kada marketing →
- Razlika CAT5e, CAT6 i CAT6A →
- Goobay UTP test sa Fluke →