以太網(wǎng)供電(PoE)目前主要應(yīng)用在路由器和監(jiān)控中經(jīng)常被誤解,因為它允許無需單獨的電源就可以部署設(shè)備。
現(xiàn)如今在無線技術(shù)主要是WiFI、IoT、BlueTooth占主導(dǎo)地位的時候,有線以太網(wǎng)看起來像是已經(jīng)過時的技術(shù),但是在我們生活中隨處可見,這在5G服務(wù)的運行交付中至關(guān)極其重要,究其原因這在一定程度上要歸功于以太網(wǎng)供電和該規(guī)范的最新版本,此版本理新了一個內(nèi)容就是將單個連接上的可用總功率提高到90W。
與以前版本的PoE相比,這是一個明顯的增加變化,可以使更復(fù)雜的連接設(shè)備運行而無需再接上新的電源。盡管有明顯的好處,但許多工程師可能仍對在未來的器件設(shè)計中采用該技術(shù)抱有疑慮,因此讓我們看一下圍繞PoE的一些變化知識,并以合的方式對它們進行解釋。
1. PoE并不省錢
這可能是最容易揭穿的誤解,因為PoE將兩項基本服務(wù)組合到一條電纜中。以太網(wǎng)供電的確切含義是:電源和通信使用相同的導(dǎo)體,這意味著您實際上只需要一根電纜,而不是兩根。另外,如果所有設(shè)備都由路由器或電源設(shè)備(PSE)提供電源,則由于設(shè)備或受電設(shè)備(PD)的電源不存在,因此無需在設(shè)備或受電設(shè)備(PD)旁邊安裝電源插座,只是通過以太網(wǎng)電纜就行。
這意味著不僅可以節(jié)省電纜和電纜布線的成本,而且還可以節(jié)省安裝電源插座的成本。將PD添加到您的基礎(chǔ)架構(gòu)中也更加簡單快捷。使用PoE可以將放置設(shè)備的電源(無需雙關(guān)語)交給網(wǎng)絡(luò)管理員,而不是電工或建筑物維護團隊。
低壓轉(zhuǎn)換和分配的效率,加上按設(shè)備管理電源的能力,意味著總的操作成本也將更易于控制,最終將減少所使用的功率。
2. 很難設(shè)計
與任何標(biāo)準驅(qū)動技術(shù)一樣,安森美半導(dǎo)體等提供商必須提供滿足獨立機構(gòu)設(shè)定要求的解決方案。在這種情況下,這包括參考設(shè)計以及符合以太網(wǎng)聯(lián)盟PoE認證計劃的文檔。也可以使用許多第三方測試實驗室來確認符合性。
這些參考設(shè)計為啟動設(shè)計提供了理想的平臺,但仍為制造商提供了足夠的自由度,可以在應(yīng)用層增加自己的增值。使用參考設(shè)計作為PoE PD的基礎(chǔ),不僅可以為設(shè)計團隊提供可靠的起點,而且還可以幫助確保其PD與市場上的任何PSE互操作。
3,應(yīng)用范圍有限
較早版本的技術(shù)可能確實如此,但是最新的規(guī)范(IEEE 802.3bt)將PD的可用功率提高到90W。各個晶體管的消耗。這使集成設(shè)備制造商(IDM)可以用更少的功率做更多的事情,因此我們可以看到兩個因素在起作用:PD可用的電量增加,而需要較少功率的PD可以做更多的事情。
對于大多數(shù)開發(fā)工程師來說,這意味著他們現(xiàn)在需要考慮相對較大的功耗預(yù)算,然后才需要考慮使用離線電源,這與相關(guān)的設(shè)計成本,物料清單(BOM)和認證相關(guān)。考慮到這些因素之后,可以公平地說,PoE現(xiàn)在可以滿足比以前更多的應(yīng)用程序需求。
4.您不能將千兆以太網(wǎng)速度與功率混為一談
這可能是一個常見的誤解,因為將通信協(xié)議放在電源導(dǎo)體上的想法已經(jīng)存在了一段時間,并且在過去,它已經(jīng)在雙方之間引入了折衷方案。 PoE確實不是這種情況,這要歸功于該技術(shù)的構(gòu)思和開發(fā)方式。
在這種情況下,通過對每對導(dǎo)體使用共模電壓為通信導(dǎo)體供電,而雙絞線以太網(wǎng)則使用差分信令。 PD通過使用標(biāo)準以太網(wǎng)脈沖變壓器上的中心抽頭來使用電源。
對于10 Mb / s或100 Mb / s的數(shù)據(jù)速率,PoE提供了兩種結(jié)合功率和通信的方法。第一種選擇將電源和數(shù)據(jù)都放在同一根導(dǎo)線上,第二種選擇將它們放在單獨的雙絞線上。為了達到1 Gb / s,數(shù)據(jù)需要所有導(dǎo)體,因此第一個是唯一的實際選擇。為了達到90 W,IEEE 802.3bt要求向以太網(wǎng)電纜中的所有雙絞線添加電源,而千兆位以太網(wǎng)還使用所有四根雙絞線進行數(shù)據(jù)傳輸。因此,使用兼容IEEE 802.3bt的以太網(wǎng)電纜完全可以提供90 W的功率和千兆以太網(wǎng)速度。
5. PoE不適合物聯(lián)網(wǎng)
的確,PoE與物聯(lián)網(wǎng)幾乎同時出現(xiàn)。但是,在早期,他們可能沒有混在一起。不過,現(xiàn)在有幾個重要的趨勢正在發(fā)揮作用,這些趨勢表明這兩種技術(shù)是完美匹配的。
首先,至少在接下來的五年中,物聯(lián)網(wǎng)終端的數(shù)量預(yù)計將同比增長。這些端點中的許多端點將是智能傳感器或智能執(zhí)行器-相對較小的設(shè)備,它們需要適度的功率,但必須絕對連接到Internet。當(dāng)今流行的許多無線協(xié)議仍在為提供直接IP尋址能力而斗爭,這意味著它們必須使用本地網(wǎng)關(guān)連接,而本地網(wǎng)關(guān)又可能使用有線以太網(wǎng)連接連接到Internet。
將PoE添加到網(wǎng)關(guān)可以是零開銷的選擇。無線連接的端點仍然需要電源,這可以通過使用原電池(因此需要更換)或通過離線電源(因此需要一個AC-DC轉(zhuǎn)換器)來施加。使用PoE將消除對主電池和離線電源以及無線連接的需求。
物聯(lián)網(wǎng)中的安全性日益受到關(guān)注,并且與無線連接緊密相關(guān),因為連接到不安全的端點的唯一障礙是鄰近性。對于有線以太網(wǎng)連接,安全性是隱式的,因為它需要對端點的物理訪問。
此外,出于顯而易見的原因,物聯(lián)網(wǎng)中使用的最流行的無線協(xié)議在頻譜的免許可證部分中運行。這導(dǎo)致了高水平的RF擁塞,盡管所使用的協(xié)議非常擅長處理此問題,但確實引入了可靠性和穩(wěn)定性問題。由于丟棄的數(shù)據(jù)包數(shù)量可能需要重新發(fā)送,因此它還可能增加操作功率。 PoE不會遇到同樣的問題,并提供了更加可靠和穩(wěn)定的通信通道。
在電源問題上,PoE具有一些模式,這些模式允許PD假定被移除之前將其汲取的功率降低到極低的水平,這意味著端點可以采用超低功耗模式以節(jié)省系統(tǒng)能量。無線端點無法輕松做到的方式。
審核編輯黃宇
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