以太网供电标准具有重要的区别,设计师在统一电源和连接时需要考虑。
在一个越来越多的设计需要互联网连接的时代,设计师可以通过利用以太网供电等两用标准来节省空间。该标准(以及其他类似标准)最大限度地减少了操作设备所需的端口数量。不需要多个端口来提供电源、通信和调试功能,而是可以使用单个端口来简单地设计和鉴定流程,同时保持较小的尺寸。
PoE 利用以太网电缆中的两对或四对双绞线来传输电力,而不影响通信容量。图片由FS提供
虽然以太网不是连接到本地网络的唯一方法,但它提供了物理有线连接,而不是需要路由器才能运行的无线连接。因此,对于需要接近100%启动时间的系统,以太网可能是最可靠的方法。某些设计可以利用发达的以太网供电标准(PoE),而不需要同时使用电源和以太网端口。
现在有三代PoE标准,每一代都为设计者提供了独特的优势。本文介绍了这些PoE标准的显著特征,为设计者提供了将电力和通信结合在自己的设备中所需的知识。
PoE将通信和电源集中在一个端口
一根PoE网线内包含4对双绞线,共8对。PoE (IEEE 802.3af)和PoE+ (802.3at)都使用两对传输数据,两对传输功率。PoE++ (IEEE 802.3bt)利用所有四个双绞线提供数据和电力,允许它们以更高的瓦数传输电力。
第一代PoE标准,即PoE,可为37 - 57v电压范围内的设备提供高达12.95 W的供电。在发布时(2013年),该标准为设计人员提供了一些低功耗设计的空间,但很快升级为PoE+标准,以提供更大的功率。
PoE电缆内部。图片由Nelly’s Security提供
PoE+标准在42.5–57 V的电压下为设备提供高达25.5 W的电源。
PoE标准的最新版本名为PoE++,大大增加了功耗,使设计人员能够在相同电压水平下为连接的设备使用高达71 W的功率。工程师可以在更耗电的设计中加入PoE,为以太网系统提供更多的通用性。
PoE利用以太网电缆的差异性,允许电力和通信信号共存,在不影响通信带宽的情况下提供电源。图片由Versa Technology提供
同样值得一提的是,PoE不会影响传输速度(至少在理论上)。由于以太网使用差分对进行数据传输,因此可以增加双绞线的共模电压,而对通信能力的影响很小。
选择PoE标准
当选择将哪种PoE标准作为设计的一部分时,标准之间的差异使选择变得简单:选择为设备提供足够功率的标准。例如,如果期望低功耗,则PoE将是足够的,而更高功率的设计可能需要利用PoE+或PoE++。
通过利用更多的双绞线,PoE标准已经发展为在高功率设备中为设计者提供更多的功率容量和PoE支持。图片由Versitron提供
这当然不是选择标准时要考虑的唯一因素;通信带宽也可以决定应该使用的IEEE标准(以及PoE标准)。然而,如果电力可用性是唯一的考虑因素,PoE标准的简单演变使得选择非常直观。
简化互联设计
虽然PoE可能不是万能的解决方案,但对于需要高质量或无噪声电源的用例,PoE是提供简化连接的有用选项。PoE仅使用一个端口进行连接和供电,简化了设置过程和后续操作。
随着连接设备的数量持续增长,PoE标准可能会继续发展以满足需求。然而,对于不太关键的设备,平衡可靠的有线连接和无线连接可能会为网络技术的未来提供最佳的折衷方案。