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驱动高功率以太网络的供电技能

目前有许多已开发的实用PoE 应用,然而,新推出的应用所需要的功率高于现今 802.3af 标准所定义的功率限制,也就是为用电装置端提供约 13 W 的功率。现今需要新的 PoE+ 标准以满足增加功率

技能可以透过规范 Cat-5 电缆进行供电,彻底不需求透过墙面转接器或其它外部电源,就可以驱动网络设备。这类体系需求两项首要组件,分别是供电的电源供给设备 (power sourcing equipment, PSE) 及接纳并运用这个电源的动力设备 (power device, PD),如图1。


图1 具有电源设备及供电设备的典型PoE网络示意图

现在有许多已开发的有用PoE 运用,但是,新推出的运用所需求的功率高于现在 802.3af 规范所界说的功率约束,也便是为用电设备端供给约 13 W 的功率。现在需求新的 PoE+ 规范以满意添加功率的需求,但这项新规范仍未界说完结。在新规范出炉前,必然要可以针对所需功率高于现在可供给功率的 PD 负载进行供电。

高功率 PoE 的体系需求

任何选用 Cat-5 电缆的高功率解决方案都有必要契合下列根本规范:

不得形成以太网络缆线、电源供给设备 (PSE) 或 PD 过热

不得形成电流不均衡,以防止变压器饱满的危险

有必要将操作电压保持在 802.3af 规范电压范围内

任何解决方案应该尽或许供给下列功用:

与 802.3af 规范兼容:搜索、分类、电流耗费、欠压封闭(undervoltage lockout)、流入电流(in-rush current)、电流约束等

具有电源办理功用

电缆设备时的损坏电线侦测

在较高电压下运作

802.3af 规范规矩 PSE 输出电压介于 44 至 57 V 之间,且 PSE %&&&&&%UT (表明耗电过载的程度) 最低为 350 mA,而 ILIM (表明或许的最高耗电量) 最低为 400 mA。运用长度为 100 公尺且最坏情况馈电电阻为 20 的缆线时,在答应最低电压运作的情况下,PD 输入受限为 12.95 W。

若要供给更多的电源,只需求以挨近 57 V 约束的较高母线电压进行运作即可。该解决方案的长处是进步体系效能,并下降缆线与 PSE 及 PD 输入阶段的耗费。

现有的 Cat-5 电缆设备仍可持续运用,因为缆线耗费并未添加,并且只需遵循规划规矩进行,保证不会形成任何不良情况,此解决方案呈现电线不均衡与磁性饱满等危险的机率便不会大于规范 PoE 设备方法。别的,此解决方案与 802.3af 规范兼容,并且运用与 802.3af 设备相同的磁性组件。

若要使此解决方案发挥功效,供给输入电压的切换式电源供给有必要以较严厉的容差(tolerance)进行调理。例如,假如误差介于 53 至 57 V 之间,则在电源供给的过压防护之外,需求 ±3.5% 电压容差。

现在,Cat-5 铜质通讯配线已成为宽带服务的最低需求,其间选用的规范是 EIA/TIA-568,而 Cat-5 电缆的规划选用 24 AWG 导体,因而最坏情况馈电电阻为 12.5。

经过四对电缆供电

为到达更高电压的更高功率需求,将一切四对电缆与两个 PSE 操作端口调配运用是可行的解决方案(如图2)。选用此解决方案时,仍可到达上述的一切长处,而 PD 端的规划人员可以挑选以串联或并联方法衔接 电源供给。


图2 运用现有解决方案办理高功耗设备

若要使解决方案的确可行,规划人员有必要保证各个馈电之间都能同享可接受的电流分配 (电流分配不行与各对线之内的平衡相混杂)。因为各个馈电都有单个的二极管与二极管电桥 (负温度系数)、保险丝,以及电阻组件,而各个 PD 都有负输出阻抗的切换式电源供给,因而建置时有必要小心翼翼。别的,可以在 PSE 端运用两种不同电压的电源来驱动每一对线,以到达两种不同的电压等级。假如分配不均,到达的电流约束将远低于预期的总电流。

透过双对线添加供电

若要运用双对线添加供电,可行的解决方案是进步电压使每一对的电流添加。在这类运用中,PD 及 PSE 上设定的电流约束高于现在 802.3af 规范所界说的约束。

PD 及 PSE 电源组件有必要有较高的电流才能,这关于数据变压器组件而言特别重要。咱们可以预估在同一对线中两条电线之间的直流电流不平衡情况会高于 802.3af 规范规范,但是,不管直流电流的情况为何,都有必要保持信号的完整性。

现有的 Cat-5 电缆设备仍可持续运用,因为周围环境温度与缆线温度会跟着电线散出的热能而升高,因而有必要保证不超越额外上限的缆线温度。

强烈建议线缆内只要几条缆线呈现较高的电流,以防止线缆的内部电线呈现高温上升的情况。此外,也有必要依据接合力/别离力 (%&&&&&%与电感负载) 以及电流传导才能来挑选衔接器。

关于电源需求高于 802.3af 规范的 PD 负载,可以运用双对线或四对线解决方案,但是,这两种解决方案无法使 PSE 预估 PD 需要多少电量 (超出 802.3af 规范约束的部分),也无法预估应该运用一个衔接埠或并用两个衔接埠,并且 PD 也无法得知 PSE 在规范情况下可以再供给多少电量。

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