為設計選擇PoE標準:PoE、PoE+和PoE++
以太網(wǎng)供電標準具有重要的區(qū)別,設計師在統(tǒng)一電源和連接時需要考慮。
在一個越來越多的設計需要互聯(lián)網(wǎng)連接的時代,設計師可以通過利用以太網(wǎng)供電等兩用標準來節(jié)省空間。該標準(以及其他類似標準)最大限度地減少了操作設備所需的端口數(shù)量。不需要多個端口來提供電源、通信和調試功能,而是可以使用單個端口來簡單地設計和鑒定流程,同時保持較小的尺寸。
PoE 利用以太網(wǎng)電纜中的兩對或四對雙絞線來傳輸電力,而不影響通信容量。圖片由FS提供
雖然以太網(wǎng)不是連接到本地網(wǎng)絡的唯一方法,但它提供了物理有線連接,而不是需要路由器才能運行的無線連接。因此,對于需要接近100%啟動時間的系統(tǒng),以太網(wǎng)可能是最可靠的方法。某些設計可以利用發(fā)達的以太網(wǎng)供電標準(PoE),而不需要同時使用電源和以太網(wǎng)端口。
現(xiàn)在有三代PoE標準,每一代都為設計者提供了獨特的優(yōu)勢。本文介紹了這些PoE標準的顯著特征,為設計者提供了將電力和通信結合在自己的設備中所需的知識。
PoE將通信和電源集中在一個端口
一根PoE網(wǎng)線內包含4對雙絞線,共8對。PoE (IEEE 802.3af)和PoE+ (802.3at)都使用兩對傳輸數(shù)據(jù),兩對傳輸功率。PoE++ (IEEE 802.3bt)利用所有四個雙絞線提供數(shù)據(jù)和電力,允許它們以更高的瓦數(shù)傳輸電力。
第一代PoE標準,即PoE,可為37 - 57v電壓范圍內的設備提供高達12.95 W的供電。在發(fā)布時(2013年),該標準為設計人員提供了一些低功耗設計的空間,但很快升級為PoE+標準,以提供更大的功率。
PoE電纜內部。圖片由Nelly’s Security提供
PoE+標準在42.5–57 V的電壓下為設備提供高達25.5 W的電源。
PoE標準的最新版本名為PoE++,大大增加了功耗,使設計人員能夠在相同電壓水平下為連接的設備使用高達71 W的功率。工程師可以在更耗電的設計中加入PoE,為以太網(wǎng)系統(tǒng)提供更多的通用性。
PoE利用以太網(wǎng)電纜的差異性,允許電力和通信信號共存,在不影響通信帶寬的情況下提供電源。圖片由Versa Technology提供
同樣值得一提的是,PoE不會影響傳輸速度(至少在理論上)。由于以太網(wǎng)使用差分對進行數(shù)據(jù)傳輸,因此可以增加雙絞線的共模電壓,而對通信能力的影響很小。
選擇PoE標準
當選擇將哪種PoE標準作為設計的一部分時,標準之間的差異使選擇變得簡單:選擇為設備提供足夠功率的標準。例如,如果期望低功耗,則PoE將是足夠的,而更高功率的設計可能需要利用PoE+或PoE++。
通過利用更多的雙絞線,PoE標準已經(jīng)發(fā)展為在高功率設備中為設計者提供更多的功率容量和PoE支持。圖片由Versitron提供
這當然不是選擇標準時要考慮的唯一因素;通信帶寬也可以決定應該使用的IEEE標準(以及PoE標準)。然而,如果電力可用性是唯一的考慮因素,PoE標準的簡單演變使得選擇非常直觀。
簡化互聯(lián)設計
雖然PoE可能不是萬能的解決方案,但對于需要高質量或無噪聲電源的用例,PoE是提供簡化連接的有用選項。PoE僅使用一個端口進行連接和供電,簡化了設置過程和后續(xù)操作。
隨著連接設備的數(shù)量持續(xù)增長,PoE標準可能會繼續(xù)發(fā)展以滿足需求。然而,對于不太關鍵的設備,平衡可靠的有線連接和無線連接可能會為網(wǎng)絡技術的未來提供最佳的折衷方案。