Introducción
Con la creciente popularidad y sofisticación de la potencia a través de Ethernet, no sorprende que los desarrolladores de PSE y PD estén ansiosos por seguir la próxima ola de IEEE y comenzar a ofrecer más potencia a través de los cables de Ethernet. sin embargo, como muchos como el estándar de la industria, al finalizar la norma IEEE PoE menudo se encuentra muy por detrás de las necesidades del mercado. la última programación IEEE PoE muestra colectiva especial, 71W 802.3bt estándar hasta principios de 2018 no estará listo. desde un punto de vista técnico En términos de esperar demasiado, esperar tanto tiempo significa que es fácil perder oportunidades comerciales u oportunidades de mercado, entonces, ¿qué deberían hacer los desarrolladores de PSE y PD en esta situación? Nada que decir, por supuesto, en este momento comenzó a diseñar y fabricar equipos! 802.3bt quiere primero en entrar en el mercado de los desarrolladores de productos hoy controlador PD 802.3bt LT4295 IEEE de ADI está disponible, el controlador está en línea con el proyecto de la versión estándar 2.0 requisitos.
Cuanto mayor es el poder, mayor es el potencial
Enfoque Como era de esperar, IEEE PoE equipos especiales y desarrolladores finalmente han aterrizado en la cantidad de energía a la PD. En 2003, IEEE PoE equipos especiales en el primer estándar IEEE 802.3af PoE proporciona a la entrada RJ-45 PD sockets proporcionan alrededor de 13W de potencia. Desde entonces, el mercado sigue exigiendo más potencia. Así en 2009, normas revisadas del Grupo de Trabajo PoE IEEE, anunciaron la IEEE 802.3at (también conocido como PoE +), se incrementará el nivel máximo de potencia PD a 25.5W. hoy en día, se espera que la versión revisada del proyecto de norma IEEE 802.3bt actualmente está desarrollando en 2.0 (también conocido como PoE ++ o 4PPoE), que proporcionará hasta 71W de potencia de la EP.
Con una potencia aún mayor, los desarrolladores pueden agregar fácilmente más funcionalidades y actualizar los productos existentes, tomando como ejemplo las cámaras de seguridad, que han evolucionado con el estándar PoE. Con solo 13 W de potencia disponible La cámara de seguridad con PoE inicial era un sistema estático simple. Sin embargo, como 802.3at tenía 25.5W de potencia, se disponía de más energía para alimentar una amplia gama de motores integrados, permitiendo que las cámaras de seguridad brindasen arriba, abajo, izquierda y derecha Función de movimiento y zoom ahora con la capacidad de usar 802.3bt 71W de potencia, por lo que con arriba y abajo, movimiento hacia la izquierda y derecha y función de zoom de la cámara de seguridad también se pueden integrar componentes de ventilador y calefacción para soportar correr en temperaturas extremas en algunos casos, más Los altos niveles de potencia PoE pueden ayudar a abrir nuevos mercados; por ejemplo, los fabricantes de iluminación LED tradicionales solo pueden producir techos con conmutadores montados en la pared para iluminación, pero ahora pueden producir productos habilitados para PoE que lo harán Ayuda a crear oportunidades para hogares inteligentes o edificios inteligentes. Si una mayor potencia contribuye al producto final o no. Evolución o completamente cambiado, es evidente que cada revisión estándares PoE han traído mayor potencial de mercado.
Cambios en el enlace PSE-PD
Como ya habrán adivinado: 4PPoE significa '4 pares de Poe, porque 802.3bt especificación mediante un cable Ethernet en los cuatro pares trenzados para lograr una potencia de transmisión de hasta 100 metros, en los mayores estándar PoE .. normalmente un diagrama de bloques de la línea de suministro de potencia 4 no es compatible figura 1 muestra los requerimientos de IEEE 802.3bt enlace PSE-PD de cableado son aún pendiente, pero el cableado y los fabricantes están especulación Comisión: 802.3bt requerirá el uso de al menos Cable de categoría 5E diseñado para soportar mayores niveles de potencia y operar a 10GBASE-T (velocidad de datos Ethernet de 10 Gbit / s) En cualquier caso, ya que estamos llegando a los límites del manejo actual de los cables Ethernet, Características de rendimiento del sistema de enrutamiento de cable desatendidas.
CONTROLLER 802.3bt PSE: 802.3bt controlador PSE par de datos: líneas de transferencia de datos a las piezas de PAIR: pares de repuesto 802.3bt PD CONTROLLER: controlador PD 802.3bt CONVERTIDOR DC / DC: DC / DC convertidor
topologías 802.3bt introduce dos nuevos PD: características individuales y en la que PD es las características dobles individuales en común entre el par de dos líneas (pairset) la misma función de detección, la clasificación de elementos y mantener la firma de potencia (MPS) de PD 802.3bt, y en la que PD es el par doble de dos líneas que tiene 802.3bt PD entre las características individuales. no hay duda de que el nuevo diseño tenderá a adoptar 802.3bt más simple y más topología característica única rentable, que requiere sólo PD única interfaz requiere dos bis paralelas caracterizado interfaz PD PD (una para cada par de hilos), dos de alimentación de la PSE se añaden después de cada interfaz de PD. por ejemplo, utilizando sustancialmente dos características topológicas dobles 25.5W PD para formar una única PD 51W, una solución compleja que puede costar tanto como el doble de la PD de 51W con una sola función.
proceso de detección 802.3bt se ha extendido a ser capaz de identificar no sólo el PD conectado es 802,3 PD compatible, sino también para determinar la conexión es una simple o doble característica PD característica PD. Debido a esto, y ahora el uso de la detección 'comprobación de la conexión' ( La verificación de conexión se ha ampliado para determinar la configuración de PD de característica única o doble.
especificación 802.3bt introduce cuatro nueva clasificación PD de alta potencia (clase), de modo que las características individuales de un total de nueve categorías que se muestran en la Tabla 1. Clase 5 ~ 8 para los nuevos estándares PoE, y transformados en . 40.0W a 71.0W PSE nivel de potencia PD todavía optar por utilizar la capa física (es decir: para 71W grado 5 eventos) o la capa de enlace de datos (es decir .: protocolo de capa de enlace de descubrimiento, el LLDP) la clasificación de la PD, y PD todavía debe ser capaz de soportar dos enfoque graduado consistente con el estándar. Además, 802.3bt puede aplicar opcionalmente una jerarquía de extensión de la capa física (referido como 'Autoclass'), esta extensión una 802.3bt conexión PSE medir una PD Por ejemplo, esta práctica función de administración de energía permite que el PSE asigne la energía restante a una bombilla adicional (si sabe que una bombilla en particular consume menos energía de clasificación).
Tabla 1: Clasificación PD y niveles de potencia IEEE 802.3bt
Para aquellos usuarios que necesiten PDs en el modo Deep-Sleep, les complacerá descubrir que la especificación 802.3bt propone una versión de menor potencia de Maintain Power Features (MPS), conocida como 'Low MPS'. Dependiendo del PoE anterior De manera estándar, el PD debe sumergir una pequeña corriente continua con un ciclo de trabajo del 32% para indicar al PSE que mantenga el PD en estado encendido, sin embargo, este ciclo de trabajo relativamente alto se convertirá rápidamente en uno en algunas aplicaciones. Por ejemplo, cuando se considera un nuevo estándar de construcción 'eficiente energéticamente', las PD 802.3bt actualmente solo necesitan mantener una pequeña corriente continua con ~ 2% de ciclo de trabajo, reduciendo drásticamente la corriente de reserva.
La Tabla 2 resume los tipos de DP 802.3bt (Tipo) y características. Es posible que ya esté familiarizado con el tipo 1 y tipo 2 PD, que se hacen por las especificaciones 802.3af y 802.3at y por lo general se asigna a una o más distinta clasificación (Nivel de potencia). Sin embargo, las nuevas PD tipo 3 y tipo 4 para 802.3bt no son tan simples como las DP tipo que abarcan y amplían la PD tipo Tipo 2, como se puede ver en la columna Clasificación DP 1 y Tipo 2 PD De forma similar, la Clase 5 es utilizada por Tipo 3 de característica única y Tipo 4 bidireccional PD Además, como se puede ver en la Figura 2, una Clase 5 de característica única PD solo tiene asignada 40W y una Clase A las PD de doble función se les asignan 2 x 35,5 W, en las PD de doble función esto puede ser peor porque cada par funciona de manera independiente y cada par puede tener un grado diferente, por ejemplo: el primero Una doble característica Clase 1.2 (10.3W) PD está formada para Clase 1 (3.84W) en la parte superior y Clase 2 (6.49W) en la segunda pareja. Como todas estas clasificaciones se superponen y no son estándar El aumento en los niveles de potencia es importante para los desarrolladores y usuarios Ya no se equipara el tipo PD con la clasificación PD, ni se considera la clasificación PD sinónimo del nivel de potencia PD. Alternativamente, la topografía y clasificación característica de la DP se identifican explícitamente y el "tipo" de la DP se examina con veracidad El significado será el más beneficioso para todos.
Tabla 2: Resumen de tipos y características de PD IEEE 802.3bt
Ni que decir tiene, 802.3at compatibles con versiones anteriores y 802.3bt 802.3af. Un 802.3at o 802.3af PD baja potencia puede ser conectado a un PSE 802.3bt poder superior, esto no tendrá ningún problema. Además, cuando la situación de lucha contra con el tiempo, es decir, una mayor PD 802.3bt de alimentación está conectado a un 802.3at poder o 802.3af PSE inferior, PD puede funcionar sólo en el estado respectivo a una potencia inferior, que se llama 'degradado'. Si la PD ignorar abajo y el trabajo en su estado de energía más alto, el PD dará lugar a un elevado consumo de potencia del PSE se activa repetidamente, la corriente alcanza su límite, y luego se apaga. este hecho hace que PSE baja frecuencia de oscilación parásita. por lo tanto, 'degradación' es 802.3af y 802.3at requisitos de la especificación, pero por desgracia en muchas realizaciones se ha pasado por alto.
Use toda la potencia disponible siempre que sea posible
El aspecto más importante de diseños de PD de alta potencia son generalmente costo y eficiencia, que se ve afectado por la selección de la interfaz utilizada para implementar IC PD en gran medida. Además, en espacio limitado desarrolladores diseños también dolorosamente consciente de cómo las restricciones el tamaño de la EP sólo será un reto mayor debido a los mayores niveles de potencia necesarios para utilizar componentes discretos radiador más grande y más grande. con este fin, ADI ofrece tres diseñado para maximizar el rendimiento de la EP 802.3bt para lograr quizás más importante, para simplificar la tarea de la IC especialmente diseñado. Fig. 2 muestra una interfaz de 802.3bt PD diagrama de bloques simplificado ofrece una sola entrada auxiliar de alta eficiencia. la solución tiene un extremo superior 94% (RJ-45 input to PD load) eficiencia y rango de temperatura de -40 ° C a 125 ° C.
AUX ENTRADA: entrada auxiliar de CC a 600 Hz: DC a los pares de 600HzDATA: Línea par de datos pares de repuesto: pares de repuesto
IDEAL CONTROLADOR puente de diodos: controlador ideal puente de diodos MAXIMIZES EFICACIA DE POTENCIA: la maximización de la eficiencia energética REDUCES CALOR, elimina los problemas de diseño térmico: reducir el calor, los problemas de diseño de extracción de calor DC A 600Hz: DC 72V a 600Hz9V DE FUNCIONAMIENTO rango de tensión: 9V a 72V tensión de funcionamiento IQ = 1,5 mA (típico): CI = 1,5 mA (típico) hacia adelante o flyback discretos: flyback o circuito discreto adelante
PD FORWARD / TIEMPO DE RETROCESO CONTROLLER: PD adelante controlador / flyback IEEE 802.3bt COMPLIANT: IEEE HIGH compatible 802.3bt EFICACIA ADELANTE O NO-OPTO TIEMPO DE RETROCESO OPERACIÓN: alta eficiencia hacia adelante o funcionamiento flyback mate acoplado SUPERIOR protección contra sobretensiones (100V): excelente protección contra sobretensiones (100V) WIDE temperatura de la unión rango (-40 ° C a 125 ° C): campo de temperatura de la unión de ancho (-40 ° C a 125 ° C)
PoE DIODE CONTROLADOR PUENTE: PoE controlador de puente de diodos MAZIMIZED EFFICEINCY POTENCIA: la maximización de la eficiencia energética REDUCES CALOR, elimina los problemas de diseño térmico: reducir el calor, los problemas de diseño de extracción de calor LESS QUE 800uA QUIESCENTE Corriente de funcionamiento: menos de 800uA operativo quiescente actual FULLY compatible con IEEE 802.3 detección y clasificación: totalmente compatible con la detección de IEEE 802.3 y clasificación
Se muestra en la Fig. 2 es un controlador de RJ-45 LT4321 ideales interfaz de puente de diodos, que puede estar sustituido con dos rectificador puente de diodos (Fig. 1). LT4321 de baja potencia de canal N puente MOSFET en un aumento simultáneo de PD potencia disponible y reducir la disipación de calor. 802.3bt PD Cumple en su Ethernet aceptan cualquier terminal de entrada de la polaridad de la tensión de alimentación de CC, tal LT4321 disponible de su par de línea de datos y el par de inactividad de rectificar y suavizar el suministro de energía para la correcta integración de una sola salida de la fuente de alimentación de polaridad. Dado que la eficiencia de energía en realidad la eliminación de los requisitos de enfriamiento, el tamaño del circuito global y el costo se pueden reducir. energía se puede reducir en 10 veces o más, de modo que la PD se puede mantener dentro del presupuesto de potencia jerárquica , O para permitir que PD agregue funcionalidad.
Situado sobre el controlador puente de diodos en la Fig. 2 después de interfaz LT4295 PD los 'centros cerebrales', que es un estándar en línea con 802.3bt Controller Interface PD incorpora un acoplamiento altamente eficiente de adelante o mate flyback controlador. LT4295 integrado utilizando un 25kΩ características de resistencia, hasta 5 y una topología de función de detección de clasificación de un solo evento soporta todas clasificación 9 PD y los cuatro tipos de PD. además de proporcionar más potencia que PD, de modo que excelente LT4295 factores a controlador PD tradicional es el uso de un MOSFET de potencia externa con el fin de reducir significativamente la disipación de calor PD general y maximizar la eficiencia de energía, debido al nivel de potencia 802.3bt superior, por lo que es cada vez más importante de nuevo. Este novedoso enfoque permite a los usuarios seleccionar el tamaño de MOSFET para los requisitos específicos de temperatura y eficiencia de la aplicación, lo que permite el uso de MOSFET con resistencias de hasta 30 mΩ.
Si 802.3bt de 71.0W deje que su deseo de conseguir más potencia, se puede tratar de ADI LTPoE PSE y PD familia de controladores ++ con la ayuda de estos dispositivos puede proporcionar hasta 90 W de niveles de potencia. Especificación LTPoE ++ utiliza una especificación y similares 802.3bt el esquema de clasificación controlador CAN PSE LTPoE ++ en comunicación con el controlador LTPoE ++ PD el uno al otro de forma fiable, manteniendo 802.3af y 802.3at interoperabilidad de los equipos. sólo un único cable, que puede lograrse en LTPoE ++ PD LTPoE ++ PSE 'plug and play', todas las señales intercambiadas son manejados automáticamente por el hardware, el software no !.
Por último, para aquellos que deben ser capaces de soportar una 802.3bt PD fuente de alimentación auxiliar (excepto PoE, PD puede ser seleccionado por un adaptador de corriente) del usuario, que se muestra en la parte superior de la Fig. 2 es una LT4320 tener 9V al control de 72V por el puente de diodo , un MOSFET de canal N que emplea baja pérdida de onda completa puente rectificador sustituido en los cuatro diodos, para reducir significativamente la disipación de potencia y aumentar la tensión disponible. Dado que la eficiencia de la fuente de alimentación impulsado elimina los disipadores de calor voluminosos y caros, por lo tanto energía se puede reducir y el tamaño de la pared del transformador. Además, en casi dos eliminación completa de una operación de calentamiento inherente a una caída de puente de diodos diodo (~ 1,2 V, 12 V a 10%) para proporcionar un margen adicional (por lo tanto aumentando reservar unas aplicaciones espaciales), aplicaciones de baja tensión también pueden beneficiarse de ella.
Conclusión
A pesar de la distancia IEEE 802.3bt finalizó allí durante mucho tiempo, pero con el inicio de los principales aspectos de esta norma se asienta el polvo, los desarrolladores pueden desarrollar con seguridad productos para este mercado. 802.3bt estándar de tipo PD, topología y clasificación apoyar los niveles de potencia más altos (hasta 71.0W), y la nueva característica apoya MPS bajo de energía de reserva cuando PD está en un estado de suspensión. como pionero y un miembro activo de la tecnología Task Force IEEE PoE, ADI virtud liberado 802.3bt y LTPoE ++ PD y PSE PoE controlador y sostenidas que viven en la vanguardia de la tecnología. si el uso de estos diseño simplificado para maximizar la eficiencia de energía, tanto como sea posible para reducir el tamaño y reducir el coste global de lista de materiales de la IC, y el primero se convierta en un mercado de 802.3bt suministro Esto depende del desarrollador más inteligente y conocedor como el tuyo.