為設計選擇PoE標準:PoE、PoE+和PoE++
以太網供電標準具有重要的區別,設計師在統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網連接的時代,設計師可以通過利用以太網供電等兩用標準來節省空間。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
雖然以太網不是連接到本地網絡的唯一方法,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,以太網可能是最可靠的方法。某些設計可以利用發達的以太網供電標準(PoE),而不需要同時使用電源和以太網端口。
現在有三代PoE標準,每一代都為設計者提供了獨特的優勢。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)都使用兩對傳輸數據,兩對傳輸功率。PoE++ (IEEE 802.3bt)利用所有四個雙絞線提供數據和電力,允許它們以更高的瓦數傳輸電力。
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,為以太網系統提供更多的通用性。
PoE利用以太網電纜的差異性,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)。由于以太網使用差分對進行數據傳輸,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標準已經發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操作。
隨著連接設備的數量持續增長,PoE標準可能會繼續發展以滿足需求。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絡技術的未來提供最佳的折衷方案。