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對于IEEE 802.3af/t POE（以太網(wǎng)供電）標準的用戶(hù)而言，好處是顯而易見(jiàn)的：任何人只要能拉5類(lèi)或6類(lèi)電纜，就可以撇開(kāi)電工，在沒(méi)有交流電插頭的位置為聯(lián)網(wǎng)應用廉價(jià)地安裝電力端口和數據端口。用戶(hù)可以簡(jiǎn)單地在網(wǎng)絡(luò )設備柜中添加典型價(jià)格為39.95美元的POE電源，并把它與5類(lèi)雙絞線(xiàn)連起來(lái)。不妨把這種情景與新電源插頭的成本（可達2000美元，包括人力和零件成本）以及陪電工浪費的時(shí)間作對比。 POE網(wǎng)絡(luò )有兩個(gè)主要組件：PSE（供電設備），比如網(wǎng)絡(luò )交換機或中央路由器；PD（受電設備），比如VOIP電話(huà)或無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)，它們連至提供電力和數據的網(wǎng)絡(luò )。配備非POE交換機的網(wǎng)絡(luò )仍能利用POE，添加中跨電源（比如網(wǎng)絡(luò )設備柜中的促成式電源）即可，它獨立于交換機或路由器，將電力注入網(wǎng)絡(luò )。若用UPS作為PSE的后備，即可確保包括VOIP電話(huà)在內的網(wǎng)絡(luò )設備即便在辦公室遭遇電力故障時(shí)也能繼續工作。 VOIP電話(huà)和無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)的功耗較低。當前POE IEEE標準是IEEE 802.3af，它的制定者考慮到上述類(lèi)型的應用，把PD的功率極限設為12.95W。但是，13W功率對于許多類(lèi)型的設備而言不夠用，比如多端口無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)以及建筑安全和監視領(lǐng)域的PZT（搖移/變焦/俯仰）攝像機。該標準委員會(huì )已開(kāi)始制定第二版，即802.3at，或稱(chēng)POE Plus。該版本目前是草案形式，把PD能消耗的最大功率增值25W。半導體廠(chǎng)商們已經(jīng)推出了多種基于草案版的POE IC，目標是促成功率更高的POE PD（圖1）。（另請參閱“POE devices cater to higher-Powered applications”，見(jiàn)http://www.edn.com/article/CA6600506.html。）但是，25W對于某些應用而言仍然不夠用，它們可能需要遠大于30W的功率。 圖1POE-PD接口芯片可處理IEEE802 IEEE 802.3at標準委員會(huì )一開(kāi)始設置的極限為30W，后來(lái)把它降至25W，這是因為測試數據表明：當安裝者把5類(lèi)或6類(lèi)電纜埋在一大捆電纜中，并且它承載著(zhù)高達750mA電流時(shí)，它的溫度會(huì )顯著(zhù)上升。委員會(huì )并不擔心安全性，這是因為這種情況下起火的可能性微乎其微，而是擔心：當5類(lèi)或6類(lèi)電纜溫度超過(guò) 60℃時(shí)，它的信號質(zhì)量會(huì )退化。 但是，需要較高功率的應用所需的電纜并非總是捆在一起。例如，具有低溫加熱器、IR（紅外線(xiàn)）燈、可操縱麥克風(fēng)等特性的PZT安全攝像機經(jīng)常位于室外，并有專(zhuān)用電纜。這些應用的系統設計者可以考慮使用非標準版POE，它們在其中遵循所有802.3at參數，唯獨最大PD功耗例外。著(zhù)眼于這些非標準應用，所有面向POE Plus版的POE接口IC都能支持大于25W的功率。 偏離行業(yè)標準可能是一種令人生畏的舉動(dòng)，但如果PD需要大于25W的功率，那么人們也許就別無(wú)選擇。但是，人們可以采取措施來(lái)降低與非標準途徑有關(guān)的風(fēng)險。首先，確保設備設計方案的確需要大于25W的功率。過(guò)去的PD有一個(gè)幾乎所有電子設備都有的共同特點(diǎn)，它是在能源價(jià)格猛漲之前出現的：能效很低。五至十年前，電源的能效經(jīng)常僅為80%或更低。人們現在應該可以買(mǎi)到或設計效率超過(guò)90%的電源，它提供的額外功率也許足夠大，使得設計方案不必超過(guò)該標準的25W極限。 但是，如果PD擁有高效率電源，并且仍需要大于25W的功率，則人們隨后也許會(huì )考慮網(wǎng)絡(luò )電纜。人們的應用將必須借助最低標準的電纜來(lái)工作嗎？如果的確如此，則人們必須顧及電纜系統中相當高的損耗。另一方面，如果人們可為自己的設備規定電纜，則他們可從5類(lèi)改用6類(lèi)，后者一般具有更大的導線(xiàn)直徑，并且電阻和浪費的功率相應更低。 德州儀器公司(TI) POE產(chǎn)品部經(jīng)理Mike McCormick說(shuō)：“隨著(zhù)時(shí)間的推移，電纜在承載更多電力時(shí)將會(huì )出現退化，這是因為以太網(wǎng)電纜并非真正的電力輸送電纜。它們不是實(shí)心電纜，它們的主要用途是信號傳輸。因此，當我們用它們提供電力時(shí)，它們并非最佳導體。你必須意識到自己的客戶(hù)將使用哪種類(lèi)型的電纜，當然，前提是你將使用某種超標的東西。如果你的設備不是標準型，那么使用標準電纜也許就沒(méi)有意義了�！� 當采用非標準并且因此更昂貴的電纜時(shí)，應確保得到營(yíng)銷(xiāo)部的認可，因為這方面的參數經(jīng)常是由該部門(mén)定的。McCormick說(shuō)：“我遇到過(guò)一些在為室外電纜安裝做設計的客戶(hù)，他們的營(yíng)銷(xiāo)部說(shuō)，‘不，我們必須采用最普通的電纜標準’�！� 但是，室外數據通信客戶(hù)端的配線(xiàn)安裝基礎并不好。把自己的產(chǎn)品限制于面向不同環(huán)境的“標準”電纜，也許沒(méi)有意義。[U2] 圖2老式以太網(wǎng)系統如果添加中跨電源就能包含POE能力該電源把POE電壓注入網(wǎng)絡(luò )Phihong公司的單端口POE60U-560G提供60W價(jià)格為62美元 另一個(gè)選擇是不是僅使用兩對，而是使用四對電纜，這也是POE標準允許的。中跨電源制造商Phihong Power公司營(yíng)銷(xiāo)副總裁Keith Hopwood（圖2）表示：雖然他聽(tīng)說(shuō)過(guò)歐洲的幾個(gè)使用兩對電纜的安裝趣聞，但他從未遇到過(guò)任何不使用四對電纜的安裝事例。利用四對電纜，就可增加PD 可用的功率大小，并使電纜中的熱量最少。在某個(gè)時(shí)候，如果布線(xiàn)和安裝成本變得很大，就需要評估采用交流電插頭是否有可能是最佳途徑。 對于非標準安裝而言，電阻性電纜損耗問(wèn)題也會(huì )是一件令人驚訝的事情，這是因為該標準保證的PD處可用功率不再庇護人們的設計方案。該標準對每個(gè)PD保證 13W，并且它還把電纜延伸長(cháng)度限制為100m。一旦采用非標準途徑，人們就必須計算功率以及電纜導致的電壓降，并確定PD處的可用功率。 如果人們正在把PSE能力設計到標準系統或非標準系統所用的交換機中，他們就必須確保交換機實(shí)際上是使用它為PD分配的功率。Maxim公司POE產(chǎn)品業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理Harmik Singh強調了為PSE做功率預算的重要性。他說(shuō)：“功率很寶貴，你不會(huì )希望為PD分配超過(guò)實(shí)際消耗量的功率�！� 如果PD把自己標識為將需要25W或更高功率的POE Plus型設備，但僅消耗10W，則PSE應有能力確定這種情況，使得它不分配未使用的功率。例如，Maxim公司的MAX5952 PSE控制IC能測量PD正在消耗的實(shí)際電流，從而把PD的功耗數字化并實(shí)時(shí)報告，使得系統控制器能分配實(shí)際的用電量。 由于非標準 POE安裝會(huì )引起這么多擔心，因此有必要問(wèn)一問(wèn)：為何不制定一項適應功率較高設備的規范呢？ TI公司的McCormick提供了答案：“在網(wǎng)絡(luò )界，每項可選功能最終都會(huì )變成一項要求�！� 與必須為每端口提供25W的設計相比，必須為每端口供應50W的96端口交換機是一種更復雜更昂貴的設計，其中的特別原因是市場(chǎng)上的高功率PD雖然相當多，但很可能不會(huì )主導市場(chǎng)。例如，某種8端口路由器，如果每端口提供50W，則路由器將負擔400W，而多數應用將不會(huì )使用這么大的功率。 正當POE使得以太網(wǎng)在辦公室和工廠(chǎng)變得越來(lái)越有吸引力時(shí)，它的電力與數據組合還使它在安全攝像機和傳感器網(wǎng)絡(luò )等室外應用中也具有了吸引力。但是，一旦電子通信系統來(lái)到室外，它們對電涌的易感性就會(huì )急劇上升。閃電最有可能成為災難性電涌的源頭，但其它隨機事件也可能會(huì )通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送具有破壞性的電涌。以太網(wǎng)電纜充當了天線(xiàn)，實(shí)際上會(huì )接收任何電涌、放電或瞬變。 PD接口控制IC帶有各種保護方案。TI公司的產(chǎn)品家族配備了最低內部保護，方便設計者為最終應用量身定做設計方案。McCormick說(shuō)：“在電壓抑制器和二極管方面，我們認為你最好是去找保護器件廠(chǎng)商�！� 他指出：人們可獲得更高額定電壓，并且這些器件能處理的功率比混合信號器件高得多。 其它IC廠(chǎng)商也提供集成電涌保護。例如，安森美半導體公司的NCP108X POE-PD接口控制器提供3kV電纜ESD保護，這是因為該公司采用汽車(chē)質(zhì)量級（http://www.edn.com/hot-topic/48804/automotive-electronics.html）高壓工藝來(lái)裝配該器件。Akros Silicon公司的AS1135 PD控制器提供高于16.5kV氣隙放電、8kV接觸放電、6kV電涌片上保護，并具有很低的接地阻抗路徑。 |
