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作者：Excelpoint世健 PoE市場(chǎng)前景 以太網(wǎng)供電市場(chǎng)（PoE）調查數據以及對全球PoE市場(chǎng)預測情況顯示，截止到2022年底，全球PoE市場(chǎng)的年復合增長(cháng)率（CAGR）預計將增長(cháng)13%（如圖1所示），達到10億美金。 
圖1 全球PoE市場(chǎng)預測 （數據來(lái)源Research And Markets） 最受歡迎的PoE產(chǎn)品主要有交換機、供電器、IP攝像頭、VoIP電話(huà)、無(wú)線(xiàn)AP這五種。根據市場(chǎng)研究公司Research And Markets的預測，無(wú)線(xiàn)AP和PoE Lighting將成為未來(lái)十年P(guān)oE市場(chǎng)的兩大主要增長(cháng)動(dòng)力。 到2025年，無(wú)線(xiàn)AP和PoE Lighting將獲得40%的市場(chǎng)份額，占據PoE市場(chǎng)的主導地位。而這一發(fā)展趨勢主要得益于能源、油氣、電信、汽車(chē)以及交通行業(yè)對PoE應用需求的急劇增長(cháng)。 PoE優(yōu)勢 據技術(shù)型授權代理商Excelpoint世健的工程師David Rao介紹，POE有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢： 節省時(shí)間和成本：由于不需要電源線(xiàn)，成本和安裝時(shí)間都會(huì )減少。同時(shí)由于無(wú)需適用市電布線(xiàn)規定，也不需要合格的電工，因此安裝得到了簡(jiǎn)化。 靈活性：靠近電源不再是一個(gè)考慮因素，設備可以放置在任何能運行LAN電纜的地方。 可靠性：集中式電源取代了低成本的墻式適配器，允許使用單個(gè)不間斷電源來(lái)備份系統。 安全性：提供比無(wú)線(xiàn)更強大的安全協(xié)議，加強了對黑客的防范。 輕松便捷：可同時(shí)傳輸電源和數據，減少線(xiàn)束，高效便捷。 PoE LED Lighting產(chǎn)品介紹 項目背景 PoE LED Lighting的推廣基于新推出的IEEE 802.3bt標準，同時(shí)也在傳統的LED Lighting進(jìn)行了重要改進(jìn)。這一改進(jìn)的主要推動(dòng)因素是通過(guò)使用四對網(wǎng)線(xiàn)，在長(cháng)達100m的電纜上傳輸高達90W的電力。這可讓多個(gè)燈具使用菊花鏈連接，從而簡(jiǎn)化安裝過(guò)程。 應用場(chǎng)景 POE可應用于商業(yè)樓宇體育場(chǎng)館以及大型基礎設施、智能家居。 而將PoE與照明相結合則具有令人興奮的新優(yōu)勢。例如，PoE可用于為UVC燈供電以攻擊病毒，包括COVID-19。 產(chǎn)品框架 將PoE交換機或非PoE交換機（配合PSE供電器）分別與PoE LED燈具以及其它配件，例如無(wú)線(xiàn)AP和IoT傳感器相連，則可建立一個(gè)PoE Lighting系統。用戶(hù)只需要通過(guò)一些裝有配套軟件的移動(dòng)終端或服務(wù)器云端，即可控制整個(gè)LED照明系統。 PoE照明系統包括五個(gè)基本組件：網(wǎng)關(guān)、用戶(hù)界面、PoE交換機（非PoE交換機+PSE 供電器）、PoE節點(diǎn)燈具，以及傳感器或開(kāi)關(guān)等輔助設備。 LED燈具的數據和電源接收，是通過(guò)在LED燈具外殼內增加一個(gè)“節點(diǎn)”，并連接到LED電源和調光輸入端來(lái)實(shí)現的。
圖2 PoE Lighting 系統架構和產(chǎn)品框架 PoE LED Lighting的實(shí)現 通過(guò)以太網(wǎng)電纜（例如Cat5e/Cat6/Cat6a等）給設備供電主要需要兩個(gè)組件：供電設備端（PSE）和受電設備端（PD）。其中PSE端負責像電源一樣供電，而PD端接收并使用功率（負載）。同時(shí)在PoE配置中，每個(gè)LED燈具都可以是標準的RJ45連接器（即插即用設備），所以工業(yè)以太網(wǎng)也是不可或缺的重要組件。
圖3 以太網(wǎng)供電框圖 PoE LED Lighting 交換機--供電設備端（PSE） 根據不同的應用場(chǎng)景，供電設備端PSE可以有三種產(chǎn)品型態(tài)：
圖4 PSE端三種產(chǎn)品型態(tài) 1. Endpoint PSE—PoE交換機是實(shí)現PoE供電最便捷的方式，PoE交換機直接連接終端PoE受電設備PD進(jìn)行供電和數據傳輸； 2. Midspan PSE—也稱(chēng)PoE供電器（injector），一般在網(wǎng)絡(luò )中沒(méi)有PoE交換機的情況下使用，它的主要功能是將自身的電能和來(lái)自普通交換機的數據信號一起通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)，傳輸給PoE受電設備端PD； 3. Extender PSE—PoE擴展器，擴展PoE供電設備傳輸距離>100m。 ADI定義的專(zhuān)有標準 LTPoE++，該標準定義高達90W的受電設備（PD）功率規范，可支持多種功率級別：IEEE PoE（13 W）、IEEE PoE+（25.5 W）、IEEE PoE++（71 W） 和 ADI LTPoE++（高達 90 W/123W）標準。
圖5 ADI PoE PSE端支持功率級別
圖6 ADI LTC4279 LTC4279支持123W輸出，默認完全自啟動(dòng)模式。
圖7 LTC4291-1和LTC4292 PoE++ 4端口PSE芯片組的簡(jiǎn)化原理圖 如圖7所示，用戶(hù)可以通過(guò)I2C接口與LTC4291-1/LTC4292 PSE芯片組進(jìn)行通信，并可根據不同應用，選擇四種PSE工作模式（自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)或關(guān)斷）中的一種；LTC4291-1提供一個(gè)PSE主機隔離數字接口，而LTC4292則提供一個(gè)高壓以太網(wǎng)接口�？蓪⒍噙_6個(gè)昂貴的光耦和1個(gè)隔離電源替換為更便宜、更可靠的10/100Mbps以太網(wǎng)變壓器；可以通過(guò)配置setting AUTO high為自動(dòng)模式。
圖8 采用了LT4290A/LT4271芯片組的工業(yè)PSE交換機 工業(yè)PSE交換機采用了LT4290A/LT4271芯片組，具備6個(gè)10/100/1000M RJ45端口、支持IEEE802.3 bt協(xié)議。其中1-4口支持超大功率71W輸出，并向下兼容IEEE 802.3af/at PoE國際標準，單端口PoE功率高達95W；工業(yè)PSE交換機能自動(dòng)檢測識別符合標準的受電設備，并通過(guò)CAT5或更高等級網(wǎng)線(xiàn)為其供電，為大功率無(wú)線(xiàn)AP、網(wǎng)絡(luò )球機、大功率PoE照明，工業(yè)傳感器等PoE終端設備供電。 PoE Lighting節點(diǎn)--受電設備（PD） ADI提供LTPoE++、PoE+和PoE標準，具有集成隔離式開(kāi)關(guān)穩壓器的PD控制器；功率等級從2 W至90 W。 部分PD設備集成DC-DC控制器（LT4295/LT4275A 圖8所示），對一些特定應用能簡(jiǎn)化設計。 對于那些需要能夠支持輔助電源的LTPoE++ PD設計，PD可以選擇由電源適配器供電，圖12所示的LT4321兼容PoE、PoE+、和 LTPoE++。 PoE Lighting節點(diǎn)可以共享通過(guò)LED燈具外接傳感器收集數據（如光環(huán)境、人體紅外感應、溫濕度、空氣質(zhì)量等），用于從自動(dòng)調節空氣質(zhì)量和舒適度到健康和安全威脅偵測、人流控制和優(yōu)化運營(yíng)等各個(gè)方面。
圖10 PoE Lighting節點(diǎn)
圖11 ADI LTC4275A最高可以支持90W功率
圖12 ADI LTC4321二極管電橋控制器驅動(dòng) PoE Lighting接口--工業(yè)以太網(wǎng)/RS485 ADI同時(shí)可以提供工業(yè)以太網(wǎng)PHY ADIN1300（速率范圍為10 Mbps至1 Gbps）和ADIN1200（速率范圍為10 Mbps至100 Mbps）。
圖13 ADIN1200/ADIN1300 總結 PoE照明的優(yōu)勢遠遠超越單純LED的節能、環(huán)保和控制能力。作為集成在網(wǎng)絡(luò )上的基于IP的設備，PoE lighting可以通過(guò)軟件從任何地方進(jìn)行控制和管理，并與其他網(wǎng)絡(luò )應用功能集成。 世健可以提供完整的ADI PoE電源解決方案（PSE+PD+Bridge Controller），同時(shí)結合先進(jìn)成熟的傳感器技術(shù)，建立基于網(wǎng)絡(luò )的理想平臺。 |
