Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
OptexOptex
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Rozwiązania Power over Ethernet dla urządzeń i systemów 5G

ghost666 29 Mar 2020 15:39 495 0
  • Rozwiązania Power over Ethernet dla urządzeń i systemów 5G
    Kabel Ethernet jest zazwyczaj używany do przesyłania danych, ale ten sam kabel można również wykorzystać do zasilania podłączonych do niego urządzeń sieciowych. Wykorzystuje się d tego technologię tzw. Power over Ethernet (PoE)

    PoE to technologia, która pozwala na przesyłanie energii elektrycznej za pomocą skrętki komputerowej Ethernet: urządzenie, które dostarcza energię, określa się PSE, a zasilane nazywa się PD. Rolę urządzenia PSE pełni najczęściej switch lub specjalny układ do podawania zasilania, jeśli dany switch nie jest wyposażony w wyjścia PoE. Typowe przykłady urządzeń PD obejmują telefony VoIP, bezprzewodowe punkty dostępowe i kamery IP.

    Firma Silicon Labs wprowadziła do swojej oferty nowe, dedykowane układy scalone, zaprojektowane do zasilania przyszłych aplikacji Ethernetowych, takich jak mini stacje bazowe 5G. Układy te mogą pracować zarówno jako PSE jak i jako PD. Elementy te są zgodne z nowym standardem PoE IEEE 802.3bt 90 W.

    Technologia Power Over Ethernet

    Technologia PoE, pozwala znacznie zmniejszyć liczbę kabli potrzebnych do zainstalowania sieci. Inne korzyści obejmują większą elastyczność w wyborze lokalizacji zainstalowanego sprzętu, zmniejszenie przestojów podczas zmian sprzętu oraz redukcja kosztów okablowania i zasilania. Od momentu wprowadzenia technologii na rynek w 2003 r, wiele zmieniło się w samej technologii. Dostarczana moc dramatycznie wzrosła z pierwotnego 15,4 W do nawet 90 W. Nowy standard IEEE 802.3bt oferuje od 60 W do 90 W, zależnie od aplikacji. Standard IEEE 802.3bt wprowadza PSE i PD typu 3 i 4 (patrz tabela na rysunku 1).

    TypStandardMinimalna moc zasilaczaMinimalna moc wyjściowaWymagany rodzaj kablaMaksymalna długość kablaSposób przesyłania zasilania
    Typ 1IEEE 802.3af15,3 W12,95 Wcat5e100 mPrzez dwie pary
    Typ 2IEEE 802.3at30 W25,5 Wcat5e100 mPrzez dwie pary
    Typ 3IEEE 802.3bt60 W51..60 Wcat5e100 mPrzez dwie lub cztery pary (klasy 0 - 4), cztery pary (klasa 5 i 6)
    Typ 4IEEE 802.3af90 W71..90 Wcat5e100 mPrzez cztery pary (klasa 7 i 8)

    Rys.1. Porównanie różnych standardów przesyłu energii PoE.


    Nowy standard Power over Ethernet - IEEE 802.3bt - umożliwia zwiększenie poziomu mocy dla nowych aplikacji, jednocześnie obsługując 10-gigabitowy Ethernet (10GBASE-T) i zachowując zgodność ze starszymi standardami PoE.

    Urządzenie PSE ma określony, maksymalny budżet mocy, który reprezentuje całkowitą ilość mocy, jaką może on dostarczyć do urządzeń PD jednocześnie. Większość urządzeń PSE nie ma wystarczająco wysokiego budżetu mocy, aby zapewnić maksymalną moc zasilania dla wszystkich portów PoE, ponieważ większość urządzeń PD nie będzie potrzebować tak wysokiej mocy. Dlatego większość urządzeń PSE posiada systemy zarządzania energią w celu inteligentnego rozdziału jej między podłączone porty PoE.

    Kiedy PD jest podłączony do PSE, standard PoE określa prąd rozruchowy dostarczany do PD, aby zapobiec skokom prądu. Ponadto standard PoE zapewnia protokół rozpoznawania urządzeń i klasyfikacji ich do różnych klas poszczególnych standardów. PD żąda określonej klasy mocy, a PSE albo przyznaje żądaną klasę mocy, albo obniża moc dostarczaną do PD do niższego poziomu mocy. Po zakończeniu klasyfikacji PD zgłasza dostępną moc do swojego kontrolera systemu, a on musi odpowiednio dostosować pobór mocy w urządzeniu.

    Rozwiązania Power over Ethernet dla urządzeń i systemów 5G
    Rys.2. Układ aplikacji Si3471.

    Rozwiązania Power over Ethernet dla urządzeń i systemów 5G
    Rys.3. Układ aplikacji Si3474
    Rozwiązania Power over Ethernet dla urządzeń i systemów 5G
    Rys.4. Układ aplikacji Si34071.
    Rozwiązania Silicon Labs

    Nowa oferta elementów PoE firmy Silicon Labs stanowi kompletne rozwiązanie mające na celu zmniejszenie kosztów i złożoności 90-wartowego systemu PoE do urządzeń PSE i PD. Nowe portfolio elementów PoE o mocy na poziomie 90 W jest zgodne z standardem IEEE 802.3bt. Dzięki ponad dwukrotnemu zwiększeniu mocy PoE portfolio to rozszerza możliwości bezprzewodowych punktów dostępowych, bezprzewodowych bram IoT i innych aplikacji wykorzystujących PoE. Większe możliwości pomagają sprawić, by małe stacje bazowe 5G wykorzystujące zasilanie PoE czy w pełni cyfrowe budynki, wykorzystujące systemy Internetu Rzeczy (IoT) do zarządzania automatyką budynkową, stały się rzeczywistością.

    Nowa rodzina elementów obejmuje trzy nowe produkty: zgodny z 802.3bt jednoportowy kontroler PSE Si3471. Kontroler Si3471 nie wymaga zewnętrznego mikrokontrolera, pobierania oprogramowania układowego ani programowania/ Jest on łatwy do skonfigurowania za pomocą trzech cyfrowych pinów I/O.

    Układ Si3474 to sterownik PoE 90 W dla czterech portów 802.3bt lub do ośmiu portów z mocą 30 W w standardzie 802.3at/af. Układ dedykowany jest do zastosowania w przemysłowych i komercyjnych switchach Ethernet, a także w urządzeniach rejestrujących, takich jak kamery IP i systemy CCTV.

    Układ Si34071 zapewnia kompletne rozwiązanie PD w standardzie 802.3bt ze zintegrowaną przetwornicą DC/DC o wysokiej sprawności. Układ osiąga sprawność ponad 90% w szerokim zakresie warunków pracy. Si34071 zapewnia wysoką moc dla małych modułów 5G, bezprzewodowych punktów dostępowych i bram IoT.

    Rozwiązania Power over Ethernet dla urządzeń i systemów 5G
    Rys.5. Si34071 -71-watowa przetwornica PoE
    (u góry); wykres jej sprawności (na dole).
    „Kluczową zaletą technologii Power over Ethernet jest możliwość dostarczania zasilania i danych przez już istniejące, standardowe kable Ethenet” mówi Charlie Ice, menedżer w Silicon Labs. „Eliminuje to konieczność doprowadzania zasilania sieciowego do miejsc instalacji dla podłączonych urządzeń, co z kolei zmniejsza koszty i złożoność instalacji. Na przykład rozmieszczenie małych stacji 5G w całym budynku zwykle wiąże się z instalacją systemów w trudno dostępnych miejscach bez dostępu do zasilania sieciowego. Dzięki zastosowaniu technologii PoE pojedynczy kabel Ethernet może sięgać do takiego urządzenia, zapewniając komunikację i zasilanie o mocy do 71 W”.

    PoE jest przydatne w sytuacjach, gdy konieczne jest zasilenie urządzenia sieciowego w miejscach, gdzie nie ma łatwego dostępu do gniazda zasilającego. Często taki problem napotyka się przy instalacji kamer wewnętrznych, stosowanych do nadzoru wideo. Często w takich sytuacjach korzystało się z systemów zasilanych bateryjnie, jednakże jest to problematyczne – wymagana jest okresowa wymiana tych baterii, monitorowanie ich stanu naładowania etc. Zwiększa to koszty i poziom skomplikowania utrzymania instalacji.

    „W związku z ratyfikacją w zeszłym roku nowego standardu o mocy 90 W, uważamy, że technologia PoE naprawdę eksploduje pod względem liczby aplikacji i klientów, którzy będą ją wykorzystywać. PoE będzie wykorzystywane nie tylko w małych stacjach bazowych 5G, ale także znajdzie się w bezprzewodowych punktach dostępowych i innych aplikacjach PoE”. mówi Kevin Kilbane, z Silicon Labs.

    Korzystanie z technologii PoE pozwala projektantom systemów zmniejszyć liczbę kabli i gniazd elektrycznych wymaganych w środowiskach o wysokim zagęszczeniu sprzętu lub wewnątrz szafek rozdzielczych czy rackowych. W czasach, gdy dominuje sieć bezprzewodowa, Ethernet może wydawać się technologią mało nowoczesną, ale jest on nadal wymagany w większości aplikacji. Będzie to kluczowe w świadczeniu usług 5G, dzięki technologiom Power over Ethernet i najnowszej iteracji specyfikacji PoE.

    Źródło: https://www.powerelectronicsnews.com/power-over-ethernet-for-5g/

    Fajne! Ranking DIY
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9741 postów o ocenie 7911, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • OptexOptex