以太网供电技术再升级，最大供电能力达90W

2020 年1 月2 日, 作者 Barry Manz分类All, 传感器, 电源, 工业, 物联网

随着以太网供电(PoE) 技术的发展，它已成长为一个全球市场，预计到2025年市值将超过30亿美元，是目前的三倍多，是2015年的八倍。不过即便如此乐观的估计也可能偏保守，因为分析师每年都在提高他们的预测值，而且个中原因也不难理解。IEEE 802.3 PoE标准终于实现了在单根5e类(CAT 5e) 电缆上传输约90W功率的能力。随着世界上越来越多的城市逐渐互联，这项能力可谓是应运而生。

当IEEE 802.3af PoE标准在2003年首次出现时，它在350mA电流下只能将13W功率传输100米的距离，不过这在当时已经令人印象深刻了，因为它可以为一些网络电话(VoIP) 系统、闭路电视摄像头、射频识别(RFID) 读卡器和其他低功耗系统供电。不过，13W传输能力还不足以支持视频会议、Wi-Fi路由器、平移倾斜变焦或加热摄像头等应用。2009年发布的IEEE 802.3at标准在600mA时将直流功率提升到了25.5W（非标准版本除外）。直流功率的提高使得Analog Devices 等制造商能够改进其PoE架构。Analog Devices专有的Linear Technology以太网供电(LTPoE)++架构（图1）提供90W的最大供电能力，向后兼容802.3af，并提供其他功能。

图1：LTPoE++架构采用简化的方法，能在PD端提供90W功率。（资料来源：Analog Devices）

到了2018年9月27日，IEEE宣布PoE标准802.3bt最终确定，将最大传输功率提升到了90W。IEEE 802.3bt PoE标准实现了巨大的飞跃，因为：

▪        它显著提高了功率处理能力 

▪        它增加了PoE的潜在应用，因为几乎所有类型的电子设备在过去几年都变得更加高效

现在，在所有类型的建筑物中，绝大多数设备第一次可以将数据传输与直流以太网供电相结合，提高自身能效。在智能城市中，具有可调节和可监控特性的LED灯具正在逐渐取代钠蒸气等光源。此外，由于以太网分布广泛，因此PoE可以补充或取代目前正在安装的照明控制无线解决方案。

基于802.3bt的应用除了给终端用户带来好处之外，还为控制器、集成电路和其他以太网组件的制造商提供了大好机会，让这些组件能支持更高的功率水平。例如， Analog Devices的LT4295受电设备(PD) 接口可支持高达71W的功率，端到端效率大于94%。在供电设备(PSE) 侧，Texas Instruments (TI) TPS23880 （图2）是一款PSE控制器，用于检测功率为90W的受电设备。该器件包含可编程标准随机存取存储器(SRAM)，可通过内部集成电路(I2C) 进行升级。

图2： TPS23880八通道PSE控制器包含用于现场固件更新的可编程SRAM。（资料来源：Texas Instruments）

未来趋势如何？

电子元件制造商和最终用户完全接受802.3bt可能需要几年的时间，因此基于标准的进一步增强可能要在数年之后。同时，其他替代解决方案也在使用PoE作为独立系统为通常消耗150W功率的小电池供电。其他非标准的专有方法也可能出现，进一步扩展功率处理能力，这些方法在兼容标准的环境中可能可用，也可能不可用。

作者介绍:

Barry Manz是Manz Communications, Inc.（曼兹通信公司）的总裁，该公司是他于1987年创立的技术媒体关系机构。他曾与100多家公司在射频、微波、国防、测试和测量、半导体、嵌入式系统、光波及其它市场进行过合作。Barry曾为多家线下和线上贸易刊物撰写过文章，亦撰写过各种白皮书、应用笔记、研讨会论文、技术参考指南和网页内容。他是Journal of Electronic Defense杂志