基于5G的以太網供電技術

以太網電纜通常用于傳輸數據。事實上，同樣的電纜也可以用來為連接的網絡設備供電。

以太網供電（PoE）是一種通過雙絞線以太網電纜傳輸電力的技術：提供電力的設備稱為供電設備（PSE），而受電設備稱為受電設備（PD）。大多數 PSE 設備是網絡交換機或 PoE 注入器，旨在與非 PoE 交換機一起使用。PD 設備的常見示例包括 VoIP 電話、無線接入點和 IP 攝像機。

Silicon Labs 推出了一個新的產品組合，旨在為未來的以太網應用（如 5G 迷你蜂窩）提供動力。PSE 和 PD 產品符合新的 IEEE 802.3bt 90W PoE 標準。

以太網供電技術

PoE 技術有時也稱為“在線電源”，可讓您顯著減少安裝網絡所需的電纜數量。其他好處包括在選擇安裝設備的位置方面具有更大的靈活性、減少停機時間以及降低布線和電力成本。自 2003 年推出以來，通過以太網供電（PoE）的電力傳輸能力已從最初的 15.4 瓦大幅增加到 30 瓦。新標準 IEEE 802.3bt 通過將功率增加到 60 瓦，在某些應用中增加到 90 瓦來滿足這一需求。IEEE 802.3bt 標準引入了類型 3 和類型 4 PSE/PD（圖 1）。

圖 1：如果通道長度已知，擴展的功率能力允許 PD 輸入功率高達 90W。

新的以太網供電（PoE）標準 – IEEE 802.3bt – 在支持 10 千兆位以太網（10GBASE-T）并保持與舊 PoE 標準的兼容性的同時，為新應用提供更高的功率水平。

PSE 設備有一個最大功率預算，它表示它可以同時向 PD 設備提供的總功率，以瓦特為單位。大多數 PSE 設備的功率預算不足以為所有 PoE 端口提供最大功率，因為大多數用戶并未使用所有功率。因此，大多數 PSE 設備實施電源管理以在連接的 PoE 端口之間智能分配電源。

當 PD 連接到 PSE 時，PoE 標準指定了 PD 的浪涌電流以防止高電流尖峰。此外，PoE 標準提供了 PSE 和 PD 之間的模擬握手（分類）以協商功率。PD 請求特定級別的功率，PSE 要么授予請求的級別，要么將 PD 降級到較低的功率級別。分級完成后，PD 將可用功率報告給 PD 系統控制器，PD 系統必須相應地調整其功率消耗。

Silicon Labs 解決方案

Silicon Labs 的新 PoE 產品組合提供了一個完整的解決方案，其目標是降低向供電設備（PSE）和受電設備（PD）添加 90 W PoE 的成本和復雜性。新的 90 W PoE 產品組合符合 IEEE 802.3bt 標準。通過將 PoE 功率提高一倍以上，portolio 擴展了無線接入點、物聯網無線網關和其他 PoE 應用的功能。該產品組合的更高功率能力有助于使小型 5G PoE 供電單元和數字建筑成為現實。

該產品組合包括三種新的 PSE 和 PD 產品：符合 802.3bt 的單端口 90W PSE Si3471 控制器。Si3471 不需要外部主機 MCU、固件下載或軟件編程，并且易于使用三個數字 I/O 引腳進行配置。

Si3474 四路以太網 90 W 802.3bt 或最多八個 30 W 802.3at/af PoE 端口，用于工業和商業以太網交換機和安全記錄設備。

Si34071 單芯片 PD 解決方案將 802.3bt 接口與集成高效 DC-DC 轉換器相結合，可實現超過 90% 的端到端效率。Si34071 為小型 5G 蜂窩、無線接入點和物聯網網關提供高功率（圖 2-4）。

圖 2：Si3471 應用布局

圖 3：Si3474 應用布局

圖 4：Si34071 的應用布局

Silicon Labs 電源產品高級產品經理 Charlie Ice 說：“以太網供電的一個主要優勢是能夠通過現有的標準以太網電纜傳輸電力和數據，這消除了將交流電源連接到安裝位置的需要用于連接的設備，這反過來又降低了安裝的成本和復雜性。例如，在整個建筑物中部署 5G 小型基站通常涉及在無法使用交流電源的難以到達的地方安裝系統。通過使用 PoE 技術，一根低壓以太網電纜可以延伸到小型基站，以提供高速數據和高達 71 W 的功率。”

當您必須在附近沒有墻上插座的地方供電和使用網絡設備時，PoE 非常有用。這是在無法輕松接入電源的地方使用 IP 攝像機進行視頻監控的簡單案例。通常，您正在尋找配備長壽命電池的設備。視頻監控解決方案、傳感器、傳輸和接收設備以及其他物聯網只是 PoE 提供的一些可能性。

“隨著新的 90 W 標準于去年獲得批準，我們認為 PoE 將在應用數量和使用它設計的客戶數量方面真正爆炸式增長。PoE 不僅將用于 5G 小型基站，還將重振無線接入點和其他 PoE 應用，”。Silicon Labs 電源產品高級產品經理 Kevin Kilbane 說。