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PoE功率傳輸增加 簡化5G小型基地台設計

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Silicon Labs(芯科科技)台灣區資深應用工程師何天仕。

物聯網裝置愈來愈多,針對聯網設備架構的簡化,乙太網路供電(Power over Ethernet;PoE)是關鍵之一。何謂PoE?如其名稱所示,就是透過網路線向設備同時傳輸數據和供電,不必額外增加電源線。PoE產品可以大幅降低供電裝置及受電裝置的成本和複雜度。

近年隨著各種應用的不斷,PoE在功率、體積與整合度等方面也有與以往不同的需求,5G小型基地台對於高功率的需求即是一例。Silicon Labs(芯科科技)台灣區資深應用工程師何天仕說明,針對此類需求,Silicon Labs已推出相容IEEE 802.3bt標準的PoE產品組合,可將標準PoE功率提升一倍以上,使5G小型基地台得以實現,並能擴展無線存取點和IoT無線閘道器功能。

802.3bt標準,增加功率並降低功耗

首先,我們來看看802.3bt標準與之前的標準有何不同?乙太網路電纜中有8條導線,以往的PoE標準IEEE 802.3af僅使用其中的4條來傳輸直流電流,而根據IEEE Std 802.3bt-2018修正案2(Amendment 2)的明文規定,針對802.3bt,IEEE工作小組選擇使用所有8條導線。

如此一來,功率傳輸得以增加,也就能為終端裝置提供更大功率。此外,這個修正案還降低了終端裝置的待機功耗,並且能夠以更佳機制管理可用功率預算。藉由這些改變,IEEE工作小組的目標是提高從PSE到PD的電量,提供給PD的這些額定功率水準高達71.3W,同時顯著降低PD休眠時所需的待機功耗。

降低設計複雜度,加速開發高功率單埠PoE

針對802.3bt標準定義的需求,Silicon Labs推出涵蓋15W至90W的乙太網路電纜兩端PoE產品組合,包括Si3471 PSE控制器、Si3474四埠乙太網路PSE控制器及Si34071單晶片PD解決方案,能針對PSE和PD應用提供彈性選擇,協助開發人員簡化系統設計,同時滿足嚴格的功率、尺寸和成本預算。其中,Si34071單晶片PD解決方案適合用PoE供電的5G小型基地台。

Si34071單晶片PD解決方案結合802.3bt介面與整合的高效率DC-DC轉換器,可實現超過90%端對端效率。Si34071包括一個簡單的9600串列傳輸速率UART介面連接至系統MCU。Si34071可為5G小型基地台、無線存取點和IoT閘道器提供高功率。Si34071採用小型32接腳5 mm x 5 mm QFN封裝,是Si3471 PSE控制器的最佳搭配。

此外,Si3471 PSE控制器為90W單埠相容802.3bt的供電解決方案,可輕鬆為單埠中跨設備增加功率輸出,能自動管理與802.3bt標準相關的所有細微差別,適用於家庭、小型閘道器應用;Si3474四埠乙太網路PSE控制器則能為最多4個90W 802.3bt PoE埠或8個30W 802.3at/af PoE埠供電,為工業和商用乙太網路交換器,以及安全記錄設備提供通用解決方案。整體而言,Silicon Labs的90W解決方案有助簡化新興的高功率單埠PoE設計,有效協助工程師加速打造出5G時代所需的產品和技術。