Power over Ethernet: Opening the Door for Higher Power IoT Applications

随着网络日益增大规模和更复杂，支持这些设备所需的功率量也显著增加。下一代IoT应用，包括联接的照明和闭路安防摄像机，将需要至少25.5瓦的功率。此外，这些设备还需要符合多种标准，在紧凑的空间内以更高的能效运行，并保持较低的发热量。

为满足这一需求，新的通用标准（IEEE 802.3bt）于2018年9月获批，支持高达100瓦功率。 IEEE 802.3bt也称为“PoE+”，向后兼容IEEE 802.3af等现有标准，IEEE 802.3af在可预见的未来将仍用于许多以太网供电（PoE）应用。有了这兼容性，更高功率的设备在使用先前标准运行时可限制使用功率。

新的IEEE 802.3bt标准提供的另一个好处是改进了智能功率预算，设备可识别特定的功率需求并通信。

PoE技术可通过以太网电缆传输电力和数据。通过供电设备（PSE）和受电设备（PD）之间的连接来管理传输的电量。在此过程中，PSE根据PoE标准识别PD设备的类型和类别，然后确保其接收适当且安全的电量。

新的IEEE 802.3bt增加了两种新类型（3类和4类）和四种新类别（5至8）的PoE设备，增加PSE可能提供的输出功率达90 W。使这功率增加的关键是能在以太网电缆中使用所有4对导体。

虽然IEEE802.3bt标准规定PSE的输出为90W，但它预测只有71.3W将达到PD。这是基于以太网电缆的最大损耗18.7W，该电缆定义了100米电缆的“最大配对直流回路电阻”为12.5Ω。为了帮助优化功率分配，新的IEEE802.3bt标准中引入了一个新特性“自动分类”(Autoclass)。在第一类事件期间，Autoclass自动检测PD的最大功率，然后在81.5 ms(典型值)之后将分类电流从4级(40 mA)调整到0级(2.5mA)，如下图所示。这里的时间非常重要，且只能通过支持802.3bt的PSE来检测。在系统通电后，PD将获取运行所需的最大功率，这是由PSE测量的。利用这一测量，PSE可以确定PD实际需要的确切功率需求，并进行相应的调整。

为支持大功率PoE应用，安森美半导体开发了一系列符合新的IEEE 802.3bt规范的新方案。该系列包括PoE-PD接口控制器NCP1095和NCP1096，具有PoE系统所需的所有功能，包括检测、分类和限流。为了提高电源能效，两款器件均提供Autoclass功能，并支持达5级物理层分类。

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