IEEE 802.3bt：多大電源？

　　當聽到“高功率 PoE”或“4 對 PoE”時您所想到的功率等級是多少?您是否想到的是雙倍802.3at(提供給 PD 的 51W 總功率)?或者想到了更高的數值(60W、70W 或 80W 的 PD 功率)?如果您想到了甚至更高的功率，我有一個好消息和一個壞消息。好消息是我們正在研究可實現(xiàn)的方案及其實現(xiàn)方法;壞消息是這并不像您想象的那么簡單。

　　在從 4PPoE 研究組階段發(fā)展成現(xiàn)在的 IEEE 802.3bt 任務組的過程中，我們聆聽了大量解決該問題的報告。這些報告包括以太網布線過程中的對至對電流不平衡、通道中其它器件(二極管與變壓器等)引起的電流不平衡以及線纜中功耗引起的線纜發(fā)熱等各種主題。事實上，所組建的專門小組已經在會議間的不平衡主題方面取得了進展。

　　現(xiàn)在您可能會問：為什么這么復雜?實際上有很多原因，我會盡量介紹主要原因。首先，線纜廠商一般不會指定(或測量)對至對線纜不平衡參數。要想讓以太網數據系統(tǒng)正常工作，對內不平衡參數非常重要，而且線纜廠商會對其進行測量和規(guī)定，但不會測量和規(guī)定對至對不平衡參數。

　　其次，雖然已經有了大量線纜發(fā)熱數據，但我們還需要確定如何約束系統(tǒng)以限制溫度升高。在 IEEE 802.3at 任務組工作中，為具有 300mA 電流流經所有導通的線纜記錄了數據(這相當于在沒有不平衡的 100 米線纜的末端提供 51W 電源)。要想讓包含 100 條線纜的線束溫度提升小于 10 攝氏度，這就成了限制因素。因此，盡管已經傳輸了 51W(減去不平衡中的那一小部分)電源，傳輸更多電源也會使線束溫度過度升高。

　　這個問題有兩種解決方法，但兩種方法都存在不足。首先，我們可以要求使用更好的線纜(更低電阻)。這可減少線纜中的功率損失和溫度提升。第二，我們可以規(guī)定更小的最大線束尺寸。這兩種方案都有問題，因為人們使用的很多線纜基礎設施都已就位。要求升級線纜或重新布線實現(xiàn)更小的線束，會給高功率 PoE 的采用帶來另一種阻礙(或者因安裝人員忽略這些要求而產生安全隱患)。此外，線束尺寸以前從未在 IEEE PoE 標準中規(guī)定過。然而，可以參考以前關于功率等級的 PoE 標準中的單獨線纜規(guī)范。

　　產生這種復雜情形的第三個原因是 PSE 電源輸出與針對 PD 傳輸的電源之間存在非線性關系。這要歸因于大部分 PD 都將作為恒定功率負載的屬性。最簡單的理解方法是：假設 PD 需要一定數量的電源，其電流負載增加的同時線纜中的壓降也會增大，這會導致 PD 上的電壓降低，使得 PD 需要更多電流來彌補壓降。我一直使用下面的公式和圖形來解釋這個問題。請注意，該公式是二次方程(有兩個解)。能形成更高 PD 電壓和更低電流的解穩(wěn)定，另一個解不穩(wěn)定。

　　包含一個 PSE、電阻式線纜和一個恒定功率負載 PD 的系統(tǒng)所得到的公式為：

　　其中 R 是線纜的電阻，PPD 是傳輸至 PD 的電源。我一直假設 PSE 的電壓是 54V，線纜的電阻是 6.25?(100m Cat 5E 線纜的最大有效電阻)。

　　應該記住，出于安全考慮，PSE 只能輸出 100W 的最大值(減去一些余量)，我們真正能輸出多大電源?我想我們應該將 PSE 限制在 90W(典型值)，這樣可使用上面針對 PSE 電壓和線纜電阻所做的假設將傳輸至 PD 的電源限制在大約 72.5W。在這種情況下，如果其它組件都很理想，則系統(tǒng)效率將為 80% 左右。如果 PSE 使用 50V 電源，這兩個數值將分別降至 70W 和 77%。