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以太网供电(PoE)的新标准可以同时解决这两大挑战,从而可以在网络边缘进行更多处理,并提高最新联接系统的性能。
以太网供电是能够解决此问题的一项关键技术,它由承载数据的同一条以太网电缆供电,无需单独联接。对于某些功率要求不高的联网设备,例如用于视觉检查和监视生产线的摄像机,这效果很好。PoE愈趋用于为更多类型的边缘计算系统提供电源和数据。
这些将包括更精密的互联照明、更高分辨率的数字标牌、具有平移、缩放和倾斜(PZT)及散热良好的全功能安防摄像机,甚至包括运行机器学习算法以进行图像分析和对象识别的边缘服务器。
表1:PoE受电设备(PoE-PD)按所需功率分级
无线网关是边缘计算的重要组成部分。这些设备聚集了整个工厂中来自传感器和执行器的信号,但是并没有将所有原始数据发送到云端,而是在本地进行处理。在本地处理的需求不断增长,尤其是在使用机器学习来提高生产率的地方。
除了监视警报和阈值违例的数据外,这些网关现在还存储数据并识别信息流中的“隐藏”模式。这种分析可以确定长期趋势,甚至可以预测哪些设备可能需要预测性维护。结果被发送到集中式服务器,成为用户数据仪表板的一部分。
PoE将设备分类为供电设备(PSE)或受电设备(PD)。而且有两种PSE,一种是由电缆供电和通信,另一种是简单地提高功率。
端点PSE是内置PoE功能的以太网数据交换机,而中跨PSE可以放置在交换机和PD之间以向链路输入额外的功率。插入一个Midspan PSE,这还支持添加电源到任何以太网链路,甚至没有PSE交换机的以太网链路。
Type 1
PoE使用IEEE 802.3af标准,经由两对电缆提供最大15.4W功率到端口。这提供12 W功率给网络电话(VoIP)、传感器,带有两个天线的无线接入点或不带平移、倾斜或缩放功能的静态摄像机等设备。
Type 2
也称为PoE +,基于IEEE 802.3at,也经由两对电缆提供30 W到以太网端口。这适用于平移、倾斜或缩放的更复杂的监控摄像机,以及具有六个天线的无线接入点,LCD显示器,生物识别传感器和功耗高达25 W的平板电脑。
Type 3
或PoE ++,使用四对电缆在IEEE 802.3bt下为视频会议系统组件和建筑物管理设备提供高达60 W的功率。
Type 4
将PoE ++扩展至90 W,可为设备提供高达71.3 W的功率。
单特征显示两对和四对模式都通过整流器连接到同一电源轨,并且所有电气负载共享同一电源轨。
在双特征PD中,两种模式都采用不同的检测和分类机制连接到个别的PD控制器。
图1:含自动分类功能的8级PD的启动过程
图2:NCP1095的功能框图
图3:使用NCP1095的典型PoE PD应用
有了更多功率,PD可集成更多特性和功能,如运行越来越复杂的机器学习算法,以监控工厂车间的活动并在潜在问题变得严重之前识别出来。这也减少了发送回云的数据,降低了能源成本和复杂性。