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1、准备人: Walter Fang 2010 年 10 月6 日 元件概要 POEPOE功能應用介紹功能應用介紹 元件工藝流程介紹元件工藝流程介紹 主要参数及主要参数及测试测试 方法方法 提提问讨论问讨论 成功源于责任 以以太網磁性元件工作原理太網磁性元件工作原理/ /應用介紹應用介紹 * *網路變壓器網路變壓器/ /濾波器濾波器(10/100/1000BASE-T)(10/100/1000BASE-T)在乙太網電在乙太網電 路中起著信號的轉輸路中起著信號的轉輸/ /阻抗匹配阻抗匹配/ /濾波濾波/ /信號干擾抑制等信號干擾抑制等 作用作用, ,它的品質性能它的品質性能, ,直接影響整個網路系統
2、的運行直接影響整個網路系統的運行( (包包 括信號的傳輸速度括信號的傳輸速度/ /距離距離/ /信號失真等信號失真等) )功能。功能。 *以太网磁性组件应用于网絡高端路由器,集線器,交換机, 各類計算机(包括筆記本型電腦),网絡服務器及各類網絡 通訊儀器設備等领域. 成功源于责任 以以太網磁性元件應用電路介紹太網磁性元件應用電路介紹 uu 一個基本的電路由一個隔離變壓器加一個共模一個基本的電路由一個隔離變壓器加一個共模 CHOKECHOKE組成，如下圖組成，如下圖figure1figure1所示：所示： uu 也有部分電路由一個隔離變壓器加一個共模也有部分電路由一個隔離變壓器加一個共模 CHO
3、KECHOKE，再加一個自耦變壓器組成，這主要是，再加一個自耦變壓器組成，這主要是 更好更好地抑制共模信號地抑制共模信號，如下圖，如下圖figure2figure2所示所示 Figure1 Figure2 Main Transformer: 主变 压器 Provide 1500Vrms safety isolation barrier. Impedance matching to meet the IEEE802.3 requirements. Transformers have OCL = 350uH min ( 8 mA DC bias) With Center Tap(电线搭接)to p
4、rovide a low impedance path for Common Mode Noise to signal. Common Mode Choke(CMC): 共模扼流 圈 CMC creates a high impedance block to any common mode signal while leaving a differential mode signal unaffected CMC impedance depends on core material, winding turns and winding process Auto-transformer: 自藕变
5、压器 Auto-xfmr 相当于一个很大的并联电感, 对差模信号形成很高的 对地阻抗; Auto-xfmr 对共模信号而言是O阻抗, 相当于直接短路到地或 Bob-Smith 接头. 成功源于责任 u IEEE802.3:CSMA/CD,此標準是國際電子電器協 會針對乙太網10/100/1000 Base-T產品的專業標準 ； u IEEE802.3af:此標準是國際電子電器協會針對在 乙太網上傳輸電源的10/100/1000 Base-T專業標準 ，即乙太網PoE產品的標準； u IEEE802.3ae:此標準為國際電子電器協會10Gb/s 網速的乙太網專業標準； u ANSI X3.263
6、-1995:光纖分散式資料介面(FDDI)_ 權杖網雙絞線物理層媒介（TP-PMD) 以以太網磁性元件行業標準介紹太網磁性元件行業標準介紹 成功源于责任 目前我司主要依據以上標準中的如下子標準行 設計驗證產品： IEEE802.3,2002 Para 40.8.3.13(電性網路特性 要求） IEEE802.3,2002 Para 23.5.1.1（Hi-Pot要求） ANSI X.3.263-1995 Para 9.1(Signal integrity 信號完整性的一些參數要求) 以以太網磁性元件行業標準介紹太網磁性元件行業標準介紹 成功源于责任 什么是什么是10/100BASE-T?10/
7、100BASE-T? 一條一條CAT-5CAT-5以以太網電纜一個太網電纜一個 普通保護層內包含普通保護層內包含4 4對對2424號號 無遮罩銅雙絞線無遮罩銅雙絞線, ,電纜兩端電纜兩端 都有都有RJ45RJ45接頭接頭. .在一般的在一般的1010 BASE-TBASE-T或或100BASE-TX(10/100BASE-TX(10/ 100)100)網路中網路中, ,這四對線中的這四對線中的 兩對用來傳輸資料兩對用來傳輸資料( (稱為信稱為信 號線對號線對), ),其中一對用於發送其中一對用於發送, , 另一對用於接收另一對用於接收, ,另外兩對另外兩對 沒有用到沒有用到( (稱為備用線對稱
8、為備用線對). ). 10/100BASE-T SCHEMATIC10/100BASE-T SCHEMATIC 以以太網磁性元件太網磁性元件10/100/1000BASE-T10/100/1000BASE-T介紹介紹 成功源于责任 以以太網磁性元件太網磁性元件10/100/1000BASE-T10/100/1000BASE-T介紹介紹 什么是什么是1000BASE-T(GIGABIT)?1000BASE-T(GIGABIT)? 1000BASE-T(1000BASE-T(通過銅線進行通過銅線進行 千兆級速率傳輸千兆級速率傳輸) )中中4 4對線對線 都用到了都用到了, ,它與提供電源的它與提供
9、電源的 乙太網在很多方面都相容乙太網在很多方面都相容, , 4 4個通道組成每個通道既可個通道組成每個通道既可 以傳送信號也可以接收信號以傳送信號也可以接收信號。 1000BASE-T SCHEMATIC1000BASE-T SCHEMATIC 成功源于责任 以以太網磁性元件帶太網磁性元件帶POEPOE功能應用介紹功能應用介紹 POWER OVER ETHERNETPOWER OVER ETHERNET 通過通過以以太網資料傳輸線傳送電源太網資料傳輸線傳送電源 傳送電源功率約為傳送電源功率約為15W/48V15W/48V 基於基於IEEE802.3afIEEE802.3af標準標準. . 什麼
10、是什麼是POE?POE? VoIP Phone WLAN Access Point Network Security Device PoE Enabled LAN Switch Power Ethernet Cable Power Power POE功能應用介紹 u在PoE和PoE+的应用线路中, 一般会用到两 种变压器, 一种是网络变压器(LAN transformer), 另一种是功率变压器 (Power transformer) u1. 网络变压器(LAN transformer): PHY 芯片和Cable之间必须有LAN变压器作电气隔 离, 那么在PoE和PoE+线路中, 因为需注入
11、电 流, LAN变压器则义不容辞成为电流注入的最 理想器件, 同时, 由于有电流通过变压器, 所以 此LAN变压器必须考虑线圈发热和磁芯饱和问 题, (3657Vdc, 最大输出功率为12.95W, 符合IEEE802.3af标准; PoE+变压器的输入 电压范围拓宽到3672Vdc, 最大输出功率可 达到30W, 符合IEEE802.3at标准) POE功能應用介紹 u2003年，针对以太网供电(PoE+)的IEEE802.3af 标准为以太网开辟了一个新的应用领域，即通过以太网 同时传输DC功率和10/100/1000Mbps数据。该标 准规定了12.95W的标称传输功率，对于早期接受这项
12、 新技术的应用(包括标准VoIP电话、安全摄像机和无线 接入点)来说，该功率绰绰有余。 u自此之后，PoE基础设施在业界变得十分普遍。与此同 时，人们对于附加功能和较高功率的需求也有了显著的 增长。固定安全摄像机逐渐获得了全动感视频，无线接 入点能够在更远的距离上提供更高的信号强度，而VoIP 电话则可提供视频和外设支持。为对功能的增加提供支 持，这些受电设备(PD)需要从PSE(供电设备)获取超 过最初PoE标准规定限值的功率。人们开始考虑制定基 于IEEE802.3af规范的IEEE802.3at(亦称PoE+) 标准，旨在适应新的高功率应用需求。PoE+满足高功 率需求。 成功源于责任
13、POEPOE產品應用產品應用: : 磁性元件帶POE功能應用介紹 POE功能應用介紹 u以太网供电新标准POE+，IEEE802.3at 一、IEEE 802.3at标准出现的背景 为了遵循IEEE 802.3af规范，受电设备(PD)上 的PoE功耗被限制为12.95W，这对于传统的IP 电话以及网络摄像头而言足以满足需求，但随着双 波段接入、视频电话、PTZ视频监控系统等高功率 应用的出现，13W的供电功率显然不能满足需求， 这就限制了以太网电缆供电的应用范围。为了克服 PoE对功率预算的限制，并将其推向新的应用，于 2004年11月创立了PoEPlus的研究小组，之后 又于2005年7月
14、批准了建立IEEE 802.3at调查 委员会的计划。新标准称为 Power-over- Ethernet Plus (PoEP) IEEE 802.3at，将功 率水平扩展到30W或更高。 POE功能應用介紹 u二、IEEE 802.3af与IEEE 802.3at比较 与802.3af相比，802.3at可输出2倍以上的电力，每个端 口的输出功率可在30W以上，因此可大幅拓宽PoE的应用领 域：双波段接入，视频电话，802.11接入，RFID接入，工 业传感器，POS终端等都将可以应用PoE技术来给终端提供 充足的电力。 就标准而言，两者在功率、线缆上有不同的定义，下表是两 者的比较： P
15、oE 1. Max 15.4 Watt at PSE(分组交 换设备 ) 2. Min 12.95 Watts at PD 3. Min voltage: 37V 4. Max voltage: 57V (safety consideration) 5. Current: 350mA PoE-Plus 1. Max 45 Watts at PSE 2. Min 30 Watts at PD 3. Min voltage: 44V 4. Max voltage: 57V (safety consideration) 5. Current: 720mA POE功能應用介紹 u三、POE+关键问题
16、u 1、电缆载流量与散热问题 u电缆载流量是最基本的问题之一，也最先被提出。而且，对于这一基 本 u问题，直到近期电缆专家们才给出了答案。像所有电子组件一样，电 缆 u工作时也有最高环境温度要求，令人关切的是，电缆过热可能损坏绝 缘 u材料，从而改变传输特性并缩短外部绝缘层的预期寿命。最近，美国 电 u信行业协会(TIA)发布了一些初步的指引，建议当电缆制造厂每束电 缆 u的根数被限制为100时，CAT5E可以支持每导线360mA的载流量( 所有 u导体均处于运行状态)。在电缆环境温度达到45时，这样的工作电 流是 u可以接受的，若要在更高的温度条件下工作，则需要降额。 u POE功能應用介紹 u2、数据变压器(Data Transformer) u数据变压器是系统中第二个真正令人关切的组件。如 大 u家所知，数据变压器用来将数据信号从PHY交流耦合 到电 u缆中，同时注入用作PoE电源的直流电流。随着该变 u压器中直流电流的升高，并联电源通路中小的电阻不 平 u衡在变压器中引起偏移
