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最近一次去美国硅谷出差时，我特别留意了一下随身携带的电子设备及其充电器，笔记本电脑、数码相机、手机、iPod、电动剃须刀，虽然手机也有一个照相机，但总觉得不如专门的数码相机运用自如。这些基本必须要带的物件各有一个充电器或者(和)电源适配器，再考虑到有时需要用到的电源插座转换器，可以说占去了行李箱大部分空间，尤其是笔记本电脑的电源适配器，重量和体积最突出。想象是否可以有一天，我们不再为这些千奇百怪的电源适配器、充电器困扰?答案是肯定的，而且距离我们已经不远。以太网供电技术的普及将使为数众多的电子设备摆脱数据传输线和电源线分开的尴尬局面，暂且不谈是否由此导致新应用出现，单就是应用于传统各个领域，足以形成巨大的应用市场，也给产业发展带来深刻的变革。
PoE技术未来应用热点
Silicon Laboratories公司高电压产品方案市场经理Phil Callahan认为，我们从PoE的应用范围看到巨大的增长潜力。PoE市场目前由无线接入点(WAP)、VolP电话和带网络摄影机在内的安全系统等三大应用主导，它们现都集中于企业网络市场。随着PoE技术在企业市场的应用普遍化，企业用户将期望他们在家里也能享受同样便利。这项转变将创造庞大的SOHO市场服务需求。光是省下缆线或DSL调制解调器、打印机、无线接入点、安全和家庭自动化系统所需的外接电源供应器数目及成本就会带动消费应用对于PoE的需求。他补充说，就地域而言，北美与欧洲是目前主要的PoE市场，但我们在亚洲看到了未来增长潜力。工业应用的市场商机正不断扩大，它将带动亚洲PoE市场的发展。设计复杂性是PoE市场的主要障碍。设备制造商必须大幅简化他们的设计。IEEE的标准制订作业确有助于生产流程简化，但芯片供货商也要采取相应行动。
PoE技术作为一种新兴技术，一些厂商在技术应用和产品设计等方面还存在有许多不明确之处，也存在一些对这项技术的疑问。凌力尔特公司(Linear Technology Corporation)混合信号产品部设计工程师Jacob Herbold认为，在专为接收PoE功率而设计的产品中，VoIP电话和无线接入点占了大多数。然而，我们有的客户把PoE引入了全新的应用中。在802．3af功率级上，我们并未发现针对PoE的重大障碍，并且预计PoE市场将凭借诸如工业和高端消费产品等新应用和新市场的出现而继续成长。JacobHerbold先生补充说，对于术语“以太网供电”(或PoE)与802．3af标准，人们在理解上存在着混淆。我们发现了一些奇怪的事情，例如，某些市售的“PoE”设备给空闲对施加的是12VDC电压(而未采用任何检测协议)。虽然此类设备并不多见，而且不是由著名公司制造的，但是，它们确实给我们的一家客户带来了麻烦，这家客户曾不得不重新设计其产品，以便同样采用来自以太网电缆的12VDC电源。当最终客户对PoE有了更多的了解之后，他们将会要求使用802．3af产品，而且，对于该特殊问题，相关厂商应予以处理。
德州仪器电源接口产品部以太网电源产品业务发展经理MichaelMcCormack认为，毫无疑问，当前市场的推动因素是lP电话与无线接入点设备。我们看到，当前市场的发展趋势是，IP摄像头、标记阅读器与开门器等安全设备将发展为未来的新一代最佳应用。从这方面来说，针对摄像头与开门器的需求确实有力推动了市场发展，不过广域网仍是目前最主要的需求来源。
PoE将带给工业应用巨大变革
传统上工业领域传输电力和数据的唯一方式是现场总线，但随着IEEE802．3af规范的确立，以太网供电技术正在为工业控制等应用领域看好。虽然以太网供电技术只能达到给功率低于13瓦的用电设备供电，也足以形成非常广泛的工业应用领域和非常巨大的市场潜力，就目前看，多数传感器应用所需要的功率只有5-10瓦之间，随着节能技术的更新，以太网供电技术可望应用到更多领域，如工业监控和数据采集系统、IP电话、安全保密设施中的扫描器、监控用视频摄像机等等。
凌力尔特公司(Linear TechnologyCorporation)混合信号产品部设计工程师Jacob Herbold认为，由于能够输送功率，因此以太网在工业应用中就更富有生命力了。在使以太网成为那些专为工业应用而设计的总线的可行替代方案的过程中，用于数字处理、MAC和PHY的低成本芯片同样重要。我预计将会出现其它问题，比如：坚固性足以满足工业用途需要的连接器的标准化，它在上业通信中接纳以太网的步伐可能较为缓慢。另一方面，对于工业最终用户来说，互用性和标准化以及以太网的显着特点都是重要的优势。
现代工业控制数据传输系统最先使用的是调制解调器和串行接口，其中采用最多的是现场总线。但随着工业以太网技术在过去几年时间内逐渐为产业接受和采用，这种标准化技术克服了不同厂商之间产品存在的互操作性问题，同时在技术上已经成熟，系统维护和故障修复较之以前的现场总线有明显改善。对于该领域的用户来说，这种标准化、互操作性、以及向后兼容等特点免去了由于系统和应用升级造成的投资损失，没有后顾之忧。而对于设备供应商来讲，高度标准化的产品意味着可以做到非常大的批量，降低单位成本和培训、维护等费用，有助于为更多的用户和更多的应用领域接受，开拓更大的市场空间。
尽管当今许多任务业应用不需要特别高的带宽，但随着工业监控系统、安保ID识别扫描器、以及视频监控摄像机等应用进一步普及，对于以太网技术的需求会更快提升，而以太网供电技术将使应用范围远远超出之前现场总线所能达到的范围。以太网供电技术将会彻底改变未来的办公室设置，有分析家认为，在今后三到五年内，所有现有的以太网网络系统都将配备有随时可用的PoE插口。
受电设备和供电设备面临主要挑战
以太网供电技术由于是一种新兴技术，对于许多设计工程师而言，PoE产品的设计，无论是受电设备(PD)，还是供电设备(PSE)，即使这些产品设计工程师具有熟练的以太网技术和经验，都是一种独特的设计挑战。虽然以太网供电技术允许受电设备从以太网得到l2．95W的功率，但如何去检测和分类这些不同种类的受电设备，最终为符合规范的受电设备正常供电，这其中最人的工作负荷是由供电设备承担，如果供电设备未能准确、有效地完成检测、分级、供电或者断电等任务，可能造成的后果难以想象。一是可能对已有的 受电设备造成破坏，二是可能对网络基础设施，包括网络运行设备形成小安全因素。但从另一方面看，供电设备又不可能做所有的工作，一旦完成受电设备的检测、分级和开始供电之后，供电设备将认为受电设备符合以太网供电技术规范802．3af，因此无论是受电设备设计，还是供电设备设计都必须拥有两方面的全面理解和专业技能，统一考虑受电设备和供电设备设计。
Jacob Herbold介绍说，在凌力尔特公司，我们认为自己的客户不必把人量的注意力放在PoE接口的细节上。我们的工作就是向客户提供清除了这些复杂性的芯片，这样，工程师们就可以把精力集中在那些能够使其产品在竞争中脱颖而出的工作上。检测和分级完全由PoE接口芯片来处理。PD设计师需要专注于PoE接口芯片无法控制的内容：PD吸收功率的大小、用于使DC／DC转换器产生的噪声远离以太网电缆的输入滤波。最大的难题是确保PD能够承受实际使用场合中的应力：ESD、电缆放电、热插拔等等。该难题一般可通过采用所有推荐的外部组件并遵循PoE接口芯片数据表中的设计指导准则而得以解决。而在PSE方面，在克服了现场应力这一难题之后，设计师必需集中力量来提供一个稳定的48电源、解决散热问题并实现正确的电路板布局。
Silicon Laboratories公司高电压产品方案市场经Phil Callahan认为，成本对于PD和PSE都是挑战。OEM厂商的营运利润并不高，他们需要能为其产品提供合理成本与功能的解决方案。可靠的保护也是一项挑战。PoE所用的以太网缆线是一种很容易受到静电放电影响的多变环境。除非PD和PSE有能力应付这些问题，否则它们就可能造成设备损坏或故障。管理消费产品所发出的电磁干扰也是一项挑战。美国联邦通讯委员会(FCC)已制定多项标准来限制电子产品的电磁辐射强度。包括无线接入点、以太网络交换器、网络电话和安全摄影机在内，PoE主要市场里的许多产品都适用于电磁辐射限制最严格的FCC Class B标准。设计人员必须能确保PD和PSE符合这些标准要求。针对成本问题，德州仪器电源接口产品部以太网电源产品业务发展经理Michael McCormack也有同感，他介绍说，今天的主要挑战与5年前一样，就是成本问题。尽管人们在市场营销上做了很多宣传，但PoE仍会使许多应用的成本上升。在基础设施方面确实有所节省，但是PD制造商必需增加成本才能采用PoE技术，从而让最终用户节省成本。当PD电源系统的成本降至像插墙式电源一样低，新型应用市场就会获得突飞猛进的发展。如果PoE摄像头的成本能像USB摄像头一样，那么USB摄像头就根本没有市场了。如果能以同样价格获得本机IP设备，谁还会想添加PC连线?TI在降低PoE应用的系统成本方面一直处于市场领先地位，并将继续推动这一市场趋势的发展。Power Integrations针对PoE技术受电设备(Powered Devices，PD)应用推出的一个全新参考设计，该公司介绍，受家庭网络设备、无线局域网(WLAN)和VoIP电话等应用驱动，PoE技术受电设备市场今后几年将以复合年增长率36％左右的速度增长(VentureDevelopment Corporation，2005年6月)。Power Integrations公司推出的参考设计就是为了给客户提供一个快速设计原型，帮助他们完成与PoE标准完全兼容的受电设备设计。新推出的参考设计基于Power Integrations公司单芯片的DPA-Switch系列产品，包含多级PoE接口以及DC—DC开关电路。PowerIntegrations公司DC-DC产品市场经理Andrew Smith认为，新推出的参考设计是一个绝佳的参考方案设计，完全兼容IEEE802．3afPoE受电设备标准，可以帮助客户最大程度地减少产品设计面市时间。同时客户也会发现，该参考设计为网络产品提供了一种高效和低成本的解决方案。
Maxim／Dallas Semiconductor公司认为，PoE技术将在交换机／路由器以及许多其他设备中得到应用，这些设备需要向受电设备提供从目前来看最大15W的功率，面临的挑战是供电设备必须能够对满足IEEE802．3af的受电设备进行正确检测和分级，一旦对受电设备开始供电，又需要随时检测受电设备的断开情况，一旦发现立即停止供电，因此供电设备承担有更大责任，不仅需要完成检测和分级，还需要保护受电设备免受过流和短路等影响。
该公司推出的高集成度MAX5922芯片，把所有的功能集成在一起，由此可设计一个简单和高效的供电设备方案，如图1所示。
以太网供电技术的最新进展
最近以太网供电技术的最新进展是可能的受电设备功率进一步提高，虽然12．95W对于IP电话等设备已经足够，但对于马达驱动的可旋转摄像机、多射频接入点(Multi—radio AccessPoints)以及一些拥有彩色大屏幕显示的电子设备，12．95W的功率捉襟见肘。目前IEEE正在起草一个新的以太网供电技术附加标准1EEE802．3at，该标准可以和802 3af完全兼容，虽然新标准规定的功率水平还没有最终确定，但一般认为对于双绞线系统(2－pairsystems)，可能达到的最高功率为30W，而对于四绞线系统(4—pairsystems)，可能达到的最高功率为60W。典型的五类线缆(CAT 5 cabling)只包括四对绞线，但只允许其中的两对用来供电。因此为了提高受电设备的功率水平，一种方法是使所有四对绞线都可以用来传输电流，另外一种方式则是提高每一对绞线允许传输的最大电流。从目前的发展趋势分析，权威人士认为功率要求在30W以下的受电设备，采用双绞线系统无论在设计成本，还是与802．3af的兼容性方面都没有问题，但对于超过30W的受电设备，四绞线系统则更加合适。图2是Linear Technology公司采用LTC4258和LTC4257实现的高功率供电设备和受电设备设计。
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Silicon Laboratories公司高电压产品方案市场经理Phil Callahan认为，SiliconLaboratories PoE解决方案的独特整合设计引起许多兴趣。Silicon Laboratories目前还在参与IEEE的PoE+标准制定工作，它能提供两倍于现有标准的电源供应能力而达到至少30W，这将大幅增加PoE所能支持的应用范围。他预期这项标准将在2007年中获得通过，但现在已有公司正在设计符合此项标准的产品，例如笔记本电脑。
PoE技术未来应用热点
Silicon Laboratories公司高电压产品方案市场经理Phil Callahan认为，我们从PoE的应用范围看到巨大的增长潜力。PoE市场目前由无线接入点(WAP)、VolP电话和带网络摄影机在内的安全系统等三大应用主导，它们现都集中于企业网络市场。随着PoE技术在企业市场的应用普遍化，企业用户将期望他们在家里也能享受同样便利。这项转变将创造庞大的SOHO市场服务需求。光是省下缆线或DSL调制解调器、打印机、无线接入点、安全和家庭自动化系统所需的外接电源供应器数目及成本就会带动消费应用对于PoE的需求。他补充说，就地域而言，北美与欧洲是目前主要的PoE市场，但我们在亚洲看到了未来增长潜力。工业应用的市场商机正不断扩大，它将带动亚洲PoE市场的发展。设计复杂性是PoE市场的主要障碍。设备制造商必须大幅简化他们的设计。IEEE的标准制订作业确有助于生产流程简化，但芯片供货商也要采取相应行动。
PoE技术作为一种新兴技术，一些厂商在技术应用和产品设计等方面还存在有许多不明确之处，也存在一些对这项技术的疑问。凌力尔特公司(Linear Technology Corporation)混合信号产品部设计工程师Jacob Herbold认为，在专为接收PoE功率而设计的产品中，VoIP电话和无线接入点占了大多数。然而，我们有的客户把PoE引入了全新的应用中。在802．3af功率级上，我们并未发现针对PoE的重大障碍，并且预计PoE市场将凭借诸如工业和高端消费产品等新应用和新市场的出现而继续成长。JacobHerbold先生补充说，对于术语“以太网供电”(或PoE)与802．3af标准，人们在理解上存在着混淆。我们发现了一些奇怪的事情，例如，某些市售的“PoE”设备给空闲对施加的是12VDC电压(而未采用任何检测协议)。虽然此类设备并不多见，而且不是由著名公司制造的，但是，它们确实给我们的一家客户带来了麻烦，这家客户曾不得不重新设计其产品，以便同样采用来自以太网电缆的12VDC电源。当最终客户对PoE有了更多的了解之后，他们将会要求使用802．3af产品，而且，对于该特殊问题，相关厂商应予以处理。
德州仪器电源接口产品部以太网电源产品业务发展经理MichaelMcCormack认为，毫无疑问，当前市场的推动因素是lP电话与无线接入点设备。我们看到，当前市场的发展趋势是，IP摄像头、标记阅读器与开门器等安全设备将发展为未来的新一代最佳应用。从这方面来说，针对摄像头与开门器的需求确实有力推动了市场发展，不过广域网仍是目前最主要的需求来源。
PoE将带给工业应用巨大变革
传统上工业领域传输电力和数据的唯一方式是现场总线，但随着IEEE802．3af规范的确立，以太网供电技术正在为工业控制等应用领域看好。虽然以太网供电技术只能达到给功率低于13瓦的用电设备供电，也足以形成非常广泛的工业应用领域和非常巨大的市场潜力，就目前看，多数传感器应用所需要的功率只有5-10瓦之间，随着节能技术的更新，以太网供电技术可望应用到更多领域，如工业监控和数据采集系统、IP电话、安全保密设施中的扫描器、监控用视频摄像机等等。
凌力尔特公司(Linear TechnologyCorporation)混合信号产品部设计工程师Jacob Herbold认为，由于能够输送功率，因此以太网在工业应用中就更富有生命力了。在使以太网成为那些专为工业应用而设计的总线的可行替代方案的过程中，用于数字处理、MAC和PHY的低成本芯片同样重要。我预计将会出现其它问题，比如：坚固性足以满足工业用途需要的连接器的标准化，它在上业通信中接纳以太网的步伐可能较为缓慢。另一方面，对于工业最终用户来说，互用性和标准化以及以太网的显着特点都是重要的优势。
现代工业控制数据传输系统最先使用的是调制解调器和串行接口，其中采用最多的是现场总线。但随着工业以太网技术在过去几年时间内逐渐为产业接受和采用，这种标准化技术克服了不同厂商之间产品存在的互操作性问题，同时在技术上已经成熟，系统维护和故障修复较之以前的现场总线有明显改善。对于该领域的用户来说，这种标准化、互操作性、以及向后兼容等特点免去了由于系统和应用升级造成的投资损失，没有后顾之忧。而对于设备供应商来讲，高度标准化的产品意味着可以做到非常大的批量，降低单位成本和培训、维护等费用，有助于为更多的用户和更多的应用领域接受，开拓更大的市场空间。
尽管当今许多任务业应用不需要特别高的带宽，但随着工业监控系统、安保ID识别扫描器、以及视频监控摄像机等应用进一步普及，对于以太网技术的需求会更快提升，而以太网供电技术将使应用范围远远超出之前现场总线所能达到的范围。以太网供电技术将会彻底改变未来的办公室设置，有分析家认为，在今后三到五年内，所有现有的以太网网络系统都将配备有随时可用的PoE插口。
受电设备和供电设备面临主要挑战
以太网供电技术由于是一种新兴技术，对于许多设计工程师而言，PoE产品的设计，无论是受电设备(PD)，还是供电设备(PSE)，即使这些产品设计工程师具有熟练的以太网技术和经验，都是一种独特的设计挑战。虽然以太网供电技术允许受电设备从以太网得到l2．95W的功率，但如何去检测和分类这些不同种类的受电设备，最终为符合规范的受电设备正常供电，这其中最人的工作负荷是由供电设备承担，如果供电设备未能准确、有效地完成检测、分级、供电或者断电等任务，可能造成的后果难以想象。一是可能对已有的 受电设备造成破坏，二是可能对网络基础设施，包括网络运行设备形成小安全因素。但从另一方面看，供电设备又不可能做所有的工作，一旦完成受电设备的检测、分级和开始供电之后，供电设备将认为受电设备符合以太网供电技术规范802．3af，因此无论是受电设备设计，还是供电设备设计都必须拥有两方面的全面理解和专业技能，统一考虑受电设备和供电设备设计。
Jacob Herbold介绍说，在凌力尔特公司，我们认为自己的客户不必把人量的注意力放在PoE接口的细节上。我们的工作就是向客户提供清除了这些复杂性的芯片，这样，工程师们就可以把精力集中在那些能够使其产品在竞争中脱颖而出的工作上。检测和分级完全由PoE接口芯片来处理。PD设计师需要专注于PoE接口芯片无法控制的内容：PD吸收功率的大小、用于使DC／DC转换器产生的噪声远离以太网电缆的输入滤波。最大的难题是确保PD能够承受实际使用场合中的应力：ESD、电缆放电、热插拔等等。该难题一般可通过采用所有推荐的外部组件并遵循PoE接口芯片数据表中的设计指导准则而得以解决。而在PSE方面，在克服了现场应力这一难题之后，设计师必需集中力量来提供一个稳定的48电源、解决散热问题并实现正确的电路板布局。
Silicon Laboratories公司高电压产品方案市场经Phil Callahan认为，成本对于PD和PSE都是挑战。OEM厂商的营运利润并不高，他们需要能为其产品提供合理成本与功能的解决方案。可靠的保护也是一项挑战。PoE所用的以太网缆线是一种很容易受到静电放电影响的多变环境。除非PD和PSE有能力应付这些问题，否则它们就可能造成设备损坏或故障。管理消费产品所发出的电磁干扰也是一项挑战。美国联邦通讯委员会(FCC)已制定多项标准来限制电子产品的电磁辐射强度。包括无线接入点、以太网络交换器、网络电话和安全摄影机在内，PoE主要市场里的许多产品都适用于电磁辐射限制最严格的FCC Class B标准。设计人员必须能确保PD和PSE符合这些标准要求。针对成本问题，德州仪器电源接口产品部以太网电源产品业务发展经理Michael McCormack也有同感，他介绍说，今天的主要挑战与5年前一样，就是成本问题。尽管人们在市场营销上做了很多宣传，但PoE仍会使许多应用的成本上升。在基础设施方面确实有所节省，但是PD制造商必需增加成本才能采用PoE技术，从而让最终用户节省成本。当PD电源系统的成本降至像插墙式电源一样低，新型应用市场就会获得突飞猛进的发展。如果PoE摄像头的成本能像USB摄像头一样，那么USB摄像头就根本没有市场了。如果能以同样价格获得本机IP设备，谁还会想添加PC连线?TI在降低PoE应用的系统成本方面一直处于市场领先地位，并将继续推动这一市场趋势的发展。Power Integrations针对PoE技术受电设备(Powered Devices，PD)应用推出的一个全新参考设计，该公司介绍，受家庭网络设备、无线局域网(WLAN)和VoIP电话等应用驱动，PoE技术受电设备市场今后几年将以复合年增长率36％左右的速度增长(VentureDevelopment Corporation，2005年6月)。Power Integrations公司推出的参考设计就是为了给客户提供一个快速设计原型，帮助他们完成与PoE标准完全兼容的受电设备设计。新推出的参考设计基于Power Integrations公司单芯片的DPA-Switch系列产品，包含多级PoE接口以及DC—DC开关电路。PowerIntegrations公司DC-DC产品市场经理Andrew Smith认为，新推出的参考设计是一个绝佳的参考方案设计，完全兼容IEEE802．3afPoE受电设备标准，可以帮助客户最大程度地减少产品设计面市时间。同时客户也会发现，该参考设计为网络产品提供了一种高效和低成本的解决方案。
Maxim／Dallas Semiconductor公司认为，PoE技术将在交换机／路由器以及许多其他设备中得到应用，这些设备需要向受电设备提供从目前来看最大15W的功率，面临的挑战是供电设备必须能够对满足IEEE802．3af的受电设备进行正确检测和分级，一旦对受电设备开始供电，又需要随时检测受电设备的断开情况，一旦发现立即停止供电，因此供电设备承担有更大责任，不仅需要完成检测和分级，还需要保护受电设备免受过流和短路等影响。
该公司推出的高集成度MAX5922芯片，把所有的功能集成在一起，由此可设计一个简单和高效的供电设备方案，如图1所示。
以太网供电技术的最新进展
最近以太网供电技术的最新进展是可能的受电设备功率进一步提高，虽然12．95W对于IP电话等设备已经足够，但对于马达驱动的可旋转摄像机、多射频接入点(Multi—radio AccessPoints)以及一些拥有彩色大屏幕显示的电子设备，12．95W的功率捉襟见肘。目前IEEE正在起草一个新的以太网供电技术附加标准1EEE802．3at，该标准可以和802 3af完全兼容，虽然新标准规定的功率水平还没有最终确定，但一般认为对于双绞线系统(2－pairsystems)，可能达到的最高功率为30W，而对于四绞线系统(4—pairsystems)，可能达到的最高功率为60W。典型的五类线缆(CAT 5 cabling)只包括四对绞线，但只允许其中的两对用来供电。因此为了提高受电设备的功率水平，一种方法是使所有四对绞线都可以用来传输电流，另外一种方式则是提高每一对绞线允许传输的最大电流。从目前的发展趋势分析，权威人士认为功率要求在30W以下的受电设备，采用双绞线系统无论在设计成本，还是与802．3af的兼容性方面都没有问题，但对于超过30W的受电设备，四绞线系统则更加合适。图2是Linear Technology公司采用LTC4258和LTC4257实现的高功率供电设备和受电设备设计。
ＴｉｍｅＱｕｅｓｔ时序分析仪为ＦＰＧＡ设计分析提供分析提供自然的ＳＤＣ支持
Silicon Laboratories公司高电压产品方案市场经理Phil Callahan认为，SiliconLaboratories PoE解决方案的独特整合设计引起许多兴趣。Silicon Laboratories目前还在参与IEEE的PoE+标准制定工作，它能提供两倍于现有标准的电源供应能力而达到至少30W，这将大幅增加PoE所能支持的应用范围。他预期这项标准将在2007年中获得通过，但现在已有公司正在设计符合此项标准的产品，例如笔记本电脑。