محولات شبكة إيثرنت عبر الإيثرنت (PoE) بسرعة 10 جيجابت: المواصفات الرئيسية والمعايير وإرشادات التصميم للمهندسين

القوة على إيثيرنت (PoE) لم تعد تقتصر على 1000BASE-T.نقاط وصول Wi-Fi 6/6E ، كاميرات PTZ IP ، وحوسبة الحافة، المهندسون يصممون بشكل متزايد أنظمة تتطلبمعدل بيانات 10GBASE-Tجنبا إلى جنب معIEEE 802.3bt PoE++ إمدادات الطاقة.محول 10G PoE LANهو عنصر حاسم في هذه التصاميم، وتوفيرسلامة الإشارة عند 10 جيجابايت/ثانيةمع الحفاظ علىعزل غالفاني 1500 Vrmsوالاجتماعمتطلبات طاقة PoE.

هذه المقالة تلخصالمعايير والمواصفات، والاعتبارات تصميم PCBكل مهندس يجب أن يعرف قبل اختيار محول 10G PoE LAN.

1ما هو محول 10G PoE LAN؟

أمحول 10G PoE LAN(يشار إليها أيضا باسم مغناطيسية 10GBASE-T PoE) يدمجمحول البيانات، الاختناق المشترك، ومصارف مركز PoEفي مكون واحد، دورها مزدوج:

1. مسار البيانات: توفير مطابقة المعوقة وأداء عالية التردد تصل إلى 500 ميغاهرتز (المطلوبة لـ 10GBASE-T ، IEEE 802.3an).

2. مسار الطاقة: تمكين PoE/PoE+/PoE++ (IEEE 802.3af/at/bt) حقن الطاقة والعزلة مع ضمان الامتثال1500 Vrms متطلبات القوة العالية.

على عكس مغناطيسيات 1G PoE القياسية ، تم تصميم محولات 10G PoE خصيصًا للتعامل معإشارة PAM16 متعددة الناقلينبـ 10 جيجابايت/ثانية بينما تدعمالتيارات المشتركة العاليةبالنسبة لنوع 3 ونوع 4 PoE.

2المعايير ذات الصلة

2.1 معيار البيانات: IEEE 802.3an (10GBASE-T)

• يتطلب مغناطيسية عالية التردد مع صرامةفقدان الإدراج، وفقدان العودة، والصوت المتقاطعالأداء

• يجب ألا تتدهور المغناطيسيات BER (معدل خطأ البت) أو هامش الرابط في تخطيطات PCB عالية الكثافة.

2.2 معايير PoE: IEEE 802.3af/at/bt

• 802.3af (PoE): يصل إلى15.4 W PSE الخروج، ~ 12.95 واط متاحة في PD.

• 802.3at (PoE+): يصل إلىمخرج 30 واط PSE25،5 واط في PD.

• 802.3bt (PoE + + ، نوع 3/4): الاستخداماتكل الأزواج الأربعةللسلطة.

  • النوع الثالث:مخرج 60 واط PSE، ~ 51 واط في PD.

  • النوع الرابع:إنتاج 90 ‰ 100 واط PSE، 71 واط في PD.

بالنسبة لتطبيقات 10G،PoE++ (802.3bt)غالبا ما تكون ضرورية، وخاصة فينقاط الوصول ذات الطاقة العالية والكاميرات.

2.3 متطلبات العزل

IEEE 802.3 تحدد أن المغناطيسيات يجب أن تمر1500 درجة في 60 ثانية(أو ما يعادلها 2250 Vdc/60s، أو اختبار زيادة 1.5 كيلو فولت).الامتثال للسلامةوموثوقية النظام.

3المعلمات الكهربائية الرئيسية للمهندسين

عند تقييممحولات PoE LAN 10G، يجب على المهندسين التحقق بعناية من ورقة البيانات عن:

4لماذا تختلف محولات PoE 10G عن 1G

• أداء ترددي أعلى: يجب أن تلبي حدود خسارة الإدراج والعودة في 10GBASE-T.
• التحكم في التيار الأعلى: PoE ++ يتطلب حجمًا أكبر للقلب وتكمال التلفيق لتخفيف درجة الحرارة.
• قمع EMI أقوى: إشارات 10 جيجابايت في الثانية تتطلب رفضًا أفضل للضوضاء في الوضع المشترك وتحميلها.

5مبادئ توجيهية تصميم PCB و نظام

لنجاح اختبار الامتثال ، يجب على المهندسين اتباع أفضل الممارسات التالية:

1. أقصر طريق PHY إلى المغناطيس: الحفاظ على آثار التفاضل، والطول مطابقة، والمعوقة المسيطرة.
2. إنهاء عمل بوب سميث: الاستخداممقاومات 75 Ω مع مكثفات عالية الجهدمن الصنابير المركزية للكابلات إلى أرضية الهيكل للقضاء على إيمي.
3. الإفراج عن العزل: الحفاظ على كفايةالزحف/المسافةبين الجانبين الأول والثانوي لضمان امتثال 1500 Vrms.
4. الاعتبارات الحرارية: بالنسبة لتصاميم 802.3bt ، تحقق من ارتفاع درجة حرارة المحول تحت الحد الأقصى لتحميل التيار.
5. سلامة النظام: بالإضافة إلى IEEE 802.3، تلبيةIEC 62368-1لشهادة سلامة المعدات النهائية.

6قائمة فحص للاختيار السريع للمهندسين

♦ يجب تحديد10GBASE-Tفي ورقة البيانات
♦ الدعمالـ IEEE 802.3af/at/bt(النوع 3/4 للقوة العالية)
♦ الـ Hi- Pot ≥1500 Vrms / 60 ثانية
♦ تحققفقدان الإدراج، وفقدان العودة، والصوت المتقاطععند 10 جيجابايت/ثانية
♦ مناسبالأداء الحراريلتطبيقات 802.3bt
♦ تصنيف درجة الحرارة الصناعية إذا لزم الأمر

8أسئلة شائعة

س1: هل يمكنمحول PoE 1Gتستخدم لـ 10GBASE-T PoE؟
لا يمكن لأجهزة رقم 1G تلبية متطلبات فقدان إدخال 10G وفقدان العودة والتحدث المتقاطع ، ولا الاحتياجات الحالية العالية لـ 802.3bt.

السؤال 2: ما هو معدل العزلة المطلوب لمحول 10G PoE LAN؟
على الأقل1500 درجة حركة لمدة 60 ثانية، وفقاً لـ IEEE 802.3.

س3: ما هي التطبيقات التي تحتاج إلى محولات PoE LAN 10G؟
نقاط وصول Wi-Fi 6/6E ذات الطاقة العالية، كاميرات PTZ IP، خلايا صغيرة، وبوابات الحوسبة الحافة.

س4: كم من الطاقة يقدمها الـ IEEE 802.3bt؟
حتى90 ≈ 100 واط في PSEو..71 واط في PD، اعتمادا على طول الكابلات والخسائر.