Energieeffiziente Netzwerke mit PoE realisieren

Fortschritte in der Halbleitertechnik beflügeln PoE

Die nächste Generation intelligenter integrierter Schaltungen (IC) für Speisemodule (PSE) wurde mit Blick auf IEEE802.3at sowie mit einem gründlichen Verständnis der Dynamik des Leistungsverlusts und des Energiemanagements entwickelt. Angesichts der von PoE und insbesondere von PoE-Plus benötigten Bruttoleistung stellt das Energiemanagement eine kritische Komponente in PoE-Systemen dar. Dieses lässt sich effektiv nur mit der System-on-Chip-Technologie (SoC) umsetzen, die aber nicht notwendigerweise eine vollständige Integration beinhaltet.

Tatsächlich liegt heute der Schwerpunkt bei der PoE-Integration auf der Energieeffizienz des Gesamtsystems und ist nicht mehr auf die traditionelle Chip-Ebene beschränkt. Im Mittelpunkt stehen hier 1) die Verringerung des Leistungsverlusts, wobei die System- und Chip-Ebene sowie die speziellen Anforderungen der verschiedenen Verbrauchertypen und das gesamte Leistungsbudget des Netzwerks mit möglicherweise Hunderten von Verbrauchern zu berücksichtigen sind, und 2) ein präzises und auch sehr flexibles und intelligentes Energiemanagement.

Die Abbildungen verdeutlichen die typischen Schaltungen in einem PoE-PSE, wobei der Stromfluss von der PSE-Stromversorgung erfolgt über:

• einen FET, der den maximal zulässigen Stromfluss durch das Kabel kontrolliert,

• einen Messwiderstand, der die Stromstärke misst (wenn nicht bereits vom FET ausgeführt)

• eine AC-Trenndiode (außer in DC-Trennsystemen, die keine Diode erfordern).

Die an jedem Port auftretende Verlustleistung kann wie folgt berechnet werden:

I2 x (RMess + RDSon(FET)) + I x VDurchlass (AC-Trenndiode)

Die Art der verwendeten PoE-Technologie definiert in Verbindung mit der Anzahl der zu speisenden Ports die Leistungsaufnahme der PoE PSE IC-Logik. ICs mit vier 4 Ports verbrauchen in ihrer Logik-Schaltung beispielsweise etwa drei Mal mehr Leistung als ICs mit 12 Ports.