低功耗以太网PHY对于楼宇自动化的深远影响

2020-12-23 09:59:46

以太网(电气和电子工程师协会)在建筑自动化中的使用越来越多，使智能建筑能够使用增强的传感器和控制网络来管理环境系统(如照明和暖通)、访问控制、安全系统、安全系统，甚至预防性维护监控。新建筑通常使用带有专用5类增强型(5e类)电缆、以太网交换机和路由器的建筑自动化网络。甚至现有的建筑空间也在进行改造，以适应网络化的传感器和控制设备。

修改具有挑战性，原因有二：

应为最初未配备电源的部件提供电源。

安装空间有限，因为大多数改造后的建筑最初不是为了在墙壁、天花板和地板上安装传感器和控制器而设计的。

虽然许多商业和工业建筑最初是为了适应内部空间的轻松重新配置而设计的，但支持轻松配电和提供小型传感器和控制器的技术使得使用基于以太网的自动化来改造这些建筑变得更加可行。

在楼宇自动化中部署以太网

以太网在楼宇自动化中的使用越来越多，原因如下。

首先，作为一种成熟的网络技术，它提供了一个完善的软硬件生态系统，使工程师能够快速开发即插即用的解决方案。它基于开放系统互连模型，因此它使用基于标准的数据通信来支持聚合、传输、交换、处理和存储。

其次，以太网可以集成不同厂商的产品，避免使用专有接口。

第三，以太网比大多数现有的点对点或面向总线的通信协议提供更快的数据速度。这归因于三个原因：

许多传感器以低数据速率运行，因此可以由单个控制器实体提供服务。该实体将其较慢的数据流聚合到网络上转储的单个高速数据流中，从而减少了将数据带到集中管理和运营中心所需的物理连接数。

更快的数据速度意味着对传感器端检测到的事件做出更快的响应。这对安全相关系统(火灾、烟雾、二氧化碳、气体检测等)至关重要。)，安全和访问控制。

更高的数据速率扩大了某些类型传感器的部署，最显著的是监控摄像头。IP网络摄像机(IPNCs)取代了基于模拟的闭路电视摄像机技术。这项技术使用一个模拟图像传感器和一个依赖于专用同轴电缆的模拟传输系统。IPNC公司生产完全数字化的视频流，并有一个内置的网络协议引擎，允许5e类电缆连接到100BASE-TX网络。

集成电源和网络

另一个使IPNC能够得到更广泛应用的因素是对IEEE 802.3标准的扩展，包括以太网供电(PoE)。IEEE 802.3at-2009和IEEE 802.3bt引入了支持通过Cat5e传输电力的标准。如标准中所述，选项A使用有效的数据对来传输功率，而选项B使用备用双绞线来分离数据和功率。

IPNC大部分地区目前使用100BASE-TX。它使用两对5e类双绞线，备用双绞线用于供电。该标准定义了位于电缆两端的两个实体。电源设备(PSE)负责向电缆另一端的电力接收设备传输电力。该标准定义了四种不同类型的使用场景，对应于四个级别的最大电力传输容量。表1总结了这些类型。