Framtiden för båtelektronik – Power over Ethernet (PoE) och OneNet

Power over Ethernet har blivit alltmer populärt bland båtägare genom åren på grund av dess tillförlitlighet och möjligheten till flexibla installationer. Tekniken gör det möjligt att skicka ström via nätverkskablar. Detta gör att PD (Powered Devices) fungerar med bara nätverkskabeln ansluten, snarare än en separat kabel för ström.

PoE fungerar utan speciella kablar eller kontakter, den använder de 8 ledningarna (4 par) som redan finns i en vanlig Cat5e-kabel. De kan användas för att skicka både ström och data över samma par, eller separeras mellan strömpar och datapar beroende på anslutningsmetod och hastighet.

Eftersom den nya OneNet-standarden stöder PoE kommer vi sannolikt att se fler installationer som använder den. Så låt oss ta reda på vad det handlar om...

Metoder för att överföra kraft

Det finns 3 standardmetoder för att överföra effekt, som är "Alternativ A", "Alternativ B" och 4PPoE. Dessa är standardiserade i IEEE 802.3.

Alternativ A och B används för 10BASE-T, 100BASE-T och 100BASE-TX där endast två av de fyra paren i en kabel används för dataöverföring. 4PPoE används för högre hastighetsanslutningar av 1000BASE-T, 2,5GBASE-T, 5GBASE-T och 10GBASE-T eftersom alla fyra paren används för dataöverföring.

Alternativ A (common-mode) använder samma kablar för data och ström i både 10 och 100 Mbit anslutningar. Detta kan uppnås med en teknik som liknar Phantom Power. (Mer om detta senare...)

Alternativ B (reservpar) använder sig av att reservtvåparen inte används för dataöverföring, genom att sända effekt över de två oanvända paren.

4PPoE (4 par) använder alla 8 ledningar (4 par) inom en kategorikabel för dataöverföring, vilket möjliggör mycket högre hastigheter. Detta gör det också möjligt för alla fyra paren att lägga till ström, vilket gör att enheter med mycket högre effekt kan använda PoE.

Nördläge

Phantom Power är vanligt inom ljudutrustningsindustrin, där DC skickas via mikrofonkablar för att styra de interna elektroniska kretsarna i mikrofonen. Termen "fantom" beror på att strömmen inte kan ses eftersom det inte finns någon strömkabel. Även om Common-Mode (A) inte använder denna exakta metod, använder den något mycket liknande.

Sättet detta fungerar är att strömmen tillförs varje par av dataledningar med en gemensam spänning. Eftersom differentiell signalering används med Ethernet med tvinnat par betyder det att strömmen inte stör data. Den gemensamma spänningen tas bort/extraheras via Center Tap, vilket bara lämnar differentialspänningarna. Denna spänning är vanligtvis mellan 44 och 57 volt, vanligtvis vid 48-50V.

Till exempel; Om 50V appliceras är strömsignalen (låt oss säga bit 0) 50V, medan datasignalen (bit 1) nu är 55V. När denna 50V gemensamma spänning tas bort i andra änden, är kvar bit 0 @ 0V och bit 1 @ 5V. Dessa 0V och 5V är dina data, som sedan skickas till differentialmottagaren för data.

Var kommer OneNet in i detta?

OneNet stöder PoE eftersom standarden är baserad på IEEE 802.3 Ethernet Local Area Network. Specifikt kommer det att tillåta upp till 25,5 W effekt att överföras via Ethernet, enligt IEEE 802.3at PoE+. Detta ger en mycket större kraftkapacitet.

Det är värt att markera här att även om det finns äldre Kategori 3 (Cat3) kablar etc. som används för PoE, specificerar OneNet-standarden att ett minimum av Cat5e-kabel ska användas. Allt som hänvisas till Ethernet-kablar och ledningar i OneNet är från Cat5e eller högre. Cat6 och Cat6e kabel till exempel stöds också för högre hastigheter.

Kablar som är äldre än Cat5 såsom Cat4 är otvinnade ledningspar, som är mer mottagliga för störningar än tvinnade ledningspar.

PoE erbjuder ett antal fördelar;

– Nätverksexpansion
tt ha ström tillgänglig på nätverket innebär redan att utbyggnaden av nätverket är enkel med användning av PoE-injektorer och switchar. Den maximala längden för ett Ethernet-nätverk är inte obegränsad, men den är mycket längre än för NMEA 2000 när Ethernet-switchar används.

– Flexibla installationer
En enhet som kräver ström från ett batteri eller vägguttag är begränsad på installationsplatsen. Att ha enheter som drivs via en nätverksanslutning innebär att det inte längre finns någon begränsning på installationsplats eller avstånd från ett uttag/batteri. Utöver detta, vid installation i trånga områden som skott, kommer två kablar alltid att vara svårare att montera än en. Att halvera kabelnumret skapar dubbelt så mycket utrymme att arbeta med.

– Tid + Kostnad
Eftersom det inte finns något krav på uttag eller batterianslutning med strömkablar, reduceras installationstiden vid sidan av installationskostnaden tack vare att det saknas separat strömkabel. En lägre installationstid innebär en lägre kostnad sett ur ett pris/tim-perspektiv.

– Pålitlig och säker
All ström som levereras över Ethernet är säker eftersom PoE-tekniken är intelligent, med en gränssnittsprocess mellan PSE (Power Sourcing Equipment) och PD (Powered Device) som gör att enheten kan detekteras av källan och avgöra hur mycket ström som behövs för att undvika ov