Esta nota de aplicación presenta un diseño de referencia de inserción de punto final o midspan Power-over-Ethernet (PoE). El diseño de referencia alimenta de 4 a 192 puertos Ethernet y puede usarse en modo independiente o configurarse mediante un microcontrolador a nivel de sistema. Se proporcionan enlaces al firmware y varios documentos de apoyo.
descripción general
Esta nota de aplicación describe las capacidades de un diseño de referencia de inserción de punto final o midspan Power-over-Ethernet (PoE). El hardware modular del diseño de referencia permite una implementación flexible de 4 a 192 puertos Ethernet. Este diseño se basa en el controlador de energía de red cuádruple MAX5945. El microcontrolador MAXQ2000 proporciona control a nivel de sistema para controlar y monitorear el controlador de potencia MAX5945. El diseño de referencia también se puede utilizar en modo independiente con configuración de PC a través de la interfaz RS-232 o USB.
Descripción general de PoE
Ethernet en su conjunto está estandarizado en IEEE 802.3. PoE/PoE+ están estandarizados en IEEE 802.3af/at respectivamente. Los tres tipos más comunes de redes Ethernet son 10BASE-T (10 MHz), 100BASE-TX (100 MHz) y 1000BASE-T (1 GHz). Estos tres formatos utilizan el mismo medio, cable de categoría 5 (CAT-5). Un cable CAT-5 contiene cuatro pares de dos hilos cada uno (8 hilos en total, etiquetados 1-2, 3-6, 4-5 y 7-8 están numerados y emparejados). Para Ethernet de 10/100 MHz, solo se utilizan dos de los cuatro pares (1-2 y 3-6) para la transmisión de datos. (Ethernet de 1 GHz usa los cuatro pares).
En la solución de inserción de midspan PoE, Power Sourcing Equipment (PSE) utiliza los pares 4-5 y 7-8 para la distribución de energía. La Figura 1 muestra una configuración de midspan Ethernet de 10/100 MHz en la que la alimentación se distribuye directamente entre los pares no utilizados. La salida PSE positiva (V+) se conecta a los cables 4 y 5 y la salida PSE negativa (V-) se conecta a los cables 7 y 8.
En la solución de inserción de terminales PoE, el PSE usa los pares 1-2 y 3-6 para la distribución de energía (Figura 2). La alimentación para la configuración del terminal se suministra como polarización de modo común (CC) en el par de cables, mientras que los datos de Ethernet se acoplan mediante transformador y son completamente diferenciales (CA). La polaridad de la salida de PSE para aplicaciones de punto final no está definida.
Se puede aplicar una configuración acoplada por transformador similar a la configuración midspan (pares 4-5 y 7-8). Esta configuración permite que los cuatro pares de cable CAT-5 transporten tanto datos (compatible con Ethernet de 10/100 MHz como de 1 GHz) y alimentación (punto final y/o midspan). El PSE comprueba si hay conectado un dispositivo alimentado (PD) válido y, de ser así, enciende y supervisa la corriente suministrada al PD. Las soluciones multipuerto también le permiten asignar prioridades a puertos individuales. Esto garantiza que siempre se suministre energía al puerto de mayor prioridad y que se puedan apagar otros puertos si no hay suficiente energía disponible.
Hardware de diseño de referencia
El hardware de diseño de referencia consta de:
- Placa base y hasta 5 placas de PC de formato DIMM 3.3V. La placa base contiene cinco conectores estilo DIMM de 168 pines, conectores RJ-45/magnéticos para 32 puertos Ethernet, transceptor RS-232 aislado de ±50 V (MAX3250) y controlador SPI™ a USB (MAX3420) .
- Tres tipos de tarjetas de formato DIMM.
- La tarjeta maestra contiene un microcontrolador MAXQ2000, un convertidor CC-CC MAX5020 que genera una salida de +3,3 V a partir de una entrada de -48 V y seis controladores de alimentación de red MAX5945 que alimentan 24 canales. El MAXQ2000 usa I²C para comunicarse con el MAX5945 en la propia tarjeta maestra o tarjetas esclavas adicionales.
- La tarjeta esclava contiene seis controladores de alimentación de red MAX5945 para alimentar 24 canales.La tarjeta Slave B contiene cuatro controladores de alimentación de red MAX5945 para alimentar 16 canales