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如何在商业空间实现 PoE 连接

时间:2017-10-25 作者:Giovanni Frezza 阅读:
在新建或现有的商业建筑或企业中,PoE分布式网络通过标准的低压分类电缆可以输送电力并将通信信号发送到形形色色的端点处,其中包括 LED 照明、暖通空调控制、摄像头以及其他的网络设备。PoE 照明和自动化系统使高度创新的建筑构思成为可能。这类系统的设计可以提高能效、增进生产效率。

在新建或现有的商业建筑或企业中,以太网供电(PoE)分布式网络通过标准的低压分类电缆可以输送电力并将通信信号发送到形形色色的端点处,其中包括 LED 照明、暖通空调控制、摄像头以及其他的网络设备。tiPEETC-电子工程专辑

PoE 照明和自动化系统使高度创新的建筑构思成为可能。这类系统的设计可以提高能效、增进生产效率。操作技术 (OperaTIonal technology ,OT) 正在飞速的将信息技术 (IT) 基础设施所采用的 PoE 基础设施使用到商业建筑当中,许多重大的改造和试点项目正在进行中,而且还有更多的项目正处于准备阶段。商业建筑的建造商、开发商、设计师事务所以及工程公司都已开始冲锋在前,开展各种重大的协作,扮演着重要的角色以将强大的 PoE 网络引入到商业空间之中。tiPEETC-电子工程专辑

富有远见的用户将 PoE 基础设施视作一种具有协同作用的资产,助力实现物联网 (IoT) 以及智能建筑计划,而且,这种资产还可以为建筑开发商、业主及租户带来巨大的价值。各种先进技术已经推动了网络互连照明的使用,并且在楼宇自动化领域推动采纳了更多更加高效的标准。与需要双层基础设施的传统网络所不同,PoE 平台允许在同一低压电缆基础设施上输送电力与数据。尽管当今大多数已装机的控制系统都以专有的解决方案为基础,领先的技术供应商以及商业建筑行业都倾向于采用开放标准来简化新型网络的安装、配置与调试过程。tiPEETC-电子工程专辑

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图1:Transcend 网络互连照明的示意图,这是一种 PoE 照明系统。Transcend 由 Molex 的 Transcend 软件、思科的网络技术、PoE 网关、分类电缆、传感器以及来自形形色色制造商的照明器材组成。Molex 是思科解决方案技术的集成商。 (来源:www.transcendled.com)tiPEETC-电子工程专辑

PoE 网络中使用的技术在 IEEE802.3 标准中具有明确的定义,该标准为有线以太网络、电源设备,以及使用两对或四对连接来传输电力的设备指定了物理和数据链路层。最初的 PoE 标准 (IEEE802.3af-2003) 基于 15.4 瓦的开关端口功率,在使用两对电能传输模式的 PoE+ (IEEE802.3at) 中提高到了 30 瓦。更新一些的标准使用了四对电能传输模式,设计可在每个开关端口上支持 60 瓦 (UPOE) 以及 95 瓦 (POH) 以上的功率。tiPEETC-电子工程专辑

UPOE 技术利用了全部四对双绞线,与 PoE+ 相比,在输送更高功率的同时改善了能效并降低了信道损耗。比如说,在使用了 UPOE 后,PoE 节点可以接收高达 51 瓦的功率。这样就使在一个 UPOE 端口上通过菊花链连接多台设备,从而优化低压电缆基础设施成为了可能,以便减少端口的数量以及系统上所需的布线量。tiPEETC-电子工程专辑

新的 IEEE 标准可以改善效率,使范围更广的一系列设备发挥作用并提供支持,并且,在使用了 IT 行业已经部署了十多年的相同的基础设施的基础上,可以在低压 D 级(超 5 类)电缆上发挥作用。分布式网络允许在整个建筑物或者全企业范围内实现精密控制、与其他楼宇自动化系统相集成,以质量更好的数据来帮助工作人员和建筑物确定使用决策。tiPEETC-电子工程专辑

各种标准和规范为电力输送和通信链路建立起形形色色的协议,进行数据交换。然而,这些标准和规范无法完整的描述在楼宇控制系统中 PoE 网络的全部价值。各种智能技术的普及为达到这一目的做好了准备,处于一线的建筑师、电工及安装人员可以使用以太网供电的 LED 灯具来实现建筑物的转化。原有的照明灯具可以随时改装为 LED 灯具,使用能够进行局部智能控制的传感器。老式建筑中的这类照明系统采用交流电来转换成低压电源。tiPEETC-电子工程专辑

需要做的第一步就是,将现有的照明器具改装为使用 LED,替换掉原有的荧光照明和节能灯具。在渗透到商业建筑市场后,LED 与其他照明技术相比具有显著的成本竞争力。每瓦特功率的照明输出结果极为出色,这成为了在商业建筑中采用 LED 的一个主要推动因素,可以极大的改善老式的照明技术。tiPEETC-电子工程专辑

先进的 LED 技术功能日益多样化起来,更加高效、安全,能够在 PoE 照明系统中支持可用的功率。由于能够将照明控制迁移到基于 IP 的基础设施,这使得照明成为了一种服务、一种物联网建筑资产,实现与其他建筑功能的协同控制。更进一步的集成意味着不仅可以提供更好的控制,实现显著的节能效果、提高租户的舒适度以及生产性能,还可以通过作为照明网络基础设施一部分的分布式传感器系统来收集更多富有意义的数据。tiPEETC-电子工程专辑

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图 2:软件集成 LED 照明的直观表示 。tiPEETC-电子工程专辑

说明:PoE 照明系统内集成的技术,例如 Transcend 等,可以实现完全的定制。最终用户可以根据定义的区域来调节照明需求。tiPEETC-电子工程专辑

PoE 网关经优化后可以提供低压供电以及可靠的通信功能,可进行配电并将光源、传感器节点、墙壁电子式调光器以及其他本地设备及控制元件连接到 IP 网络和控制管理中心。每台网关都采用超 5 类电缆连接到开关端口。IP 节点负责将电力和数据分配到各台本地设备。灯具、传感器、电动遮光罩、分配器、电机和其他设备都成为了数字对象,可通过软件进行配置、分组及控制。优秀的水平电缆设计对于优化低压配电从而提高实施的效率及性价比来说具有极为重要的作用。tiPEETC-电子工程专辑

良好实施的 PoE 控制系统可以为不间断电源设备带来极高的可用性、提高网络的弹性并降低运营成本。PoE 网络在每台设备的端点处不需要电源插座,因此新的网络与设备的部署速度也更快。商业建筑是采用 PoE 照明和自动化系统的主要对象,这类系统的设计可以作为建筑物基础设施的一个组成部分,或者在现有的建筑结构中改造而成。设计需要对电力和数据的分配进行优化,从而减少所需的 PoE 端口数量。比如说,如果一组设备的功率要求低于 50 瓦,那么一台 PoE 网关即可在菊花链配置中为多台驱动器供电并提供控制。从设计安装到现场操作和建筑物的维护,系统软件工具在网络化的控制系统的整个生命周期内提供支持。tiPEETC-电子工程专辑

PoE 网络的优势tiPEETC-电子工程专辑

• 使用分类电缆即可在单层基础设施上提供电力与数据tiPEETC-电子工程专辑

• 直流电可理想用于低压 LED 和传感器应用tiPEETC-电子工程专辑

• 无需持证电工即可在低压状态下安全的安装 RJ-45 连接tiPEETC-电子工程专辑

• 以太网标准久经考验、面向未来、扩展方便tiPEETC-电子工程专辑

• 实现对可调谐 LED 灯具及动态/生物自适应控制器的高级控制功能tiPEETC-电子工程专辑

• 在商业建筑的连接和数据分析方面创造新的范式与价值tiPEETC-电子工程专辑

• 数字分区与再分区使建筑物针对具体用途灵活优化,在未来出现新需求时改换功能tiPEETC-电子工程专辑

• 与现有的 BAS 和楼宇基础设施便利的融合并集成到一起tiPEETC-电子工程专辑

• 颗粒化的传感器阵列提供出色的自动化和数据报告功能tiPEETC-电子工程专辑

• 全新用例可提高生产效率与运营效率tiPEETC-电子工程专辑

PoE 技术通过进一步的降低能耗以及改善光质量,将商业空间内采用的 LED 照明推向了更高层次,使光强度更加柔和并增强了调光功能,还可以动态的调节色温以提高工作环境的舒适度与生产效率。业主或运营商可以随时获得照明状态、实时能耗、基于传感器的租户报告、空气质量、温度以及其他环境监控参数。综合数据将转换为切实的商业洞察力,使您可以考虑业务的流型与空间的利用率、此类空间内的状态,以及各种不同的空间、楼面或建筑在利用率、能源使用及生产效率方面是如何划分等级的或者对比效果如何。tiPEETC-电子工程专辑

由于无需采用双层基础设施即可分配电力(例如,交流电源)及其他资源,在低压电缆上或者以无线方式提供通信、数据和控制功能,这使得与传统的硬接线的交流/直流分布式照明系统与自动化系统相比,可以简化并加快施工过程。建筑物内的每台 LED 灯具或元件采用 RJ-45 连接器供电,都会收到一个 IP 地址。空间利用率上的变化可缩短安装时间/降低安装成本,避免对布线的返工。对于通过网络连接的系统,通过根据空间利用率的需求来重新指派传感器,即可快速的更改设备参数设置以及分区编程。tiPEETC-电子工程专辑

PoE 网络和低压电缆基础设施的优化是一项最具前途的技术,可实现照明网络及其他楼宇自动化网络的 IP 融合,而这就需要混合部署包括 PoE 和分布式功率转换在内的多种技术。具有这一方面知识而又经验丰富的合作伙伴最适合在现有或新建的建筑物内有效的扩展 PoE 技术,或者推动企业范围的部署。tiPEETC-电子工程专辑

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