kommunikAtion/ strømForsyninG
Data og power deler det fysiske medium
De seneste forbedringer af teknologien bag PoE (Power over Ethernet) og PLC (Power Line Communication) giver en effektiv deling af det fysiske medium for data og strømforsyning
Af David Kerharo, FAE, Future Electronics
Fordelene ved at overføre både data og forsyning i samme kabel er så indlysende, at det kan undre ved første øjekast, at teknologien ikke er mere udbredt, end tilfældet er i dag. Uanset om man overfører effekt på et datakabel som PoE eller omvendt PLC så er muligheden for at spare både materialer og penge i installation åbenlys, da man sparer den dobbelte kabelstruktur. For PoE's vedkommende er besparelsen i kraft af, at m a n spa r er en s epa r at strømforsyning og et netspændingsudtag, meget tiltrækkende for især prisfølsom me produ kt er som webcams (IP-kameraer). I PLC-teknologiens tilfælde er der en mulighed for at hjælpe forbrugere og virksom heder med at spa re penge ved at undgå den separate kabelføring og trådløse infrastruktur, da man blot kan overføre data over de eksisterende netspændingsledninger. Hvis nu sagen var så enkel, så ville vi se fælles dataog forsyningsstrukturer næsten overalt. I realiteten lider både PoE og PLC af seriøse begrænsninger. Men vi kan i dag imødekomme mange af disse begrænsninger, og der findes i dag en række komponenter og moduler på markedet, hvorved man på en let måde kan opnå de forbedringer, som begge teknologier byder på. Hidtil har begrænsningen for de to transmissionsformer ligget i effekttabet, støjen og bitraterne. For PoE er problemet grundlæggende, at et Ethernet-kabel ikke er designet til at overføre størr e m æn g der ener g i . E t Ethernet-kabel består af fire ledningspar. Kun to af disse par bruges til kommunikation et par til transmission og et par til modtagelse. PoE bruger de to andre kabelpar til forsyning af den aktive komponent (PD = Powered Device). Desværre er tværsnittet af en enkelt leder i Ethernetkablet ganske lille, og derfor er seriemodstanden i ledningen høj svarende til 20 for 100m kabelpar. Ved at multiplicere modstanden med kvadratet på strømmen, så kan man se, at PoEsystemet ikke vil kunne forsyne PD'er bortset fra over kortere afstande. PoE egner sig derfor tydeligvis PLC-teknologien er sjovt nok omvendt. Hvor PoE tillader høje bitrater, men lave effekter, så kan PLC levere masser af effekt, men det sker på bekostning af evnen til at overføre data. PLC fungerer ved at overlejre et højfrekvent signal oven i forsyningen. Faktisk findes
Støj og dæmpning er fjenderne
Begge frekvenser i PLC lider under støj og dæmpning af signalet. Ligesom for PoE skyldes det, at kablet er blevet bedt om at udføre et stykke arbejde, det aldrig var planen, at det skulle gøre. I tykke kabler til
Netværksarkitektur med diskret PoE-strømforsyning.
kun til applikationer, der er en del af det eksisterende Ethernet-netværket som kontorudstyr, IP-telefoner og webcams. Effekttabet på et Ethernet-kabel kan dog beg rænse applikationen endnu mere. I mange Ethernet-forbundne industrielle styringssystemer er kablerne ofte længere end 100 meter. Begrænsningen inden for
der to slags PLC-arkitekturer: Den ene arbejder ved 100-200kHz, hvorved man kan overføre data ved nogle få kbit i seku ndet over mange kilometer kabel. Den anden teknologi arbejder med bitrater op i Mbit/sekund-området, men den teknologi duer kun ved kortere kabellængder og passer derfor bedst til kontor- og hjemmenetværk.
netspændingsforsyning optræder dæmpningen som følge af skineffekten. Med en AC-forsyning stiger strømtætheden nær overfladen af lederen. Det betyder, at strømmen ikke flyder jævnt gennem ledertværsnittet. Det opleves som om, tværsnit af kablet faktisk var mindre, end tilfældet er, og modstanden øges med frekvensen af
Mobile XDR-Hukommelse til næste generation mobilprodukter
Rambus Inc. løfter sløret for deres Mobile XDR-hukommelsesarkitektur til næste generation mobilprodukter. Mobile XDR-hukommelsen er baseret på innovationer fra Rambus Mobile Memory Initiative, som blev introduceret sidste år, og tilbyder en hu kom melsesa rk it ek t u r med stor båndbredde og lavt strømforbrug, som allerede nu overgår målene for strømforbrug og ydeevne for næste generation mobilprodukter. Mobile XDR-hukommelsesarkitekturen vil muliggøre fremtidige hukommelsesplatforme til mobilprodukter, som kan opnå gennemløb på op til 4,3 Gbps pr. pin med uovertruffen strømeffektivitet. Med denne banebrydende ydeevne kan SoC-platforme nå op på en hukommelsesbåndbredde på over 17 Gb/s fra en enkelt Mobile XDR DRAM-anordning, samtidig med at batteriets levetid forlænges med mere end 30 minutter for mange mobilprodukter ved anvendelse af de mest strømslugende programmer. Mobile XDR-arkitekturen muliggør betydelige besparelser for SoC-chips ved at tilbyde pin count-reduktion og et mindre interface. Nedsat strømforbrug opnås gennem en aggressiv nedsættelse af aktivt strømforbrug samtidig med hurtig overgang til energibesparende tilstande. Mobile XDR-hukommelsesarkitektur anvender nøgleinnovationer fra Rambus' Mobile Memory Initiative som: Very Low-Swing Differential Signaling (VLSD) - En dobbeltvirkende teknologi til differentialsignalering med jordledere, som muliggør en højtydende og omkostningseffektiv løsning med lavt strømforbrug til applikationer, der kræver ekstra stor båndbredde og stor strømeffektivitet En anden innovation er FlexClocking arkitektur, der anvender asymmetrisk opdeling i partitioner og placerer vigtige kalibreringsog tidskredsløb i SoC-interfacet, hvilket gør DRAM-interfacet betydeligt enklere. Endelig er der Advanced Power State Management (APSM), som reducerer strømforbruget i hukommelsessystemet og giver ultrahurtig overgang mellem forskellige tilstande, hvad enten i energispare- eller aktiv tilstand. Derudover er Rambus' FlexPhase- og Microthreading-teknologier med til at gøre Mobile XDR-arkitekturen ekstra strømeffektiv. Rambus Inc. www.rambus.com
.500 timers højspænding fra to AA-batterier
Lang batterilevetid er et krav for mange bærbare elektronikprodukter, men det hører til det usædvanlige, at det er en kvalitet for en højspændingsforsyning til mere eksotiske applikationer som elektroforese, elektrostatisk feltgenerering samt detektorer til biologiske og nukleare formål for nu at nævne nogle få anvendelsesformål. Trods det lancerer EMCO High Voltage Corp. nu ULPserien, som er en familie af fem højspændingsforsyninger i en yderst kompakt kapsling og med forsyning fra eksempelvis to AA lithium-batterier. Det mest imponerende ved ULP-serien er ud over det meget høje spændingsniveau op til 5.000V batterilevetiden, som i visse driftssituationer kan være op til 4.500 timer fra et enkelt sæt batterier af den nævnte type. effekten øges til 4W selvfølgelig på bekostning af batterilevetiden. For at reducere forbruget har forsyningerne dog samtidigt en power-down funktion, som reducerer strømtrækket til 10µA. Indgang på forsyningen kan være mellem 5,4V og 7,4V, og effektiviteten er bedre end 85 procent. Forsyningerne har ikke kun et ultralavt effektforbrug. De er samtidigt så små, som man kan ønske sig af bærbare, batteridrevne forsyninger. De fysiske ydermål er på blot 83,8mm x 38,1mm x 12,7mm, og vægten på kapslingen, der er forsynet med 6-pin/8-lead pinout, er minimale 51 gram. Craftec A/S Tlf.: 45 93 42 00
Forsyningerne leveres med output-optioner på variable outputs på op til mellem 500V og 5.000V for de fem produkter i familien. Strømforsyningerne kan programmeres til individuelle spændings- og effektniveauer. En typisk output-effekt er på 2mW, men hvis det ønskes kan udgangs-
1
aktuel elektronik nr. 6 · 3. maj 2010