眾所周知，在連接智能建筑和物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 時，存在與網(wǎng)絡(luò)功率、帶寬、密度和覆蓋范圍相關(guān)的硬性限制。電信號，無論是傳輸電力還是數(shù)據(jù)，都受到物理限制的約束；在過去，我們只有通過使傳輸介質(zhì)變得更大、更剛性、更難使用、更短和更昂貴來克服這些限制。這些因素對試圖實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的企業(yè)產(chǎn)生了嚴(yán)重的負(fù)面影響。

從好的方面來看，過去十年通過優(yōu)先考慮光纖布線并利用無源光網(wǎng)絡(luò) (PON) 設(shè)計來優(yōu)化智能建筑、物聯(lián)網(wǎng)和可持續(xù)發(fā)展計劃的底層架構(gòu)，從而引領(lǐng)了企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步。光纖布線沒有已知的帶寬容量或連接密度限制。事實證明，與傳統(tǒng)的室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)相比，基于企業(yè)的無源光局域網(wǎng) (LAN) 可以提供更好的可擴(kuò)展性、安全性、穩(wěn)定性和可持續(xù)性。相對于覆蓋范圍，這些無源網(wǎng)絡(luò)可以通過可靠的基礎(chǔ)設(shè)施提供12英里距離的以太網(wǎng)連接，無需供電且人員接觸有限。

到目前為止，事實證明，電力挑戰(zhàn)更難以克服，尤其是與智能建筑和物聯(lián)網(wǎng)連接需求相關(guān)的挑戰(zhàn)。然而，隨著不斷創(chuàng)新改進(jìn)企業(yè)連接的供電方法，光纖 LAN 的優(yōu)勢現(xiàn)在可以得到充分優(yōu)化 [如圖1所示]。這些新的前瞻性供電方式可用于實現(xiàn)可擴(kuò)展性，例如以太網(wǎng)供電、Class 2 遠(yuǎn)程供電、Class 4 脈沖電源和直流 (DC) 微電網(wǎng)，從而擺脫無源光 LAN 的束縛。

推動創(chuàng)新，解放光纖局域網(wǎng)的無限潛力

圖 1：連接 12 英里外以太網(wǎng)端點的無源光 LAN

以太網(wǎng)供電 (PoE) 允許網(wǎng)絡(luò)電纜傳輸電力，使智能建筑和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等設(shè)備能夠通過同一根以太網(wǎng)電纜供電和連接。這樣就無需使用單獨的電源線，簡化了安裝并降低了成本。

首先是 PoE 標(biāo)準(zhǔn) (IEEE 802.3af)，允許 15.4 瓦的功率，其次是 PoE+ 標(biāo)準(zhǔn) (IEEE 802.3at)，為受電設(shè)備 (PD) 提供高達(dá) 30 瓦的功率。最新的 PoE 標(biāo)準(zhǔn) (IEEE 802.3bt) 可為 PD 提供高達(dá) 60 瓦的功率（Class 3）或 90 瓦的功率（Class 4）。PoE 是一種為 PD 供電和連接的有效方式，但其覆蓋范圍受到以太網(wǎng)信號傳輸距離（300 英尺）的限制。

光纖 LAN 架構(gòu)有助于擴(kuò)展 PoE 的覆蓋范圍，因為光電介質(zhì)轉(zhuǎn)換器上的以太網(wǎng)端口（稱為光纖網(wǎng)絡(luò)終端 (ONT)）通常支持所有版本的 PoE。支持 PoE 的 ONT 通過長達(dá) 12 英里的無源網(wǎng)絡(luò)連接，可以提供這些不同級別更有管理的PD提供功率（例如，15W、30W、60W、90W）。通過縮短 PoE 的傳輸距離，并使用 ONT 和 PD 之間更短的 CATx 跳線，光纖 LAN 上的 PoE 將電力傳輸提高了13%。

遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)可以采用分布式或集中式設(shè)計。分布式遠(yuǎn)程電源通常位于區(qū)域配電箱中，并且可以從主數(shù)據(jù)室的直流供電。集中式遠(yuǎn)程電源整合在主數(shù)據(jù)室中，其中本地配電單元為 PD 供電。它們的直流電壓范圍為 48V 至 54V。根據(jù)所使用的銅線規(guī)格和所需的瓦數(shù)，這些系統(tǒng)可以將光纖 LAN ONT 的覆蓋范圍從 300 英尺擴(kuò)展到 2000 英尺 [如圖2所示]。 

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圖 2：使用 Class 2連接 2000 英尺外 ONT 的光 LAN

 Class4供電系統(tǒng)

4 級，也稱為故障管理電源 (FMP)，是由 NEC 制定的標(biāo)準(zhǔn)定義的最新供電技術(shù)。它可以比其他等級電路更好地安全地提供更高的電壓，因為它們增加了監(jiān)控和故障管理的保護(hù)措施。此外，Class 4 的覆蓋范圍更廣，因為它可以安全可靠地為傳感器、攝像頭、無線接入點、光纖 LAN ONT 和其他長距離物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等設(shè)備供電。

Class 4 FMP 的創(chuàng)新之處在于其可安全觸摸和智能脈沖功率，可在時間內(nèi)傳輸能量。這是通過使用專門的電源來實現(xiàn)的，該電源以短脈沖方式提供能量，其持續(xù)時間通常小于一毫秒。這些能量脈沖與基于故障條件檢測的電壓限制（450 伏直流線對線或 225 伏直流線對地）和電源關(guān)閉（故障發(fā)生后 5 秒內(nèi)）協(xié)同工作，如與人體皮膚接觸。 

Class 4 FMP 供電是現(xiàn)代連接的一項重要技術(shù)，因為它提供了一種安全可靠的方式來為更遠(yuǎn)距離的高耗能設(shè)備供電。此外，這些系統(tǒng)可以幫助最大限度地減少物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)銅纜布線和總體功耗，使其成為可持續(xù)和節(jié)能建筑的重要技術(shù)。更好的是，這些 4 類供電系統(tǒng)在 6500 英尺的距離內(nèi)為每對銅線提供高達(dá) 600W 的功率，例如可以通過無源網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施位于一英里外的光纖 LAN ONT [如下圖所示]。

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圖3： 為 ONT 供電，Class 4 光 LAN 達(dá)到 6500 英尺

直流微電網(wǎng)

直流微電網(wǎng)是為智能建筑和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)供電的有效方式，具有能源效率、可擴(kuò)展性以及與可再生能源集成的靈活性等優(yōu)勢，與光 LAN 屬性完美契合。

直流微電網(wǎng)的優(yōu)點之一是無需將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，而傳感器、攝像頭和其他低功耗設(shè)備等許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都需要這種轉(zhuǎn)換。這消除了與轉(zhuǎn)換相關(guān)的低效率和損失，這在處理大量設(shè)備時可能會很嚴(yán)重。

直流微電網(wǎng)的另一個優(yōu)點是它們可以輕松地與產(chǎn)生直流電的太陽能電池板和風(fēng)力渦輪機(jī)等可再生能源集成。這使它們成為可持續(xù)和節(jié)能現(xiàn)代建筑的理想選擇。

直流微電網(wǎng)可以采用不同的配置，例如集中式、分散式或混合式。在集中式配置中，單個直流電源為網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備供電。在分散式配置中，每個設(shè)備都配備自己的直流電源，例如電池或太陽能電池板?；旌吓渲媒Y(jié)合了集中式和分散式系統(tǒng)，以實現(xiàn)兩者的優(yōu)勢。直流微電網(wǎng)是為智能建筑和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)供電的有效方式，具有能源效率、可擴(kuò)展性以及與可再生能源集成的靈活性等優(yōu)勢，與光局域網(wǎng)屬性非常吻合。

LAN通過顯著減少全功能交換機(jī)、用戶管理訪問端口、 IP地址、IT人員接觸、門鎖和電信機(jī)房的數(shù)量來減少網(wǎng)絡(luò)攻擊面，使得光纖 LAN 的網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行時間更長。這是因為光 LAN 使用無源分光器而不是有源組件，從而降低了網(wǎng)絡(luò)停機(jī)的風(fēng)險。光纖局域網(wǎng)的另一個優(yōu)點是操作時需要較少的人為接觸。由于人為錯誤是網(wǎng)絡(luò)中斷的最常見原因，光纖 LAN 可以提供更可靠的網(wǎng)絡(luò)，同時需要更少的 IT 和網(wǎng)絡(luò)人員。

與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比，向光纖的發(fā)展以及銅纜的限制更加環(huán)保。與傳統(tǒng)的銅基網(wǎng)絡(luò)相比，光纖 LAN 需要更少的功耗組件，從而顯著降低能耗并減少碳足跡。此外，光纖電纜比銅電纜更耐用，使用壽命更長，從而減少了更換的需要并減少了浪費。所有這些都有助于企業(yè)更輕松地實現(xiàn)凈零目標(biāo)。

總之，與傳統(tǒng)的銅基 LAN 相比，光 LAN 在使用光纖連接智能建筑和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備方面具有多種優(yōu)勢。由于光纖電纜固有的安全特性，光纖 LAN 更加安全，并且無源組件的使用可最大限度地降低未經(jīng)授權(quán)的訪問或網(wǎng)絡(luò)停機(jī)的風(fēng)險。光 LAN 可擴(kuò)展連接密度、帶寬容量和延長距離。最后，光局域網(wǎng)更具可持續(xù)性和環(huán)保性，需要更少的耗電組件并促進(jìn)資源的有效利用。

隨著對節(jié)能和可持續(xù)建筑的需求不斷增長，PoE、 Class 2供電、微電網(wǎng)、 Class 4 供電和無源光纖 LAN 可能成為現(xiàn)代連接日益重要的技術(shù)。事實上，綜合利用這些技術(shù)的建筑和園區(qū)范圍的網(wǎng)絡(luò)將在節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展方面獲得最大的優(yōu)勢。這些光纖布線、光局域網(wǎng)和供電系統(tǒng)創(chuàng)新的完美結(jié)合將實現(xiàn)未來不受束縛的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能建筑和物聯(lián)網(wǎng)可擴(kuò)展性。

資料來源：pipelinepub