[发明专利]一种功率双向传输的信电同传双线以太网系统

说明书

本发明涉及工业互联网领域，具体涉及一种功率双向传输的信电同传双线以太网系统，所述系统包括PSE侧和PD侧以及连接PSE侧和PD侧的双线链路，PSE侧包括PSE侧信电结构、PSE侧电源结构、PSE侧选通支路、PSE侧EMI抑制电路、PSE侧控制结构；PD侧包括PD侧信电结构、PD侧电源结构、PD侧选通支路、PD侧EMI抑制电路、PD侧控制结构；本发明可以应用为信电同传的智能工厂双线以太网架构，具有双向功率传输、支持更多PSE扩展端口、供电安全系数高、传输距离远的优点，符合10BASE‑T1L国际标准。

技术领域

本发明涉及工业互联网领域，具体涉及一种功率双向传输的信电同传双线以太网系统。

背景技术

以太网供电(PoE，Power over Ethernet)技术是指一种通过常用的语音、数据和视频的多对双绞线提供电源的技术。以太网供电技术的诞生得以在现有以太网布线基础上，不仅保证为IP终端传输数据信号，同时为此类设备提供直流供电。2016年IEEE推出其数据线供电(PoDL)标准—802.3bu-2016，其用途在于汽车、工业自动化、航空和铁路运输，以及其他采用100BASE-T1、1000BASE-T1或任何单对双绞线数据或非数据实体协议的情形，而且还有可能用于需要通过升级而适应物联网(IoT)发展的各种行业当中的其他情形。2019年IEEE又定义了一种新型以太网标准—IEEE 802.3cg-2019，用于10Mb/s的操作以及通过一对平衡导体进行功率传输。由于单对电缆现在可同时支持数据和电源，因此采用此标准可节省大量成本，并更易于在楼宇自动化应用中进行安装。单对以太网(SPE)大致分为三类：IEEE 802.3.cg-2019(10Mbps)，IEEE802.3.bw-2015(100Mbps)，IEEE 802.3.bp-2016(1,000Mbps)。IEEE 802.3cg分为两类，且这两类的长电缆和短电缆的长度均超过一对平衡的屏蔽或非屏蔽电线。其中一类是10BASE-T1L，采用IEEE 802.3物理层规范，适用于单对平衡导体上的10Mb/s以太网局域网，可达至少1000米(使用18AWG导线进行点对点连接时的长距离)。另一种则为10BASE-T1S，采用IEEE 802.3物理层规范，适用于单对平衡导体上的10Mb/s以太网局域网，可达至少15米(使用多支路连接的24-26AWG导线的短距离)。

“工业4.0”在德国被认为是第四次工业革命，主要是指，在“智能工厂”利用“智能装备”将“智能物料”生产成为“智能产品”，整个过程贯穿以“网络协同”，从而提升生产效率，缩短生产周期，降低生产成本。它的典型特征是融合性与革命性，作为新一代信息技术与工业化深度融合的产物，其代表一种新的生产方式，并推动传统大规模批量生产向大规模定制生产转变。“工业4.0”其实就是基于信息物理系统实现智能工厂，最终实现的是制造模式的变革。“工业4.0”从嵌入式系统向信息物理系统(CPS)进化，形成智能工厂。智能工厂作为未来第四次工业革命的代表，不断向实现物体、数据以及服务等无缝连接的互联网(物联网、数据网和服务互联网)的方向发展。物联网和服务互联网分别位于智能工厂的三层信息技术基础架构的底层和顶层。最顶层中，与生产计划、物流、能耗和经营管理相关的企业资源规划(ERP)、软件配置管理(SCM)、客户关系管理(CRM)等，和产品设计、技术相关的PLM处在最上层，与服务互联网紧紧相连。中间一层，通过物理信息系统(CPS)实现与生产设备和生产线控制、调度等相关功能。从智能物料供应，到智能产品的产出，贯通整个产品生命周期管理。最底层则通过物联网技术实现控制、执行、传感，实现智能生产。无论是工业互联网、工业4.0、还是智能制造，其出发点和所关注的应用领域各有差异，但它们都是共享着一个核心理念，即把互联网的核心技术——计算和通讯网络技术，更加广泛、深入地应用在工业系统和基本设施中，以实现信息技术与生产运营技术的深度融合；它们都要达到一个共同目的，即通过对物理实体状态和环境的实时感知，在信息空间通过计算做出最佳的决策，动态地优化物理资源的使用。