現在、世界中で5Gの構築が本格化しています。4Gテクノロジーとは異なり、より高い帯域幅とより高速な伝送速度を提供するには、より高密度の5Gスモール セル ベース ステーションを設置する必要があります。PoE (Power over Ethernet) テクノロジーは、イーサネットでデバイスに電力とデータを同時に送信できるため、5Gスモールセル基地局の構築の複雑さが軽減されます。この記事では、オンセミコンダクターが発表した5GアプリケーションとPoEソリューションの開発動向を紹介します。
5G構築にはより多くの小型セル基地局が必要
5Gテクノロジーは、高帯域幅と高スループットの利点を備えており、自動車、クラウドサービス、製造、小売などのさまざまな業界に革命的な変化をもたらし、車両のインターネットやモノのインターネットなどのアプリケーションをより効率的かつ実用的なものにします。そのため、世界各国は5G構築のペースを加速させています。
5Gの構築にはより多くの小型セル基地局が必要となるため、より高密度のカバレッジを提供するためにこれらの基地局は屋内に設置されることになります。スモールセル基地局は、2017年から2019年にかけて前年比40％増加しました。2020年および今後数年間は、企業ユースケース（製造自動化、モノのインターネット、出荷港など）の増加により、市場は20％の成長率を維持すると予想されます。5Gの無線容量と高帯域幅は、高データレートの要件を満たすことができます。狭帯域デバイスは、5Gアプリケーションの要件を満たさなくなります。より優れた5Gサービスを提供するために、小型セル基地局では帯域幅を拡大する必要があります。そのため、スループットを満たすために、より多くの新しいタイプのスモールセル基地局が必要となり、特に、屋内に5Gスモールセル基地局がさらに構築され、24GHz、28GHz、39GHzを含むスペクトルが採用されることになります。
PoE技術は屋内小型セル基地局の需要を満たす
屋内5Gスモールセル基地局は、エンドツーエンドの高効率かつ高精度のネットワーク同期機能を提供する必要があり、ネットワーク展開が容易である必要があります。省スペース設計が必要であり、高いセキュリティを確保する必要があります。PoEシステムは上記の要件を満たすことができます。PoEシステムには、グリッド電源ケーブル、電源供給装置 (PSE)、イーサネット ケーブル、および負荷状態で動作する受電装置 (PD) が含まれます。PDは追加の電力を必要とせず、世界標準の電源を使用するため、PoEシステムの構築は比較的簡単で便利です。
PoEシステムのアーキテクチャと標準は長年にわたって進化しており、IEEE 802.3af (PoE) のPSE出力15.4WからIEEE 802.3at (PoE+) のPSE出力30Wまで進化し、最新のIEEE 802.3bt (PoE++) は最大90Wをサポートできるため、PoEテクノロジがサポートできるアプリケーションはますます増えています。新世代の高出力PoEデバイスは、屋内5Gセル システムのサポートに最適です。
最大90WのPoE高電力アプリケーションをサポート
onsemiは、PoEアプリケーション向けのさまざまなポートフォリオをリリースしました。より多くの機能を統合し、最大90Wの電力のデバイスをサポートでき、定格電力が高く (独自の高電力PoEアプリケーションの場合は最大100W)、オン抵抗が低いホットスワップ スイッチを備えているため、効率と省エネ効果が高く、補助電源オプションとオープンドレインのパワー グッド インジケータをサポートし、より安全で信頼性の高いアプリケーションを提供します。
onsemiのNCP1095/NCP1096は、IEEE 802.3bt、IEEE 802.3af、IEEE 802.3atに準拠したPoE-PDインターフェイス コントローラであり、接続された照明デバイス、セキュリティ カメラ、USB Type-Cデバイスなどの高出力アプリケーションの開発に使用できます。NCP1095/NCP1096は、突入位相検出、分類、電流制限 (110 mA)、物理層分類で最大5つのイベントのサポート、短時間維持電力シグネチャ (MPS)、過電流保護、過熱保護、接合部温度範囲 -40℃ ～ +125℃ など、PoEシステムのすべての機能を16ピンTSSOPパッケージに統合しており、鉛フリーでRoHS準拠のデバイスです。
NCP1095DB
NCP1095/NCP1096は、最大90 Wの出力電圧を提供する外部転送トランジスタを使用します。エネルギー効率を向上させるために、NCP1095/NCP1096はAutoclass機能もサポートしており、電源供給装置 (PSE) が各受電デバイス (PD) に電力を効率的に割り当てて電力割り当てを最適化し、PoEデバイス間の相互運用性を確保できるようにします。外部送信トランジスタは、PoEまたは壁アダプタによって電力が供給されるアプリケーション用の補助電源検出ピンを含む高電力アプリケーションをサポートするためにも使用されます。NCP1096は、より高い統合を実現するために内部ホットスワップFETも提供します。
さまざまなPoEおよびIoTアプリケーションをサポート
NCP1095/NCP1096は、IEEE 802.3bt (最大クラス8/90 W)、IEEE 802.3at (最大クラス4/30W)、IEEE 802.3af (最大クラス3/15W) をサポートし、PoEデバイスやモノのインターネットに適用できます。パワーグッド ピンは、隣接するメインDC/DCコンバータの適切な無効化/有効化を保証します。分類結果ピンにより、割り当てられた電力レベル（クラス8まで）に応じた動作が可能になります。利用可能な最終製品には、デジタルサイネージ、衛星データネットワーク、コネクテッド照明、ビデオおよびVOIP電話、セキュリティカメラ、ピコベースステーション、マルチバンドアクセスポイント、USB Type-Cデバイスなどがあります。
顧客によるPoE製品の開発を加速するために、オンセミコンダクターはNCP1095GEVB/NCP1096GEVB PoE-PDインターフェイス コントローラ評価ボードも導入しました。このボードはNCP1095/NCP1096コントローラの評価に使用され、エンド ユーザーがテストを実行するのに役立つRJ-45コネクタ、電源トランス、アクティブ ブリッジ (Greend Bridge2)、およびその他の固定デバイスが含まれています。
結論
世界は5G構築の展開ペースを加速させています。新世代の高出力PoE技術は、屋内5G基地局の需要を満たし、基地局建設の複雑さを軽減できるため、将来の5G市場とPoEデバイスの急速な成長を象徴し、大きな発展の可能性を秘めています。OnsemiのPoEソリューションは、製品開発を加速し、市場機会を獲得するのに役立ちます。