Power over Ethernet Echtzeit-Leistungsüberwachung in Netzwerken

Power over Ethernet-Technik in Firmennetzwerken
Power over Ethernet-Technik in Firmennetzwerken

Für das Energiemanagement in Firmennetzwerken ist die Implementierung der Digitalisolation auf Systemebene mit der PoE-Technik interessan: Dabei werden der Netzwerk-Switch und alle Verbraucher im Netzwerk Teil eines intelligent verwalteten Systems. Das Energie-Einsparpotenzial geht dabei über die Möglichkeiten der einzelnen Netzteile hinaus.

Bei der Suche nach besseren Lösungen für den wachsenden globalen Energiebedarf ist der Wirkungsgrad von Stromversorgungen auch weiterhin ein Schwerpunktthema in Fachzeitschriften und auf -konferenzen für Leistungselektronik wie der PCIM. Jüngste Fortschritte bei den Leistungselektronik-Bauelementen und -Topologien ermöglichen es, die Wirkungsgrade von Stromversorgungen anzuheben. Die industrieweite Anwendung von Compound-Halbleitern wie SiC- und GaN-Bausteinen sind ein Beispiel hierfür.

Um dem rasant wachsenden Energiebedarf zu begegnen, ist ein Verbessern des Wirkungsgrades eines jeden Netzteils ein wichtiges und wesentliches Element. Eine weitere, möglicherweise noch bessere Möglichkeit zur Reduzierung des Energiebedarfs ist ein intelligentes Energiemanagement auf Systemebene.

Digitales Energiemanagement bietet die Chance, durch eine Echtzeit-Kontrolle des Energiebedarfs an einem jeden Knoten im System weit über die Volllastwirkungsgrade der einzelnen Netzteile hinauszugehen. Beispielsweise können in einem vernetzten Gebäude Geräte in unbelegten Räumen in den Standby-Modus versetzt oder ausgeschaltet werden. Darüber hinaus kann die Leistungsaufnahme von Geräten an die Umgebungsbedingungen oder an die Echtzeitanforderungen hinsichtlich Rechenleistung und Bandbreite angepasst werden.

All dies erfordert ein Energiemanagement auf Systemebene. Mit den zunehmenden Fortschritten der PoE-Technik nehmen die Energie-Einsparmöglichkeiten noch weiter zu, zumal sich die Leistungspegel an den einzelnen Knoten von 30 W hin zu 90 W bewegen. Dies verändert die Szenerie, da leistungsstärkere Geräte nun vom Netzwerk-Switch aus gesteuert werden können.

Ein intelligentes Energiemanagement erfordert allerdings Echtzeitdaten. Da es sich bei PoE um ein isoliertes Stromversorgungssystem handelt [1], erfordert die Erfassung dieser Daten Zugriff auf Informationen über eine Isolationsbarriere hinweg, und zwar bei Übertragungsraten, die über die Möglichkeiten herkömmlicher Isoliermethoden hinausgehen.

Dieser Artikel zeigt, wie diese Einschränkungen mit Hilfe der digitalen Isolation überwunden werden können und ein vollständiges Energiemanagement auf Systemebene möglich wird.