拆解:電力線網絡加PoE

經常看我文章的讀者可能還記得，我已經做了十多年穩定的電力線網絡實際測試，從「14Mbps」 HomePlug 1.0開始，直到最新一代的「2000Mbps」 HomePlug AV2，以及其他競品，比如UPA、松下HD-PLC和Gigle半導體的「Gigabit」專利方案。然而，回想起來，我意識到，雖然我對電力線網絡硬體進行了大量評估，但從來沒有真正窺視過硬體裡面。

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因此，當TRENDnet最近向EDN提出請求評估一下該公司的TPL-331EP電力線適配器時，我很高興接受了這一任務。我對TPL-331EP有點好奇，因為它只支持2005年左右的「200Mbps」 HomePlug AV標準（然而，我多年來的測試結果表明，其帶寬和延遲不太可能達到所聲稱的新一代技術規格）。但是評估TPL-331EP還可以讓我有機會更多地了解PoE（乙太網供電），這項技術我早就想自學了。

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PoE的根本目的正如其名稱所示，它不僅要能在路由器和遠程網絡客戶端之間提供網絡數據連接，而且還要能通過相同的乙太網電纜為同一客戶端供電。它針對的是可能沒有就近可接入電源的設備（比如VoIP手機、IP攝像機、無線接入點和網絡擴展器等），儘管規範中沒有規定說不允許客戶端有自己單獨的備用電源（比如電池組）。然而，乙太網電纜中含有非常薄的（即有損）導線，以及必須通過相同的多線束導線同時傳輸電力和高帶寬雙向數據等問題，可能帶來明顯麻煩。

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然而，與電力線網絡本身形成鮮明對比的是，PoE的電源是DC而不是AC，這就大大簡化了源端電力與數據的融合以及後續接收端的分離。動手前再來點術語解釋：如果向網絡連接添加電源是在PoE已知路由器、交換機或適配器的源端（如TPL-331EP的情況），這種特定版本的供電設備（PSE）就稱為端跨設備。否則，如果電源是加在路由器/交換機與遠程客戶端之間，例如通過PoE合路器（injector），則該設備稱為中跨設備。支持PoE的遠程客戶端稱為受電設備（PD）。PoE分離器（splitter）也可以向非PoE支持的LAN客戶端提供單獨的電源和數據連接。

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按照維基百科對PoE的定義所述，IEEE規範集已經經歷了多代演進，每次迭代電力傳輸都有增強。10/100Mbps乙太網電纜上傳輸電力的方式也各不相同：「A模式」即電力傳輸發生在與數據傳輸所用相同的1-2和3-6對線路上，而「B模式」則使用「備用」的4-5和7-8對線。對於千兆乙太網來說，由於它需要使用全部四對線來傳輸數據，因此只能將數據和DC電力合併到相同的線路上。當我看到TRENDnet TPL-331EP僅支持「200Mbps」 HomePlug AV標準，特別是它只包含一個10/100Mbps有線乙太網收發器時，我認為它是個利用備用線對傳輸電力的「B模式」端跨設備。但事實證明，TPL-331EP採用的是「A模式」供電。顯然，確保PSE和PD模式兼容是一項關鍵要求。

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基本概念說得夠多了，讓我們來動手拆解吧！我們從它的外包裝開始：

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我手上的這個產品確切地說是TRENDnet TPL-331EP2K，它是個兩件套產品：

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以下是其中一個設備的鏡頭特寫。前面板LED從上到下分別報告電源、電力線網絡連接、乙太網客戶端連接和該客戶端是否支持PoE狀態。右側的按鈕（向下）用來啟動這一特定電力線適配器與AC電網上其他適配器的重新同步。底部的嵌入式按鈕（位於乙太網埠旁邊）可恢復出廠設置。

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用拇指按壓後面板標籤，我以為下面有一個嵌入式螺絲頭，但它只不過是一個塑料成型標記罷了。原來，頂部和底部的部件是由一系列塑料夾固定在一起，用一個薄的平頭螺絲刀即可撬開外殼：

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上圖右上角區域明顯可見的數字器件包括（從左到右）Sigma Designs（現為Silicon Labs）的CG2212 HomePlug AV AFE（模擬前端）和CG2211 MAC/PHY，以及鈺創科技的EM639165TS 128Mb SDRAM。後者的下面是瑞昱RTL8201F單埠10/100M PHY。它與乙太網連接器之間的是磁威電子的PE1606S LAN變壓器。

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以下是PCB上部的各種模擬、數字和電源電路更近的特寫：

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現在，如何才能露出PCB背面？PCB上有一個明顯可見的螺絲，它周圍有焊錫將PCB連接到AC插頭的接地插腳，但這並沒有對我的十字頭螺絲刀造成太大困擾：

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但零線和火線插腳卻是另一回事——我費了不少功夫也沒能將它們與周圍的塑料分開，我擔心會將PCB折成兩半。所以，我拿出了烙鐵。可笑的是，我怎麼也不能熔化足夠的焊錫而將PCB與插腳分開，但插腳在充分加熱後我倒是可以將它們從外殼慢慢拔出來：

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PCB背面相對稀疏，以下是它各個區域的一些特寫鏡頭：

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下面這個特殊的區域與前面照片中可見的緩衝絕緣泡沫墊相配：

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我很確定這個適配器不能再工作了，但我仍然計劃測試另一個，特別是其PoE功能。在這方面，歡迎提供有關與之相配的PoE兼容網絡客戶端的建議。信或是不信，據我所回憶，目前在我的硬體檔案中還沒有與PoE相關的資料。一如既往，希望您能在評論中分享您對這個拆解項目的看法。KTmednc

本文為《電子技術設計》2019年2月刊雜誌文章。

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