为什么以太网如此耗电?


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我只是仔细阅读了Microchip ENC28J60以太网控制器的数据表,发现发送时的工作电流可以高达180mA,而激活但不发送时的工作电流通常为120mA。在3.3V电压下,我们正在谈论400至600 mW的功率。这些力量全部用于做什么?是否可以通过某种方式实现“低功耗”以太网?

Answers:


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大部分电流是发射驱动器的静态电流。如果您阅读了数据手册,则说明输出驱动器一直在通过发射变压器初级线圈的两侧吸收电流。两个49.9Ω终端电阻本身占到了66 mA。

激活后,发射驱动器必须沿电缆发射大量能量,这需要额外的功率。

PHY的接收端也消耗了不小的电流,尤其是在初始模拟阶段。由于在增益和带宽方面受到所有限制,因此将其电流消耗降至最低并不是一个高优先级。


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这主要是由于以太网不是移动标准。它从未打算用于低功耗(如果您已连接电缆,则假定附近也有电源)。

ENC28j60是同类产品中为数不多的产品之一。这是一个完整的以太网卡,减去磁性(变压器)插孔。微控制器/主机,内存,高质量和频率振荡器,LED控件,以太网mac和以太网phy。基本上,您在大型计算机网卡上看到的所有内容(还记得吗?)。但这也是首创之一。相同类别的其他设备具有相似的电流要求(不包括磁芯/变压器电流)。 http://www.silabs.com/Support%20Documents/TechnicalDocs/CP2200.pdf http://www.micrel.com/_PDF/Ethernet/datasheets/ksz8851snl_ds.pdf http://www.marvell.com/transceivers/资产/Marvell-88E3016-Fast-Ethernet.pdf

工作模式中最大的电流消耗是集成的PHY。它使以太网连接保持活动状态。只要插入电缆(两端且两个设备均处于打开状态),链路就处于活动状态,10baseT在每对上保持±2v。这就是标准(IEEE 802.3)的设计方式,即始终处于活动状态的数据连接。

通过选择更好的设备可以降低功耗。CP2200具有75 / 60ma的传输/空闲电流(不包括磁吸管)。ksz8851snl具有90 / 20ma。但是,这两个都指出,变压器/磁芯会增加另外45ma的电流。

另一方面,所有这些均具有相当低的待机/掉电电流。如果需要“低功耗”以太网,则需要进行电源管理。如果不需要使用以太网,则可以关闭整个电源。这对于仅传输项目非常有用。任意接收模式项目,不是很多(例如Web主机)。


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有一个新标准,以太网EEE:节能以太网802.3az:

http://en.wikipedia.org/wiki/Energy-Efficient_Ethernet

原理是如果一段时间没有传输,则将收发器(又名PHY)置于低功耗模式。

standard,此标准尚未广泛部署,并且不会更改传输过程中的功耗(连续使用的链路永远不会进入低功耗状态)


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它必须将信号驱动得离Wikipedia很远:

当用于10/100 / 1000BASE-T时,六类电缆的最大允许长度为100米或328英尺。这包括配线架和墙壁插孔之间的90米(300英尺)坚固的“水平”电缆,以及每个插孔与连接的设备之间的10米(33英尺)绞合的跳线。由于绞合电缆的衰减要比实心电缆高,因此超过10米的跳线会减少水平电缆的允许长度。


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在不传输时不能解释120mA的
电流

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以太网一直在传输,即使没有数据要发送。因此,空闲电流消耗和有功电流消耗之间(相对)小的差异。
2013年

@longneck以太网使用载波侦听,它以什么方式“一直传输”?
大卫

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在这种情况下,载波侦听并不意味着信号vs无信号。这意味着空闲信号与非空闲信号。空闲的以太网链路不断从两端发送载波信号。(对于1xBASE-T点对点以太网而言,这是正确的。旧的,未使用的同轴电缆共享媒体标准不会执行任何载波操作。)
longneck 2015年
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