О технологии PoE простыми словами

Цифровые IP камеры, которые широко применяются как в системах видеонаблюдения, так и для других целей, обязательно должны быть подключены к источнику электропитания. Организация стабильного и бесперебойного питания является залогом надёжной работы системы видеонаблюдения. Питание IP камер, в зависимости от конструкции, осуществляется постоянным напряжением от 12 до 24 вольт. Подача питающего напряжения на удалённые IP камеры может осуществляться несколькими способами.

Основные способы питания цифровых камер

Мощность, потребляемая цифровыми устройствами, обычно не превышает несколько десятков ватт при небольшом напряжении, поэтому для питания IP камер нет необходимости прокладывать мощные кабельные линии. Для организации электропитания цифровых видеокамер могут использоваться несколько способов:

• Использование технологии PoE,
• Подача питания по витой паре,
• Применение отдельных источников питания для каждой камеры,
• Работа IP камер от аккумулятора или батареи.

PoE питание. Наиболее перспективным способом подачи питания на цифровые видеокамеры считается технология PoE. Для трансляции видеопотока с IP камер используется кабель «витая пара» и технология PoE (Power over Ethernet – питание по Ethernet кабелю), которая обеспечивает подачу напряжения питания по тому же кабелю, с использованием одной или двух пар проводников.

Данная технология определяется специальным протоколом, в котором регламентируются все электрические параметры, и который позволяет передавать по витой паре постоянное напряжение величиной до 56 вольт с током 400 mA. Такое напряжение было выбрано исходя из того, что технология PoE предназначена не только для питания цифровых камер видеонаблюдения, но и для других устройств. Питание IP камер через PoE, а так же другими способами, должно осуществляться от бесперебойного блока питания имеющего собственный аккумулятор. В этом случае, при аварии на электрической сети система видеоконтроля сможет работать ещё определённое время.

По витой паре с помощьюPoE инжекторов. В том случае если цифровое устройство не поддерживает PoE, осуществить подачу электропитания на удалённое устройство по кабелю «витая пара» можно с использованием специальных инжекторов.

Блоки питания. В некоторых случаях, особенно для питания IP камер, используемых для внешнего наблюдения, могут использоваться блоки питания. Они располагаются в непосредственной близости от камер, и каждый блок питания обеспечивает рабочим напряжением одно устройство.

Такой способ удобен тем, что при выходе из строя конкретного блока неработоспособной окажется только одна камера. Для организации подобного типа питания необходимо чтобы в точках установки камер видеонаблюдения имелась базовая сеть 220V с возможностью подключения к ней блоков питания.

Автономное питание. В системах видеонаблюдения иногда используются IP камеры работающие в автономном режиме. Такая камера питается от компактного аккумулятора, а видеоинформация может транслироваться по радиоканалу или записываться на карту памяти.

Далее мы подробно разберем 2 распространенных, надежных и наиболее часто используемых способа питания цифровыхIP камер:

1. Посредством PoE,
2. По витой паре с использованием PoE инжекторов и блоков питания.

Подача напряжения на IP камеры через PoE

Существует два стандарта этой технологии: 802.3af от 2003 года и 802.3at, принятый в 2009 году. Последний вариант идентифицируется как PoE+. Если первый вариант позволяет подключить внешнее устройство с потребляемой мощностью до 15 Вт, то технология PoE+ позволяет подавать питание на несколько устройств с мощностью до 30 Вт с использованием двух пар проводников.

Большинство IP видеокамер потребляют 2-4 Вт, поэтому даже стандарт 2003 года позволит обеспечить электропитанием до 7 камер видеонаблюдения при условии установки их внутри помещения. Камеры наружного наблюдения требуют для своей нормальной работы в любых климатических условиях наличие специального защитного кожуха, термоэлемент которого так же может быть запитан от линии питания камеры, что потребует дополнительной мощности.

Главная особенность технологии PoE заключается в том, что для питания IP камер видеонаблюдения не требуется выполнять монтажные работы по прокладке отдельной кабельной линии, поскольку и видеоинформация и питающее напряжение проходит по одному и тому же кабелю. В технологии PoE принято деление на 4 класса: 0, 1, 2, 3, где каждый класс определяется мощностью внешнего устройства и мощностью, которая подаётся на порт. При работе устройств по PoE особый режим предусматривает мгновенное отключение питающего напряжения в случае возникновения ситуаций, способных привести к выходу из строя дорогостоящего оборудования.

Питание камер по PoE несмотря на удобство и перспективность имеет определённое ограничение. Длина кабеля, транслирующего видеопоток и напряжение питания от коммутатора до камеры видеонаблюдения, ограничивается 100 метрами.

Этот порог легко преодолим несколькими способами:

• Применение PoE репитеров (повторителей),
• Использование конвертеров VDSL2.

Репитеры, или повторители, подключаются через каждые 90-100 метров и позволяют значительно увеличить протяжённость линии от коммутатора до видеокамеры.

Конвертеры VDSL2 или устройства Ethernet Extender предназначены для подключения камер высокого разрешения по кабелю на расстоянии более 100 метров. Максимальная длина соединительной линии с применением проводников сечением 0,5 мм может достигать 1500 метров.

Применение PoE инжектора и блока питания

Можно подать питающее напряжение на IP видеокамеру без применения технологии PoE. Для этого так же существует несколько способов. Самый простой способ подать питание IP камеры по витой паре требует небольшой переделки LAN кабеля.

Инжектор для питания по витой паре

Дело в том, что две витые пары такого кабеля не используются для передачи сигнала, и их можно использовать для подачи напряжения питания от отдельного источника на IP камеру. Для этого необходимо разрезать оболочку кабеля, и вывести наружу две свободные пары. Затем проводники пар соединяются параллельно для увеличения сечения провода. После этого от внешнего источника постоянного напряжения можно подавать питание на IP камеру. При сечении пары 0,4 мм 2 (один проводник 0,2 мм 2 ) можно расположить видеокамеру от источника питания на расстоянии до 70-80 метров при потребляемой мощности не более 5 Вт.

Для подачи питания на различные устройства, в том числе и на камеры видеонаблюдения, используются устройства называемые инжекторы. На инжекторе имеется порт LAN и порт POE. К порту POE подключается внешнее устройство, поддерживающее технологию PoE, а к порту LAN подключается коммутатор или компьютер. Кроме того на инжекторе есть разъём для подключения стандартного блока питания. Существуют инжекторы, объединённые с компактным источником питания в одном корпусе. Различные модели инжекторов могут отличаться количеством портов, число которых может быть от 1 до 16. Такие типы PoE адаптеров прекрасно подойдут для организации видеонаблюдения с небольшим количеством IP камер.

Достаточно часто для подключения камер видеонаблюдения применяются так называемые пассивные инжекторы. Они представляют собой обычные переходники, предназначенные для удалённого подключения устройств, поддерживающих технологию PoE. Некоторые модели переходников позволяют подключать к кабелю устройства, не предназначенные для применения такой технологии, например, ИК прожекторы. Современные технически средства позволяют организовать питание IP камер для систем видеонаблюдения легко и без проблем.

2. PoE+ — IEEE 802.3at

• Следующий стандарт IEEE 802.3at, обеспечивает питание до 30 Вт для каждого устройства. Таким образом PoE+ способен обеспечить питанием более мощные устройства, например камеры видеонаблюдения Pan-Tilt-Zoom (PTZ) и высокопроизводительные беспроводные точки доступа 11n.

Отличия стандарта PoE от PoE+

3. IEEE 802.3bt

• В настоящее время разработан новый стандарт IEEE 802.3bt, эта технология позволяет запитать устройства мощностью до 51 Вт по одному кабелю, в этом случае используются все четыре пары кабеля категории 5. Использование незадействованных ранее пар проводов для подачи электропитания увеличивает эффективность и мощность без каких-либо дополнительных расходов на кабели.

Type 2: Класс PoE 4:

POE стандарт IEEE 802.3af распиновка:

Требования по питанию для PoE устройств:

Passive PoE

Как же быть, если в вашу инфраструктуру требуется подключить устройства без поддержки PoE? В таких случаях используется технология Passive PoE. Ее особенность в том, что источник питания не опрашивает подключенное устройство и не согласовывает его мощность. Питание просто подается по по свободным проводникам витой пары при помощи PoE сплиттера.

PoE-сплиттер разделяет поступающий по витой паре сигнал на данные и питание (12В-24В). Таким образом становится возможным подать питание и интегрировать в существующую инфраструктуру устройство без поддержки PoE.

PoE инжектор

Существует два вида устройств — PoE сплиттеры и PoE инжекторы. Со сплиттером мы разобрались, а как работает PoE инжектор?

На примере. Представим, что в вашей инфраструктуре используется коммутатор без поддержки PoE, сетевой кабель передает только данные.

Как подключить и подать питание по витой паре на устройства с поддержкой этой технологии в такую систему? Как раз в таких случаях и используется PoE инжектор, который служит для подачи в сетевой кабель электрического напряжения.

PoE инжектор подключается и к RJ45, и к источнику питания. В итоге, на входе PoE инжектор получает данные, а на выходе — и данные, и электрическое напряжение, которое может использоваться для подключения устройств с поддержкой этой технологии.

PoE адаптер

Это AC-DC преобразователь со встроенным сплиттером и стабилизатором на выходе. PoE адаптер не использует фантомное питание а использует свободные пары (что означает невозможность использования гигабитных портов, невозможность использования двухпарных кабелей, невозможность расшаривания кабеля). Отличие от сплиттера только в том, что адаптер, за счет повышения напряжения, поддерживает длину линии до 100м на номинальной мощности и активирует схему питания через PoE. Не факт что заработает оборудование, которое питается по стандарту PoE-B. То есть использует для питания и передачи данных те же 1, 2, 3, 6 контакты.

Требование к кабелю

• Требуется четырехпарная витая пара категории не ниже cat.5e,
• Витая пара должна быть медная, а не омедненная,
• Толщина проводников не менее 0,51 мм (24 AWG),
• сопротивление в проводниках должно быть не выше 9,38 Ом/100 м (если больше, то будет большая потеря мощности).

Стандарты 802.3af и 802.3at говорят о длине витой пары для PoE равной 100м. Но на практике рекомендованная максимальная длина кабеля не должна больше 75м. При использовании Passive PoE, длина кабеля должна быть не более 60м.

Таким образом технология PoE обладает широкими коммуникационными возможностями, позволяющими создавать сети с устройствами разного типа и предназначения. Инсталляционные затраты на системы PoE как правило гораздо ниже, чем расходы на организацию традиционных силовых распределительных систем.

Подключение питаемого устройства происходит в несколько этапов:

1. Проводится проверка, устройством подающим напряжение, подключения ip камеры (или другого сетевого устройства) путем подачи электрического сигнала напряжением от 2.8 до 10 вольт и определяется входное сопротивление, которое должно быть от 19 до 26.5 кОм
2. Затем производится определение класса ip камеры в зависимости от потребляемой ею мощности. Если же устройство будет потреблять ток большей мощности, чем предусмотренный для данного класса, то питание будет отключено.
3. На последнем этапе проверки подаётся полное напряжение, но и здесь происходит контроль потребления. Если цифровая камера (или другое сетевое устройство) в течение 400 мс будет потреблять ток менее 5 мА или ток более 400 мА в течение 75 мс, то питание, будет отключено.
Используются две схемы передачи питание для ip камер по PoE:
В первом случае по двум незадействованным парам проводов кабеля 5е кат.

Во втором — ток подается на отвод вторичной обмотки трансформатора источника, а снимается с первичной обмотки потребителя.

Питание камеры видеонаблюдения

Самый подходящий способ создания качественной системы видеоконтроля – использование современных камер с высоким разрешением. Такие устройства отличаются хорошей чёткостью изображения и высокой надёжностью в процессе эксплуатации. Однако потребность в значительном токе вынуждает владельцев подобных систем ответственно и чётко организовывать электрическое питание цифровых видеокамер.

Как известно, видеонаблюдение может быть либо внутри определённого пространства, либо снаружи него. Аналогичным образом отличается и система подачи электропитания на эти камеры:

• в помещениях, где создано отопление, потребность в питании существует лишь непосредственно у самих IP-камер,
• наружные контуры требуют ночной подсветки и подогрева, поэтому им необходимо создавать условия для повышенной мощности.

PoE-питание для IP-камер

Благодаря появлению технологии Power-over-Ethernet, сокращённо PoE, появилась возможность снабжать питанием камеры видеонаблюдения, точки доступа и IP-телефонию. Как известно, подобные устройства негативно относятся к проводке рядом отдельного кабеля для энергопитания, поэтому использование PoE-технологий позволило исключить воздействие на качество сигнала посторонних помех.

Дополнительным преимуществом подачи питания вместе с информацией через один и тот же кабель является снижение затрат на установку и сокращение времени на монтаж. Ведь при создании системы не нужно использовать большого количества кабелей.

К сожалению, система Power-over-Ethernet имеет и свои недостатки:

• IP-камера, которую необходимо снабдить питанием, должна обязательно поддерживать указанную технологию,
• размер кабеля, по которому идёт питание, имеет ограничения – его максимальный размер должен быть до ста метров.

При выборе кабеля, который будет использоваться для системы, нужно учитывать его качество и протяжённость витой пары. Лучше всего приобретать продукцию надёжных изготовителей, витую пару подбирать полностью медную, а не покрытую медью. Проводники должны обладать минимальной толщиной в 0,51 мм.

Распиновка ip-камеры по витой паре

Чтобы камера видеонаблюдения смогла поддерживать PoE-технологию, необходимо обеспечить такое соответствие. Это делается в несколько этапов.

1. На первом шаге осуществление проверки питания. На устройство, которое подключено к системе, требуется подать напряжение силой от 2,8 до 10 Вольт. Затем уже можно вычислить, каким сопротивлением отличается подключаемый аппарат на входе. В случае соответствия требованиям можно переходить ко второму шагу.
2. Устройство, которое обеспечивает питание, помогает определить, какую мощность потребляет подключаемый аппарат. Это необходимо для того, чтобы в последующем уметь управлять этой величиной. В зависимости от того, какие результаты получены в процессе вычисления, то есть, сколько Ватт потребляет камера видеонаблюдения, девайсу присваивают один из пяти классов: от ноля до четырёх.
3. Следующий этап – подача напряжения 48 Вольт с нарастанием максимум в 400 мс, и контроль рабочего состояния IP-камеры, то есть подача энергопитания заканчивается в тех случаях, когда:

• тока в течение 75 мс подаётся больше, чем 400 мА,
• тока в течение 400 мс подаётся меньше, чем 5 мА,
• сопротивление камеры видеонаблюдения в течение 400 мс достигнет параметров больше, чем 1980 кОм.

Известно два стандарта технологии Power-over-Ethernet. При этом видеокамеры для систем наблюдения, а также точки доступа и IP-телефония подключаются по стандарту IEEE 802.3af. Технология PoE по этому стандарту позволяет обеспечить до 25,5 Ватт мощности. Продукты части изготовителей могут обеспечить мощность до 51 Ватт на один кабель.

Распиновка производится по следующему сценарию:

Чтобы устройство можно было подключить приведённым способом, оно должно соответствовать требованиям к энергопитанию:

• пик входного тока – 400 мА,
• отключение напряжения – при 30 Вольт,
• включение напряжения – при 44 Вольт,
• входное напряжение подаётся в диапазоне – от 36 до 57 Вольт,
• максимальная мощность потребления – до 12,95 Ватт,
• диапазон сопротивления – от 23,75 до 26,25 кОм,
• максимальное время запуска при более, чем 10 мА – 300 мс.

Распиновка может быть осуществлена и по третьему типу. При использовании этого варианта используют все кабельные жилы в четырёх парах, которые обеспечивают подачу энергопитания. Тем не менее, подобный способ распиновки можно встретить не так часто, поскольку он применяется лишь в реализации технологии PoE фирмами-изготовителями. В качестве примера можно привести использование технологии UPOE в устройствах бренда Cisco.

Если элементы оборудования, используемые в одной сети, будут поддерживать один из стандартов – 802.3at или 802.3af – тогда можно не учитывать способ распиновки. Им можно пренебречь в связи с тем, что тот аппарат, который потребляет питание по PoE, после установки сможет работать и с тем стандартом, и с другим. Однако тип распиновки будет важен тогда, когда стандарты будут различаться.

Блоки питания

Грамотный подход к выбору конкретного блока питания позволит обеспечить продолжительную и надёжную работу системы видеонаблюдения и IP-камеры в частности. Если блок питания не будет соответствовать параметрам видеокамеры или же окажется низкокачественным, камера может выйти из строя или же вовсе стать абсолютно не пригодной для дальнейшей эксплуатации.

Блок питания, который должен быть предназначен для камеры видеонаблюдения, должен выдавать именно такие параметры, которых требует техническая инструкция IP-устройства, а также соответствовать следующим требованиям:

• предохранение от возможных перегрузок или короткого замыкания,
• возможность эксплуатировать систему в непрерывном режиме,
• стабилизированная работа.

Организация энергопитания по витой паре делает организацию резервирования снабжения максимально упрощённой, нежели при эксплуатации аналоговых устройств. В данном случае можно ограничиться использованием бесперебойного блока к специальному коммутатору, работающему по технологии PoE. При этом все IP-камеры будут подключены к этому коммутатору. Применение подобной схемы помогает организовать качественное энергопитание без перебоев.

В момент приобретения блока питания не стоит выбирать самые дешёвые варианты, поскольку только качественное устройство гарантировано обеспечит соответствие требованиям безопасности и позволит избежать серьёзных проблем, вроде пожара или возгорания. Покупку рекомендуется делать в проверенных торговых точках, занимающихся реализацией оборудования на профессиональном уровне.

Смотрите видео: ЧТО ТАКОЕ RTSP ПРОСТЫМ ЯЗЫКОМ

(Пока оценок нет)

Загрузка...