Андрей Смирнов
Время чтения: ~12 мин.
Просмотров: 0

Как выбрать PoE-коммутатор для проектов разного масштаба. Примеры из практики

22.04.2018

Технология PoE (Power-over-Ethernet) была создана для IP-телефонии, точек доступа, IP-камер и других устройств, к которым нежелательно проводить отдельный питающий кабель. На качество передачи данных технология PoE влияния не оказывает, используется потенциал уровня Ethernet, то есть сетевых кабелей.

poe-3.jpg

Важно понимать, что питающее устройство (например, PoE маршрутизатор) подает питание в кабель только в том случае, если подключенное устройство (например, IP камера) поддерживает технологию PoE.  Как это происходит?

1) Вначале производится проверка: является ли подключенное устройство питаемым (PD). На него подается напряжение от 2,8 до 10 B, определяется входное сопротивление подключаемого устройства. Если параметры соответствуют требуемым, питающее устройство переходит к следующему этапу.

2) Питающее устройство определяет потребляемую мощность подключенного девайса, для последующего управления этой мощностью. В зависимости от мощности, устройствам присваивается класс: от 0 до 4. 

Класс Вт на порт PoE Вт на устройство
15,4 от 0,44 до 12,95
1 4,5 от 0,44 до 3,84
2 7 от 3,84 до 6,49
3 15,4 от 6,49 до 12,95
4 30 от 12,95 до 25,5

После того, как устройство классифицировано, на него подается рапряжение 48В с фронтом нарастания не более 400 мс., и  питающее устройство приступаетет в контролю его работы:

poe-1.jpg

Всего существует 3 стандарта PoE, чем они отличаются?

1. PoE — IEEE 802.3af

  • Первое поколение PoE (стандарт IEEE 802.3af) обеспечивает питание до 15,4 Вт постоянного тока для каждого подключенного устройства.

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+

Способ передачи питания PoE PoE+
Диапазон напряжения постоянного тока на питаемом устройстве от 36 до 57 V (номинальное 48V) от 42,5 до 57 V
Диапазон напряжения, выдаваемого источником от 44 до 57 V от 50 до 57 V
Максимальная мощность PoE-источника 15,4 Вт 30 Вт
Максимальная мощность, получаемая PoE-потребителем 12,95 Вт 25,50 Вт
Максимальный ток 350 mA 600 mA
Максимальное сопротивление кабеля 20 Ом (для cat.3) 12,5 Ом (для cat.5)
Классы питания 0-3 0-4

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.
Стандарт PoE IEEE 802.3af PoE+ IEEE 802.3at
Требования к кабелю Категория 3 (UTP CAT3) или выше Type 1: Категория 3 (UTP CAT3) или выше
Type 2: Категория 5 (UTP CAT5) или выше
Сила тока 0.35 А Type 1: 0.35 А
Type 2: 0.6 А
Выходное напряжение инжектора 44 — 57 В Type 1: 44 — 57 В
Type 2: 50 — 57 В
Входное напряжение питаемого устройства 37 — 57 В Type 1: 37 — 57 В
Type 2: 42.5 — 57 В
Максимальное энергопотребление питаемого устройства Класс PoE 0, 3: 12.95 Вт Type 1: Класс PoE 0, 3: 12.95 Вт
Класс POE 1: 3.84 Вт Класс PoE 1: 3.84 Вт
Класс PoE 2: 6.49 Вт Класс PoE 2: 6.49 Вт
Класс PoE 4: не используется

Type 2: Класс PoE 4:

25.5 Вт

Поддерживаемые питаемые устройства IP-камеры, IP-телефоны, точки доступа Все устройства PoE, PTZ-камеры для наружного монтажа,
точки доступа WiMAX, светодиодные табло, некоторые компьютеры

POE стандарт IEEE 802.3af  распиновка:

poe-pins.jpg

Требования по питанию для PoE устройств:

Параметр Мин Макс
Сопротивление, кОм 23.75 26.25
Время запуска (> 10 мА), мс 300
Потребляемая мощность, Вт 12.95
Диапазон входного напряжения, В 36 57
Вкл. напряжения, В 44
Откл. напряжения, В 30 В
Входной ток (@ 36VDC), мА 10 350
Входной ток, Пик, мА 400

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-сплиттер

splitter.jpg

При данном способе подключения необходимо тщательно подбирать можность источника питания, и его потребителя.

PoE инжектор

TL-POE150S.jpg

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

DWL-P200.jpg

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.

LVS_Banner.png

Питание-цифровой-камеры-видеонаблюдения-1.jpgЦифровые 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.

Содержание:

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.

Схема-питания.jpg

По витой паре с помощью PoE 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 цифровых IP 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.

poe-питание.jpg

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.

POE-инжектор.jpg

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 мм2 (один проводник 0,2 мм2) 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.

С этим читают:

Подключение IP камеры к компьютеру и ее настройкаСоздание видеонаблюдения по витой пареПанорамные камеры видеонаблюдения: особенности использования, и популярные моделиВидеонаблюдение в офисе: юридические аспекты, выбор и установка оборудования<center>Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц сетях!</center>

Большинство современных ip камер видеонаблюдения поддерживают два стандарта питания, а именно:

Стабилизированное напряжение (12 В) и РОЕ (Когда питание и данные подаются по одному сетевому кабелю)

Стабилизированное напряжение (12 В DC ± 10%),

Например Блок питания

Технология PoE — питание и данные по кабелю витая пара,

Например PoE инжектор

1_ipcamera-fit-500x375.jpg

В базовых моделях ip камер без дополнительных функций, зачастую только 2 разъема: — RJ 45 — для данных— и разъем для подачи питания DC «мама-папа»

Разберём несколько способов подключения питания и данных к цифровым камерам видеонаблюдения:

3_block_pitaniya-fit-500x375.jpg

1. Если расстояние провода от блока питания до камеры позволяет нам подключиться напрямую, например, для комнатной камеры, то тут просто подсоединяем разъемы

10.shema_svobodnih_zhil-fit-500x375.jpg

2. В случае удаленного нахождения камеры от сервера, что бы не вести 2 провода (сетевой и питание) можно использовать часть жил витопарного кабеля для питания, часть для данных.

4 Жилы определенным образом необходимо обжать в коннекторе, остальные жилы можно использовать для подачи питания.  

6.clemnie_kolodki-fit-500x375.jpg

3. При таком варианте зажимаем в клемной колодке разъема для блока питания зачищенные от пластиковой оплетки жилы сетевого кабеля с одной стороны 

7.KlemaJeck-fit-500x375.jpg

4. Таким же образом обжимаем жилы витой пары на втором конце. Однако у такого способа есть недостаток, а именно при зачистке жил легко можно надрезать медную жилу в месте среза пластиковой оплетки, что сделает её хрупкой при загибе, так лезвие ножа при нажиме нельзя ставить перпендикулярно проводу, необходимо надрезать под углом, что бы избежать надреза жилы, что требует определенных навыков. 

4_PoE_splitter-fit-500x375.jpg

5. Для повышения надежности такого типа соединения можно использовать PoE сплиттер. Отсутствие оголенных проводов дает дополнительную защиту от возможного попадания осадков в монтажную коробку на улице, а так же от излома жилы при изгибе.

5_ipcamPoE_splitter-fit-500x375.jpg

6. В комплекте идет пара сплиттеров — на оба конца соединения сетевого кабеля 

9.PoE_injectoripcamera-fit-500x375.jpg

 7. Вместе с тем, как уже упоминалось ранее большое количество сетевых камер поддерживают питание через технологию PoE. По крайней мере все камеры Hikvision такую функцию имеют по умолчанию.

Для ip-камер Различают источники питания PoE : — PoE коммутаторы (свичи)— PoE видеорегистраторы (NVR)— PoE инжекторы (на фото справа, это такой девайс, благодаря которому можно подать питание и данные к камере по одному сетевому кабелю витая пара. Имеет два выхода RJ 45) 

Первый — данные (Data) подключаем к сети, в нашем случае напрямую к роутерыПо второму порту идет питание и данные (Data&Power) к камере по одному сетевому кабелю.Таким образом, используя технологию PoE,  минимизируется количество соединений, что повышает надежность системы.

Как подать питание для ip камеры Видеонаблюдения

 

Итак, если вы все правильно подключили, то камера моргнёт малиновым цветом ИК прожекторов на несколько секунд, подтверждая, что питание к ней поступает.Здесь можете посмотреть как подключить и настроить ip камеру на компьютере. А здесь — как настроить видеорегистратор и сделать просмотр видеонаблюдения через интернет 

Недостаточно прав для комментирования

Используемые источники:

  • https://larga.ru/article/poe-kak-rabotaet
  • http://nabludaykin.ru/rasprostranennye-sposoby-pitaniya-ip-kamer/
  • https://ipvision.by/articles/kak-mozhno-zapitat-ip-kameru.html

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Андрей Ульянов
Наш эксперт
Написано статей
168
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации