Bitavtoptz.ru

Бит Авто
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Power over Ethernet (PoE) базовые определения

Power over Ethernet (PoE) базовые определения

Power over Ethernet (PoE) — технология, позволяющая передавать удалённому устройству электрическую энергию вместе с данными через стандартную витую пару в сети Ethernet. Данная технология предназначается для IP-телефонии, точек доступа беспроводных сетей, IP-камер, сетевых концентраторов и других устройств, к которым нежелательно или невозможно проводить отдельный электрический кабель.

Технология PoE описана стандартами IEEE 802.3af-2003 и IEEE 802.3at-2009. Существует несколько вариантов этой технологии, предшествующих первому стандарту, но они мало распространены.

PoE существует в нескольких вариантах:

  • по стандарту 802.3af,
  • по стандарту 802.3at,
  • по фирменным частным стандартам, из которых наиболее известен Passive PoE.

Питание по витой паре согласно стандартам 802.3af, 802.3at называют активным PoE, питание, реализованное по технологии Passive PoE — пассивным.

Реализация питания по витой паре в устройствах может различаться по типу распиновки. А также, в зависимости от напряжения, подаваемого на порт, существует несколько классов PoE.

Все эти данные должны быть указаны в паспорте производителя и помогают правильно подобрать оборудование для проекта.

Стандарты IEEE 802.3af, 802.3at

Главное преимущество PoE-источников, которые поддерживают эти стандарты, это интеллектуальная схема работы. Она позволяет избежать порчи оборудования, продлить срок его службы, сэкономить потребляемую энергию.

Прежде чем подать питание на подключенное устройство, активный PoE-источник (коммутатор или адаптер) стандарта 802.3af/at проводит согласование с ним и устанавливает:

  1. Поддерживает ли подключенное устройство технологию питания по витой паре. Если нет, электричество по сетевому кабелю подаваться не будет.
  2. Какое напряжение необходимо устройству. PoE-источник установит его класс питания и подаст соответствующее напряжение на порт.
  3. Включено ли вообще устройство (потребляет ли оно электроэнергию). Если нет, подача питания по кабелю прекращается.
  4. Не произошла ли перегрузка питаемого устройства. Если да, подача питания прекращается.

Параметры

ХарактеристикаСтандарт 802.3afСтандарт 802.3at (PoE+, PoE plus)
Диапазон напряжения постоянного тока на питаемом устройствеот 36 до 57 V (номинальное 48V)от 42,5 до 57 V
Диапазон напряжения, выдаваемого источникомот 44 до 57 Vот 50 до 57 V
Максимальная мощность PoE-источника15,4 Вт30 Вт
Максимальная мощность, получаемая PoE-потребителем12,95 Вт25,50 Вт
Максимальный ток350 mA600 mA
Максимальное сопротивление кабеля20 Ом (для cat.3)12,5 Ом (для cat.5)
Классы питания0-30-4

Классы питания

Самым распространенным является 1 класс питания.

КлассСтандартМощность на порт, ВтМощность на устройство, Вт
802.3af/802.3at15,40,44 — 12,95
1802.3af/802.3at4,50,44 — 3,84
2802.3af/802.3at73,84 — 6,49
3802.3af/802.3at15,46,49 — 12,95
4802.3at3012,95 — 25,5

Passive PoE

Этот тип PoE — удешевленный аналог международных стандартов питания по витой паре. Как мы уже говорили выше, полноценная реализация 802.3af/802.3at сложна и повышает стоимость устройства. Поэтому производители сетевого оборудования эконом-сегмента используют вместо них в своей продукции пассивное питание по витой паре.

Его особенность в том, что источник Passive PoE не опрашивает питаемое устройство и не согласовывает мощность. По свободным проводникам витой пары просто подается постоянное напряжение. Поэтому, если соединить источник PoE и потребитель, несовместимые друг с другом, оборудование может сгореть: сразу или через некоторое время, в результате постоянного перегрева и подгорания плат.

Некоторые производители дополняют технологию Passive PoE полезными функциями. Например, PoE out в устройствах MikroTik способно определять, подключено ли к питаемому порту устройство, выявлять, нет ли перегрузки или короткого замыкания. Кроме того, функциями PoE на большинстве устройств MikroTik можно управлять: включать, отключать их на портах, менять режим и т. п. Речь, конечно идет не о простеньких PoE-шнурах, а о реализации PoE в роутерах, коммутаторах и другом оборудовании производителя.

Источники Passive PoE довольно широко варьируются по напряжению, мощности, силе тока. Чаще всего производители выпускают их под свое оборудование, поэтому в каждом отдельном случае нужно подбирать PoE-источник под конкретные потребности.

Типы распиновки

Для стандарта 802.3af

802.3af Стандарты PoE-A и PoE-B для сетей 100 и 1000 Мбит/с, цоколёвка 8-контактного разъема 8P8C (RJ45)
PINS on Switch10/100 DC on Spares (метод B)10/100 Mixed DC & Data (метод A)1000 (1 Гбит/с) DC & Bi-Data (метод B)1000 (1 Гбит/с) DC & Bi-Data (метод A)
Pin 1Rx+Rx+ DC+TxRx A+TxRx A+ DC-
Pin 2Rx-Rx- DC+TxRx A-TxRx A- DC-
Pin 3Tx+Tx+ DC-TxRx B+TxRx B+ DC+
Pin 4DC+не используетсяTxRx C+ DC+TxRx C+
Pin 5DC+не используетсяTxRx C- DC+TxRx C-
Pin 6Tx-Tx- DC-TxRx B-TxRx B- DC+
Pin 7DC-не используетсяTxRx D+ DC-TxRx D+
Pin 8DC-не используетсяTxRx D- DC-TxRx D-

Для стандарта 802.3at

Применяется только тип B.

Для Passive PoE:

В большинстве случаев подача электропитания осуществляется по проводникам 4, 5, 7, 8 (как в типе B стандарта 802.3af).

Читайте так же:
Какое масло заливать в Вольво S60 2 5 бензин?

Существует также распиновка по третьему типу, когда для подачи питания задействуются все жилы стандартного четырехпарного кабеля, но она встречается реже, обычно в фирменных реализациях PoE, например, UPOE от Cisco.

Если с обеих сторон сети вы устанавливаете оборудование с поддержкой стандартов 802.3af/802.3at, то тип распиновки, фактически не имеет значения, так как устройство-потребитель PoE по стандарту может работать с любой из них. Однако если речь идет о совмещении оборудования разных стандартов, это может быть важным.

Кабель для PoE

От качества кабеля напрямую зависит качество PoE, и то, на какую расстояние его можно провести. Витую пару необходимо подбирать:

  • четырехпарную, не ниже cat.5e,
  • медную, а не омедненную (не биметалл),
  • с толщиной проводников не менее 0,51 мм (24 AWG),
  • с сопротивлением проводников не выше 9,38 Ом/100 м (более высокие значения способствуют большей потери мощности в кабеле),
  • хорошего производителя.

Отлично подойдут для линка с PoE, к примеру:

Длина PoE

Согласно стандартов 802.3af и 802.3at длина кабеля для PoE заявляется равной 100 метрам. Однако на практике максимальная длина витой пары PoE зависит от многих факторов, в том числе заранее неизвестных:

  • сечения проводников,
  • металла проводников,
  • количества изгибов на линии,
  • наводок, неравномерных характеристик витой пары, перегибов кабеля и пр.

Со скидкой на перегибы и прочее максимальная длина кабеля PoE желательна не более 75 метров. Однако с действительно качественным кабелем, того же Одескабель, к примеру, можно сделать и больший пролет.

Если же мы говорим о Passive PoE, то здесь длина может быть меньше, вплоть до 30-60 метров. Расчет линии надо проводить с учетом:

Какое напряжение в PoE?

Рассылка статей

Свежие статьи

  • Mikrotik Настройка VPN (PPPoE, PPtP, L2tP), 3G/4G. Часть 2.
  • Mikrotik, первоначальная настройка. Часть 1.
  • Проблема с переключением языков в терминальном режиме.
  • Регулярные выражения в notepad++
  • Установка и настройка SMTP сервера на Windows Server 2008 r2

Облако меток

Для показа облака WP-Cumulus необходим Flash Player 9 или выше.

23 февраля 2015 года Категория: Сети Smile

Power over Ethernet (PoE). Активный PoE, пассивный PoE.

Power over Ethernet (PoE) — технология, позволяющая передавать удалённому устройству электрическую энергию вместе с данными, через стандартную витую пару в сети Ethernet, описана стандартами IEEE 802.3af-2003 и IEEE 802.3at-2009.

Согласно стандарту IEEE 802.3af, обеспечивается постоянный ток до 400 мА с номинальным напряжением 48 В (от 36 до 57 В) через две пары проводников в четырёхпарном кабеле для обеспечения максимальной мощности 15,4 Вт.

Стандарт IEEE 802.3at-2009, известный также как PoE+ или PoE plus, предусматривает подачу мощности до 25,5 Вт. Этот стандарт запрещает устройству-потребителю получать питание по всем четырём парам Ethernet-кабеля одновременно.

Остальную теорию можно найти в wiki. А дальше я сведу в единое теорию, русскую душу, и горький опыт.

PoE оборудование можно разделить на три части:

  • PoE потребители (PoE powered device).
  • PoE источники (PoE power sourcing equipment ).
  • PoE адаптеры (PoE supplier adapter , PoE receiver adapter).

PoE потребители (powered device)
Это сетевые устройства, питание которых, осуществляется по тому же кабелю (витая пара), что и передача данных (ip камера, точка доступа, сплитер, коммутатор…), полностью соответствующие стандартам PoE 802.3af и 802.3at.

PoE источники ( power sourcing )
Устройства (коммутатор, инжектор) полностью соответствующие стандартам PoE 802.3af и 802.3at в соответствие, с которым PoE источник подает напряжение в потребителю в зависимости от того является ли нагрузка PoE потребителем, т.е. может ли устройство подключенное к источнику, питаться от этого источника, если да, то в кабель подается питание. PoE источники полностью соблюдающие стандарт PoE 802.3af и 802.3at часто называют активные PoE источники.

PoE адаптеры.

Бывают двух типов: питающие (инжектор) и принимающий (сплитер)

Питающие PoE адаптеры (PoE supplier adapter)

Питающий POE адаптер (инжектор) представляет собой комплект блока питания и устройство спряжения: шнур или блок. Отличие блока от шнура в том что шнур не имеет гальванической развязки и системы защиты в отличие от блока.

1

Пример шнура.

2

Пример блока (инжектора).

Питающие PoE адаптеры частично соответствуют стандартам PoE 802.3af и 802.3at , минуя первые стадии протокола PoE выдают напряжение 48V, вне зависимости от того поддерживает ли потребитель питание PoE или нет. Питающие PoE адаптеры часто называют пассивные PoE источники (пассивные PoE инжекторы).

Принимающие POE адаптеры (POE receiver adapter)

Принимающий POE адаптер (сплитер) так же как и питающий может быть двух видов: шнур или блок, и используются для питания обычных сетевых устройств (не являющихся POE потребителями ) по витой паре. Используя POE адаптеры можно запитать любое устройство без дополнительного кабеля питания по витой паре.

3

Пример шнура.

4

Пример блока.

Принимающие POE адаптеры так же как и питающие частично соответствуют стандартам PoE 802.3af и 802.3at, они не умеют “говорить” источнику о том, что они являются потребителями. Исходя из этого подключив такой адаптер к источнику мы не получим от него напряжения.

Читайте так же:
Когда нужно включать ближний свет фар?

Отличие шнура от блока в том, что шнур только разделяет приходящие данные и питание по витой паре на данные и питание в два разных конца кабеля, а в блоках присутствует стабилизатор, который понижает напряжение до 12В (иногда есть переключатель на несколько вариантов напряжения).

Принимающие PoE адаптеры часто называют пассивные PoE потребители (пассивные PoE сплитеры)

  • PoEпотребители: устройства, которые в соответствии стандартам IEEE 802.3af-2003 и IEEE 802.3at-2009, могут получать питание по тому же кабелю, по которому передается сигнал (витая пара) без дополнительного оборудования ( умеющие “сообщать” PoE источнику о том, что они умеют сами разделять сигнал и напряжение)
  • PoEисточники: устройства, которые в соответствии стандартам IEEE 802.3af-2003 и IEEE 802.3at-2009, могут подавать питание на PoE потребители по тому же кабелю, по которому передается сигнал (витая пара) без дополнительного оборудования, умеющие различать, является ли подключенное к порту устройство PoE потребителем или нет.
  • PoEадаптеры: устройства, которые частично соответствуют стандартам PoE 802.3af и 802.3at и могут объединить сигнал с коммутатора и напряжение с блока питания (инжектор) для передачи по одному кабелю (витая пара) на входе, и разделить на выходе кабеля (сплитер) на сигнал и напряжение.

Можно обозначить PoE потребители и PoE источники как активное оборудование (активное PoE или active PoE ), а PoE адаптеры, как пассивное (пассивное PoE или passive PoE).

У стандарта IEEE 802.3af-2003 существует два типа передачи напряжения PoE-A и PoE-B.

5

Как видно (в сети 10/100Base-T) при типе – В подача напряжения осуществляется по двум свободным парам, при типе – А подается фантомное питание по тем же парам, что и сигнал.

Обещал добавить русской души? Добавляю. В большинстве источников (сайтов по продажам PoE IP устройств) тип В позиционируется как passive PoE. Почему? Сложно сказать, наверно его приравняли к пассивным PoE из за передачи питания как и в пассивных PoE адаптерах по двум отдельным парам. Но как мы видим это не так. Коммутатор D-Link DGS-1008P и маршрутизатор Mikrotik RouterBOARD 2011UiAS-2HnD-IN оба активные, только у первого подача питания происходит по типу А, а у второго по типу В. Так же камеры SVplus SVIP-422P и Ubiquiti AirCam Mini, первые принимают питание по типу А, вторые по типу В

Мощность и сила тока для приложений PoE

Не могли бы вы уточнить, какая сила тока используется в приложениях PoE и сколько есть разных вариантов у этих приложений? На слуху два, PoE и PoE+, но вроде есть еще варианты. И сколько пар занято под подачу питания?

На слуху действительно в основном два типа, поскольку они уже доступны. Приложения PoE Type 1, известные как просто PoE, подразумевают выдачу питающим оборудованием (PSE, Power Switching Equipment) мощности 15.4 Вт, из которых до запитываемого устройства (PD, Powered Device) должно дойти не менее 12.95 Вт. Выходное напряжение PSE составляет 44 В постоянного тока, сила тока 350 мА. В варианте PoE Type 2, известном также как PoE Plus, питающее оборудование PSE выдает мощность порядка 30 Вт (например, до 50 В постоянного тока при силе тока 600 мА). Из них до дальнего конца, к устройству PD, должно доходить не менее 25.5 Вт. Оба этих варианта находятся в использовании, питание подается по двум парам из четырех, такое оборудование имеется в продаже уже несколько лет.

Питание для приложений PoE Plus

Другие два варианта находятся в ранней стадии выпуска и продолжают дорабатываться. Компания Cisco с 2012 года фактически удваивает мощность PoE Plus, подавая питание не по двум парам (оранжевой и зеленой), а по всем четырем. Суммарная мощность, таким образом, достигает 60 Вт. Свой вариант разработчики называют универсальным питанием по Ethernet – Universal Power over Ethernet, UPoE, поскольку питающее оборудование PSE способно выполнять «автосогласование по питанию» с запитываемым устройством PD, подавая ему именно столько, сколько требуется. Реализация приложений UPoE предполагается в любых структурированных кабельных системах, рассчитанных на передачу данных – даже категории 5е, несмотря на не очень большое сечение проводников в них (24 AWG), что чревато нагревом кабельного пучка. Мощность, доводимая до запитываемого устройства PD, составляет не менее 51 Вт.

Питание для приложений UPoE, Cisco

Все идет к тому, что идея питания по Ethernet подойдет к физическому пределу, который в состоянии потянуть витая пара – сила тока до целочисленных ампер, мощность порядка 100 Вт или больше. Это позволит запитывать даже требовательное к мощности оборудование. Так, четвертый вариант, PoH, Power over HDBaseT, предложенный Silvertel, подразумевает выдачу оборудованием PSE мощности 100 Вт при использовании всех четырех пар, в кабельных системах категории 5e или 6.

Для удобства все варианты сведены в таблицу:

Читайте так же:
Какие бывают тормозные диски?
ВариантPower over EthernetМин. мощность
на выходе из PSE
Кол-во пар, участвующих
в подаче питания
PoE15.4 Вт2
PoE Plus30.0 Вт2
Cisco UPoE60.0 Вт4
PoH100.0 Вт4

Во всех случаях подразумевается, что максимальное расстояние поддержки PoE составляет 100 м в канале, в полном соответствии со стандартами на структурированные кабельные системы. Однако ни в коем случае нельзя упускать из вида нагрев пучка кабелей, если питание подается одновременно по многим кабелям, а сила тока при этом превышает 500-600 мА. Это может накладывать ограничения и на расстояние, и на тип среды передачи. Так, с ростом температуры увеличивается затухание, что может привести к частичной или полной неработоспособности сегментов предельной длины. Лабораторные исследования показывают, что экранированные кабели лучше отводят тепло, чем неэкранированные, и меньше подвержены деградации характеристик. Кроме того, кабели с большим поперечным сечением жил (23 и тем более 22 AWG) имеют меньшее омическое сопротивление, а значит, изначально меньше подвержены нагреву. Не исключено, что при дальнейшем развитии и распространении мощных приложений питания по Ethernet будет сделан выбор в пользу экранированных систем категорий 6A / 7 / 7A, а в категории 5e останутся только маломощные варианты.

Power over Ethernet (PoE)

cam+PoEPower over Ethernet (PoE) — это технология подачи электропитания через Ethernet к конечным сетевым устройствам, которые для своей работы требуют и канал передачи данных, и источник питания. Это могут быть сетевые устройства специального назначения, коммутаторы Ethernet, беспроводные точки доступа, IP-камеры, сетевые накопители и т. п.

Текущая спецификация технологии PoE представлена и систематизирована в стандарте IEEE 802.3af , который описывает работу двух типов Ethernet-оборудования: источников питания (PSE) и потребителей питания (PD). Разнообразные компании предлагают свои варианты исполнения PD. В рамках этой статьи рассмотрение будет произведено на примере PD торговой марки Proto-X.

PSE-устройство (инжектор) , входящее в состав активного оборудования, по терминологии стандарта обозначается *End-Point*, а выполненное в виде отдельного элемента и включаемое в разрыв Ethernet-линии — *Mid-Span*. Стандарт IEEE 802.3af предусматривает подачу по неэкранированной витой паре постоянного напряжения 48 V, при максимальной мощности потребления 15 Вт. При этом не оказывается влияние на качество передачи и приема данных по сети. Эта технология работает с существующими кабельными системами без необходимости внесения каких-либо изменений. Подача напряжения в линию возможна в двух вариантах:

Варианты подачи напряжения

Также данный PD имеет изолированную гальваническую развязку. Данный тип является более защищенным устройством, так как его силовые линии гальванически развязаны от источника. В неизолированных PD, например, короткое замыкание на любой из сторон PSE или PD может вывести из строя оба устройства, так как они гальванически связаны между собой общим *минусом*.

Устройство PSE подает питание в кабель только в том случае, если подключаемое устройство является устройством типа PD. Таким образом, конечное оборудование, в схеме которого отсутствует PD, не будет выведено из строя при случайном подключении к инжектору.

Процесс передачи напряжения происходит в 4 этапа: идентификация, классификация, старт и отключение.

Идентификация. На этом этапе определяется, является ли подключенное на противоположном конце кабеля устройство сплиттером. Устройство PSE подает на кабель напряжение от 2,8 V до 10 V и определяет параметры входного сопротивления подключаемого устройства. Для устройства PD это сопротивление от 19 до 26,5 кОм с параллельно подключенным конденсатором емкостью от 0 до 150 нФ. Только после проверки соответствия параметров входного сопротивления подключенного сплиттера требуемому значению PSE происходит переход к следующему этапу — классификации. В противном случае инжектор повторяет этап идентификации с интервалом не менее 2 мс.

Классификация. Служит для определения диапазона мощности, которую может потреблять устройство PD, и для дальнейшего контроля соответствия заявленной и реально потребляемой мощности. Классификация выполняется путем передачи инжектором напряжения от 14,5 V до 20,5 V и измерения тока в линии. Каждому устройству PD в зависимости от заявленной потребляемой мощности будет присвоен класс от 0 до 4 . Максимальный диапазон мощностей имеет класс 0. Класс 4 зарезервирован стандартом для дальнейшего развития. Устройство PSE может снять напряжение с кабеля, если устройство PD стало потреблять мощность большую, чем та, которую заявило во время этапа классификации. По умолчанию класс используемого PD равен 0.

Старт. После прохождения этапов идентификации и классификации устройство PSE подает в кабель напряжение 48 V (полное напряжение) за временной промежуток не менее 400 мс. Затем инжектор постоянно контролирует работу сплиттера двумя способами:

  • Если устройство PD в течение 400 мс будет потреблять ток меньше 5 мА, то инжектор снимает питание с кабеля;
  • Инжектор подает в кабель напряжение частотой 500 Гц амплитудой 1,9 V -5 V и вычисляет входное сопротивление сплиттера. Если это сопротивление будет больше, чем 1980 кОм в течение 400 мс, то инжектор снимает питание с кабеля.

Кроме того, устройство PSE во время работы непрерывно следит за током перегрузки. Если устройство PD будет потреблять ток более 400 мА в течение 75 мс, то питание с кабеля также будет снято.

Читайте так же:
Когда надо платить госпошлину за права?

Отключение. В случае, когда устройство PSE определяет факт отключения сплиттера от кабеля или в случае превышения потребляемого сплиттером тока, инжектор снимает напряжение с кабеля за время не меньше, чем 500 мс.

Технические характеристики, расписанные в стандарте, позволяют избегать возникновения различных внештатных ситуаций и предотвратить возможность возгорания, вследствие короткого замыкания, как со стороны PSE и PD, так и на линии передачи данных.

Что касается схемотехники, в PD торговой марки Proto-X используются отлично зарекомендовавшие себя диодные мосты mb6s с пиковым обратным напряжением до 600V с максимальным током перегрузки до 30A при диапазоне рабочей температуры от -55 до +150 °С. В качестве фильтра используются отлично зарекомендовавшие себя трансформаторы фирмы TRXcom TRC1102NL. В основе данного PD используется LM5071MT с максимальной мощностью до 15W, что соответствует 0 классу стандарта IEEE 802.3af.

PoE4.pngДанное решение можно использовать даже с устройствами PSE нижнего ценового диапазона, не опасаясь возникновения чрезвычайных ситуаций.

SE типа Mid-Span торговой марки Proto-X используют схемотехнику, полностью соответствующую вышеописанному стандарту IEEE 802.3af. Этот тип PSE возможно использовать вместе с интегрированными в продукцию Proto-X PD, либо с внешним сплиттером PD Proto PoE SP-101, либо с PD других производителей в случае соответствия стандарту IEEE 802.3af.

NVR+CAMs.png

В частных случаях производства практика позволяет использовать альтернативные системы подачи питания на устройства видеонаблюдения. Одна из таких систем реализована в комплектах IP-видеонаблюдения Proto-X Combo-IP 4W торговой марки Proto-X.

Интегрированный в видеорегистратор стабилизатор подает на свободные жилы соединительного UTP кабеля питание 12V. Комплекты снабжаются готовыми соединительными сетевыми кабелями с фиксированной длинной в 18 метров и разветвителем типа DC-8P8C.

Технология POE позволяет сохранить как материальные, так и трудовые ресурсы при проектировании сложных, многообъектных систем видеонаблюдения. Соединение камер с устройствами фиксации с помощью сетевых технологий без проброса дополнительных линий питания позволяет использовать существующую сетевую топологию без кардинальных строительных изменений объекта. Устройства, поддерживающие технологию POE, являются единственным вариантом быстрой и мало затратной интеграции в существующие информационные коммуникации. Также, при условии высокого уровня проектирования и сборки, POE системы являются предохранителем коммуникационных линий.

Связаться с инженерами «Proto-X» и получить квалифицированную помощь можно по телефонам +7 (499) 638-41-86, +7 (495) 204-15-00 в Москве и +7 (3812) 32-53-66, 32-53-77 в Омске, а также задать вопрос на нашем сайте.

Описание POE-инжекторов для IP-камер

Видеонаблюдение в XXI в. ведется частными компаниями и государственными органами во многих местах: в помещениях, на улице, в общественном транспорте, включая метро, поезда, самолеты, вокзалы и аэропорты. Техническая сторона процесса реализуется средствами интернет-технологии. Одним из ключевых элементов решения является POE-инжектор для IP-камер.

Что представляет собой технология

Содержание технологии состоит в электропитании устройства с помощью информационной линии, а точнее — через витую пару Ethernet, что и описывается английской аббревиатурой POE — Power over Ethernet. Эту технику не следует смешивать с другой, похожей по смыслу, согласно которой цифровые данные Ethernet передаются через силовой кабель.

Оконечные девайсы могут не поддерживать технологию POE. В таких случаях они подключаются через делители, называемые сплиттерами, которые выполняют функцию, обратную инжекторам. На выходе сплиттеров размещены LAN-порт и штекер постоянного тока.

Конструкция инжектора

Инжектор, также называемый адаптером POE, реализуется в виде автономного модуля, подключаемого к бытовой сети переменного тока 220 В и в простейшем случае имеющего 2 порта, один из которых является входом и маркируется LAN, а второй — выходом, подписанным POE. Существуют девайсы на большее количество портов, кратное 4, 8, 16, 24.

Внутри модуля находится электрическая схема, содержащая:

  • выпрямитель, преобразующий переменное напряжение электросети в постоянное, например 48 В;
  • защитный контур;
  • гальваническую развязку.

Адаптеры делятся на 2 группы: активные и пассивные. Активные девайсы иногда называют «умными», поскольку они сканируют электрические параметры линии при подключенном потребителе питания, обеспечивая защиту от перенапряжения или короткого замыкания.

Пассивные адаптеры линию не сканируют и защиту не обеспечивают. По этой причине они стоят дешевле активных устройств.

Основные характеристики

Взаимодействие активного инжектора с питаемой IP-видеокамерой на физическом уровне осуществляется согласно стандартам IEEE:

  1. 802.3af, тип 1 на 2 витые пары, максимальная мощность источника 15,4 Вт, на камере 12,95 Вт. Диапазон напряжения на камере 36-57 В, номинальное значение 48 В. Падение напряжения на расстоянии 100 м между адаптером и камерой принимается равным 8 В, соответственно нижний предел напряжения на инжекторе составит 44 В. Максимальный ток 350 мА.
  2. 802.3at (POE+), тип 2 на 2 пары, на 30/25,5 Вт. Нижняя граница по сравнению с предыдущим стандартом выше и составляет 42,5/50 В. Верхняя граница такая же: 57 В. Ток 600 мА.
  3. 802.3bt (POE++), для питания мощных камер с POE. Тип 3 на 4 пары рассчитан на 60 Вт и ток 600 мА, тип 4 на 4 пары выдает 90 Вт и ток 960 мА. Напряжение соответствует стандарту 802.3at.
Читайте так же:
Как узнать задолженность по налогам по ИП?

Нормы IEEE предусматривают подачу питающего напряжения по следующему алгоритму:

  1. Если камера не поддерживает технологию POE, то питание на нее подано не будет.
  2. Если LAN-порт камеры рассчитан на прием питающего напряжения, инжектор установит класс питания, чтобы подать вольтаж нужной величины.
  3. Если устройство не потребляет энергию или перестало ее потреблять, подача питания на него прекращается.
  4. При перегрузке электроэнергия отключается.

В схемах подключения видеокамер провода соответствуют перечисленным требованиям:

  1. Жила должна быть полностью медной, а не биметаллической.
  2. Сопротивление < 9,38 Ом на 100 м.
  3. Толщина проводника — 0,51 мм или больше. В американской системе это соответствует калибру 24 AWG.
  4. Категория витой пары — не ниже 5е.
  5. Производитель выбирается из числа проверенных, иначе подделки послужат причиной выхода из строя сетевых элементов.

Пассивные девайсы работают в диапазоне от 18 до 48 В и не поддерживают правила и протоколы IEEE, за некоторыми исключениями. Так, разработчики той или иной компании-производителя пассивных устройств могут добавить к функционалу анализ электрических параметров линии и защиту от короткого замыкания. Стандарты IEEE при этом не выдерживаются, поскольку фирменное устройство по финансовым соображениям предназначено для работы в среде изделий этой же компании.

При наличии видеокамер с блоком питания менее 48 В пассивные адаптеры служат преобразователем напряжений и встраиваются в сетевую инфраструктуру в качестве дополнения к активным инжекторам.

Отличие от коммутатора

POE-коммутатор L2, он же свитч, является сетевым элементом со встроенными портами питающей локальной сети (LAN+POE), в то время как инжектор находится, условно говоря, на «середине пути», между витыми парами LAN и LAN+POE, отчего часто называется мидспаном (англ. midspan). Стоимость свитча на порядок выше, поскольку он выполняет операции не только на физическом уровне, как инжектор, но и на втором сетевом логическом уровне — L2.

Благодаря этому с помощью коммутатора оператор получает возможность удаленного мониторинга электрических параметров линии и управления питаемыми IP-камерами c POE или без него.

Преимущества и недостатки

Оценка сетевых элементов зависит от применения. То, что в одних схемотехнических решениях является достоинством, в других превращается в недостаток, например:

  1. Если потребовалось подключить дополнительное устройство, но все порты свитча заняты. В этом случае покупка и настройка нового коммутатора обойдутся существенно дороже, чем приобретение инжектора, что является несомненным преимуществом последнего.
  2. Подключаемые камеры имеют различные требования к электропитанию, которые достаточно просто удовлетворить с помощью активных и/или пассивных адаптеров.
  3. Для питания мощных видеодевайсов ресурса свободных портов свитча может не хватить, в то время как, например, инжектор на 24 порта имеет ресурс в 400 Вт и стоит от 5 до 10 раз меньше, чем аналогичный свитч с мощностью всего 195 Вт.
  4. Если алгоритм работы сети не предполагает наличия коммутатора, то правильным решением будет введение в структуру инжекторов.
  5. Выход коммутатора POE из строя может нанести существенно больший ущерб питанию видеокамер, чем поломка отдельного инжектора.
  6. Активные адаптеры не подходят для питания низковольтных камер. В этом случае необходимы пассивные девайсы. В то же время их применение требует осторожности, чтобы не вывести из строя видеокамеру из-за несоответствия электрических параметров.
  7. Второй сетевой уровень прозрачен для инжекторов, поэтому они не вносят нарушений в логическую плоскость сети. Для взаимодействия с IP-камерами на уровне L2 необходим соответствующий коммутатор.

Как подобрать нужный

Перед приобретением девайса следует рассмотреть 3 основных вопроса:

  1. Сколько видеокамер планируется подключать? Простейший вариант: одна камера и однопортовый инжектор.
  2. Какова ваттность отдельного оконечного девайса и их суммарная мощность? От этого зависит стандарт IEEE, которому должны соответствовать активный адаптер или электрические паспортные характеристики пассивного устройства и число портов модуля.
  3. На какое напряжение питания рассчитаны IP-камеры? Для питания уличных устройств на 12 или 24 В потребуется пассивный делитель напряжения.

Коротко о подключении

Во время присоединения камеры следует соблюдать правильную распиновку. Стандарт 802.3af предусматривает два типа подачи питания: А и В. В первом случае для информационных сигналов и электроэнергии используются проводники 1, 2, 3, 6, а жилы 4, 5, 7, 8 свободны. Во втором случае питание поступает по жилам 4, 5, 7, 8, а информация по остальным двум парам.

Нормы 802.2at/bt и пассивных девайсов допускают только вариант B. Фирменные устройства Cisco для питания иногда задействуют все 8 жил витой пары.

Существует ряд схем подсоединения видеокамеры IP к цифровой сети. Один из вариантов включает указанные устройства:

  • традиционный коммутатор L2;
  • активный однопортовый POE-адаптер 802.2at, подключенный к 220 В;
  • видеорегистратор с поддержкой 802.2at.

Адаптер располагается рядом со свитчом и соединяется входным портом LAN с аналогичным выходным портом коммутатора. Выход POE-адаптера присоединяется к аналогичному входу видеорегистратора. Схема собрана.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector