Содержание
Содержание
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.
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.
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 напряжение 48В с фронтом нарастания не более 400 мс., и питающее устройство приступаетет в контролю его работы:
1) Если устройство будет потреблять ток менее 5 мА в течении 400Мс, то подача питания прекращается; 2) Если сопротивление подключенного устройства будет больше 1980 кОм в течение 400 мс, подача питания прекращается.
3) Если потребление тока превысит 400 мА в течение 75 мс, подача питания прекращается.
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 |
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 |
Требования по питанию для PoE устройств:
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.
При данном способе подключения необходимо тщательно подбирать можность источника питания, и его потребителя.
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.
https://www.youtube.com/watch?v=x6t1CEQdL90Как 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.
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.
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.
Источник: https://larga.ru/article/poe-kak-rabotaet
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.
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:
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 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.
https://www.youtube.com/watch?v=bC0NBv54mLkТакой 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:
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.
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.
[su_box style="default" title="" box_color="#8A1B00" radius="0"]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.
[/su_box]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:
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.
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 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.
https://www.youtube.com/watch?v=_YIvFm7fPUoДля 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.
Источник: http://nabludaykin.ru/rasprostranennye-sposoby-pitaniya-ip-kamer/
Новый стандарт IEEE 802.3at появился в 2009 году и зовется многими как PoE+.
Устройства с PoE и с PoE+ являются активными. Это означает что PoE источник согласуется с PoE потребителем и является интеллектуальным.
В отличие от PoE, многими производителями применяется (как правило под свое оборудование) так называемый Passive PoE. Это означает что такой PoE источник не опрашивает потребителя и не согласует мощность. Достоинство их – низкая стоимость. Недостаток – несовместимые источник и потребитель могут негативно повлиять на работу системы в целом (от неработоспособности до КЗ).
В итоге на данный момент PoE существует в нескольких вариантах:
Подключение питаемого устройства происходит в несколько этапов:
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 |
802.3af/802.3at | Основной | По умолчанию | 0–4 | 15,4 | 0,44 — 12,95 | |
1 | 802.3af/802.3at | Опционально | Необязательный | 9–12 | 4,5 | 0,44 — 3,84 |
2 | 802.3af/802.3at | Опционально | Необязательный | 17–20 | 7 | 3,84 — 6,49 |
3 | 802.3af/802.3at | Опционально | Необязательный | 26–30 | 15,4 | 6,49 — 12,95 |
4 | 802.3at | Зарезервирован | Допустимы только устройства 802.3at (тип 2) | 36–44 | 30 | 12,95 — 25,5 |
PINS on Switch | 10/100 Мб/сек DC on Spares (метод B) | 10/100 Мб/сек Mixed DC & Data (метод A) | 1000 Мб/сек DC & Bi-Data (метод B) | 1000 Мб/сек DC & Bi-Data (метод A) |
Pin 1 | Rx + | Rx + DC + | TxRx A + | TxRx A + DC + |
Pin 2 | Rx — | Rx — DC + | TxRx A — | TxRx A — DC + |
Pin 3 | Tx + | Tx + DC — | TxRx B + | TxRx B + DC — |
Pin 4 | DC + | не используется | TxRx C + DC + | TxRx C + |
Pin 5 | DC + | не используется | TxRx C — DC + | TxRx C — |
Pin 6 | Tx — | Tx — DC — | TxRx B — | TxRx B — DC — |
Pin 7 | DC — | не используется | TxRx D + DC — | TxRx D + |
Pin 8 | DC — | не используется | TxRx D — DC — | TxRx D — |
В комплект PPoE не входит какой-либо блок питания (БП), так как предполагается, что в большинстве случаев можно использовать штатный БП, входящий в комплектацию устройства. PPoE обеспечивает подачу напряжения питания через стандартную витую пару для удалённых устройств типа беспроводных точек доступа, IP-телефонов, IP-камер и др.
Питание подается также как и в классическом PoE по свободным витым парам 4-5 и 7-8, которые не используются для передачи данных.
Максимальная длина кабеля при использовании инжектора Passive PoE существенно меньше, чем при использовании инжектора PoE (10-20 метров).
Источник: http://www.mikrotec.ru/page_3.html
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.
|
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.
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:
1) Если устройство будет потреблять ток менее 5 мА в течении 400Мс, то подача питания прекращается; 2) Если сопротивление подключенного устройства будет больше 1980 кОм в течение 400 мс, подача питания прекращается.
3) Если потребление тока превысит 400 мА в течение 75 мс, подача питания прекращается.
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 |
Цифровые IP камеры, которые широко применяются как в системах видеонаблюдения, так и для других целей, обязательно должны быть подключены к источнику электропитания.
https://www.youtube.com/watch?v=mNGsHYVhbu0Организация 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.
В статье объясняются основы Питания через Ethernet (PoE) и дается информация для проектировщиков IP видео систем.
В июне 2003 г. Институт IEEE выпустил стандарт IEEE 802.3af — питание через Ethernet (Power over Ethernet, PoE).
Текущая спецификация технологии PoE описывает работу Ethernet-оборудования, состоящего из двух частей: адаптера-инжектора, служащего для ввода электропитания в линию, где осуществляется передача данных по технологии Ethernet и адаптера-сплиттера (разделителя), который отделяет цифровые данные от электропитания и подает их на два разных выхода.
В стандарте IEEE 802.3af инжектор и/или оборудование Ethernet, имеющее в своём составе функцию ввода электропитания в кабель, назвали Power Source Equipment (PSE), а сплиттер и/или устройство, питаемое через Ethernet линию, назвали Powered Device, (PD).
Стандарт предусматривает подачу по витой паре постоянного напряжения 48 Вольт и максимальную потребляемую мощность 15.4 Ватт. Эта технология работает с существующей кабельной системой, включая кабели категории 5 без необходимости внесения каких-либо модификаций в существующую СКС (структурированная кабельная сеть).
Использование центральных отводов сигнальных трансформаторов позволяет без взаимного влияния, передавать по одной паре проводов и высокочастотные данные и постоянное напряжение питания. В) Использование свободных пар для подключения питания. Современные кабельные сети Ethernet, соответствующие стандарту 100Base-TX, состоят из четырех пар, две из которых не задействованы.
Соответственно есть два варианта подачи питания PSE адаптером PoE:
A – на витые пары по которым идут данные (пример), рис. 1
Рис. 2 Питание через Ethernet (Вариант B), на неиспользуемые пары в кабеле (контакты 4,5 и 7,8).
Как видно из рисунков 1 и 2 PSE адаптеры PoE (PoE инжекторы) отличаются, в зависимости от вариантов А или В, при этом сплиттеры, т.е. PD адаптеры PoE, являются универсальными. PD адаптер PoE обязан уметь принимать питания в любом варианте, в том числе и при изменении полярности (например, когда используется перекрестный кабель типа компьютер – компьютер). Важным является то обстоятельство, что PSE адаптер PoE подает питание в кабель, только в том случае если подключаемое оборудование является устройством типа PD. Таким образом, оборудование, не поддерживающее стандарт PoE и случайно подключенное к адаптеру PSE, не будет выведено из строя. Процедура подачи и отключения питания на кабель состоит из нескольких этапов.Этап определения подключения.
Этап “определения подключения” служит для того чтобы определить, является ли оборудование, подключенное на противоположном конце кабеля устройством типа PD.
На этом этапе PSE адаптер PoE подает на кабель напряжение от 2.8 до 10 B и определяет параметры входного сопротивления подключаемого оборудования.
Для устройства PD — это сопротивление от 19 до 26.5 ком с параллельно подключенным конденсатором емкостью от 0 до 150 nF. Только после проверки соответствия параметров входного сопротивления, PSE адаптер PoE переходит к следующему этапу – этапу классификации, в противном случае PSE повторно, через время не менее 2ms, переходит к этапу “определения подключения”.
Этап классификации.
После этапа определения подключения, PSE адаптер PoE может дополнительно выполнять этап классификации. Этап классификации служит для определения диапазона мощности, которую может потреблять устройство PD, чтобы затем контролировать эту мощность.После этапа определения подключения, PSE адаптер PoE может дополнительно выполнять этап классификации. Этап классификации служит для определения диапазона мощности, которую может потреблять устройство PD, чтобы затем контролировать эту мощность. После прохождения этапов определения и классификации PSE адаптер PoE подает в кабель напряжение 48 В с фронтом нарастания не быстрее, чем 400 ms. После подачи полного напряжения на устройство PD, PSE адаптер PoE осуществляет контроль за его работой двумя способами.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.
PSE адаптер PoE может снять напряжение с кабеля, если устройство PD стало потреблять мощность большую, чем ту, которую объявило во время этапа классификации. Классификация выполняется путём введения в кабель PSE адаптером PoE напряжения от 14.5 В до 20.5 В и измерения тока в линии. Этап подачи полного напряжения.
1) Если устройство PD в течение 400 ms будет потреблять ток меньше 5 ma, то PSE адаптер PoE снимает питание с кабеля. 2) Адаптер PSE подает в кабель напряжение частотой 500 Гц амплитудой 1.9 – 5.0 В и вычисляет входное сопротивление. Если это сопротивление будет больше, чем 1980 кОм в течение 400 ms, то PSE адаптер PoE снимает питание с кабеля. Кроме того, PSE адаптер PoE непрерывно следит за током перегрузки. Если устройство PD будет потреблять ток в течение 75 ms более 400 mA , то PSE снимет питание с кабеля.
Этап отключения.
Когда FSE адаптер PoE определит, что устройство PD отключено от кабеля или произошла перегрузка потребляемого тока, происходит снятие напряжение с кабеля за время не меньше, чем 500 ms.
Источник: http://kb-sb.ru/pub/10/56/