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.

POE инжектор представляет собой своеобразное специальное устройство, служащее для подачи питания на IP камеру. 

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.

Метод снабжения энергией через информационные провода применяется в ситуациях, когда прокладывать отдельную силовую линию нецелесообразно, например при питании IP-телефонов, IP-камер и т.д.

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.

POE инжекторы используются для добавления электрического питания в сетевой кабель для питания устройств.

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.

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.

Инжектор POE может снабжать электропитание IP-камерами и экономить больше пространства.

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.

 

POE-инжектор позволяет сэкономить на покупке дорогостоящего, многоканального POE-коммутатора.

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.

Поделиться ссылкой:

Ссылка на основную публикацию