Что такое poe в камерах наблюдения. Питание камер по PoE. Преимущества и ограничения технологии PoE

PoE (от англ. Power over Ethernet) - способ передачи питания вместе с данными по витой паре в сети Ethernet.
Применяется для питания IP-камер видеонаблюдения, в IP-телефонии, в беспроводных сетях WLAN и прочих сетевых устройств.
Таким образом один кабель способен передавать информационный трафик и обеспечивать питание устройству.
PoE описано организацией IEEE в 2003 стандартом IEEE 802.3af.
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:

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

Стандарты IEEE 802.3af, 802.3at - активное PoE

Главное преимущество PoE-источников, которые поддерживают эти стандарты, это интеллектуальная схема работы.
Она позволяет избежать порчи оборудования, продлить срок его службы, сэкономить потребляемую энергию.
Подключение питаемого устройства происходит в несколько этапов:

Перед подачей рабочего напряжения на сетевое устройство питающая сторона проводит проверку подключения. На устройство подается напряжение от 2.8 до 10 вольт и определяется входное сопротивление, которое должно быть в пределах от 19 до 26.5 кОм.
Далее происходит классификация устройства по потребляемой мощности в зависимости от класса. Если устройство начнет потреблять ток больший, чем предусмотренный для данного класса, то питание будет отключено.
Затем на устройство подается полное напряжение, однако и на данном этапе происходит контроль потребителя. Если сетевое устройство в течение 400 мс будет потреблять ток менее 5 мА, то питание будет отключено. Если на питаемое устройство будет идти ток более 400 мА в течение 75 мс, питание, также будет отключено.

Отличия PoE и PoE+

5 классов мощности PoE, определяемые стандартом IEEE 802.3

Класс	Стандарт	Режим	Использование	Ток классификации, мА	Мощность на порт, Вт	Мощность на устройство, Вт
0	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

Принцип работы PoE-устройств

использование свободных пар для питания (в сетях Ethernet 100BASE-TX)
одновременная передача питания и данных по одним сигнальным проводам (метод А)
передача питания и данных по принципу «данные - разность потенциалов в паре проводов»; «питание - разность потенциалов между парами проводов» (метод В)

В двух последних случаях используется высокочастотные трансформаторы с центральным отводом вторичных обмоток как со стороны источника, так и со стороны приемника.

Метод А

И электричество, и данные подаются по жилам 1, 2, 3, 6.
Жилы 5, 7, 8 не используются.

Метод B

Для подачи электропитания используются жилы 4, 5, 7, 8.
Данные передаются по остальным.

802.3af Стандарты PoE-A и PoE-B для сетей 100 и 1000 Мб/сек.
Распиновка 8-пинового разъема 8P8C (RJ45)

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 -

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.

Пассивный комплект PPoE-Light состоит из двух адаптеров: Инжектора (INJECTOR) и Сплиттера (SPLITTER).
Passive PoE эффективен для использования в существующей сетевой инфраструктуре, позволяя применять технологию PoE для устройств, не оснащенных данной функцией изначально.
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).

Содержание

POE — технология передачи сигнала и питания по одному кабелю «Витая пара» к устройствам сетей Ethernet. Применение poe в ip камерах значительно облегчило жизнь установщикам ip систем, так как отпала надобность в дополнительной прокладке кабелей под подачу напряжения.

POE (Power over Ethernet — дословно Питание через стандарт Ethernet) позволяет обеспечить силу тока до 400 мА с номиналом напряжения 48 В, через 4 жилы(2 пары) витой пары, оставшиеся 2 пары кабеля используются для передачи сигнала. Максимальная мощность POE 15,4 Вт.

Питающие устройство (POE коммутатор или switch) — подает на камеру сигнал и питание на расстояние до 150 метров, при этом постоянно тестируя ее потребляемую мощность, что бы в дальнейшем управлять необходимыми мощностями для подключаемого устройства и не допустить подачи напряжения выше или ниже его рабочей нормы.

Подключение Ip камеры с poe и без по технологии (Power over Ethernet)

Для подключения POE ip камеры по стандарту POE необходим POE switch или видеорегистратор со встроенными poe портами. 4-х парная витая пара соединяет сетевой порт poe коммутатора или видеорегистратора с портом камеры благодаря чему организуется подача питания. Подключение poe свича к любому роутеру или видеорегистратору без poe, происходит через порт UPlink.

Ниже представлена схема подключение камеры с POE и без по технологии Power over Ethernet. Во втором случае дополнительно используется poe сплиттер на конце которого два разъема: для подключения к Etherent порту камеры и DC «Папа» для соединения с колодкой питания «Мама».

Пассивное POE

Сейчас стало модно говорить про пассивное poe, называя это технологией, на самом деле это банальная самоделка просто немного удобнее. Один пассивный адаптер с колодкой «Папа» подключается со стороны камеры, а второй с колодкой «Мама» со тороны блока питания 12 вольт.

Не о каких 150 метров передачи речи идти не может, в лучшем случаем по кабелю с хорошим сечением 60 метров и то обязательно нужно проверить какое напряжение выходит на штекере питания камеры, если ниже 11 вольт, то устройство сломается за короткий срок. Такую схему можно организовать напрямую без адаптера, просто установив на две свободных парах кабеля колодки питания.

На видео: Подключение ip камер по POE

При модификации существующих — у владельца зачастую возникают сложности.

В частности, при замене камер с целью получения больших возможностей слежения и удаленного доступа по компьютерным сетям, может обнаружиться несоответствие или недостаточный функционал кабельных трасс.

Легко столкнуться с несовпадением напряжения питания. Возникшие проблемы может решить IP PoE камера.

Такому устройству достаточно одной кабельной линии, проложенной витой парой, чтобы получать питание необходимой мощности и передавать сигнал.

Как работает технология PoE в камерах видеонаблюдения

Понять, что такое PoE в камерах видеонаблюдения — достаточно просто.

Это технология передачи электрической мощности и обмена сигналами между головным и подчиненным оборудованием.

При этом, в зависимости от механики реализации, в современных устройствах может присутствовать:

обязательная механика согласования параметров потребителя и источника питания;
передача сигнала и мощности по одним и тем же проводникам;
разделение кабельных пар для выполнения отдельных групп функций (питания и передачи).

При построении конкретной сети видеонаблюдения — можно не столкнуться с ограничениями, которые имеют PoE.

Чтобы преодолеть их, применяются промежуточные устройства усиления, коммутаторы и инжекторы.

Тип и количество этих приборов, а также необходимость их использования, диктуются конкретной реализацией протокола PoE.

Классификация PoE

PoE видеонаблюдение использует достаточно простую механику взаимодействия между головным и подчиненным устройством.

Для передачи электрической мощности и одновременного трансфера сигнала используется обязательное промежуточное оборудование.

Называется данный прибор инжектор и без него организовать работу системы видеонаблюдения невозможно.

Кроме общей схемы взаимодействия, существуют особенности организации сети. Первое, что нужно оценивать — потребность камер в энергопитании.

Оно может составлять от 5 Ватт для устройств бытового класса, оснащенных ИК подсветкой, до 15 Ватт для моделей, способных менять положение, фокусировку при помощи электроприводов. Отдельные PoE видеокамеры могут потреблять до 30 Ватт электрической мощности.

Современные устройства наблюдения могут взаимодействовать практически с любой версией протокола питания-передачи данных.

Однако для оптимального планирования вложений стоит оценивать PoE камеры видеонаблюдения, применяемые инжекторы и другое оборудование.

Протокол PoE разделяется на две крупные группы: так называемый умный и пассивный. Большинство делений принадлежит именно первому сегменту (версии IEEE 802.3af, 802.3at, 802.3bt).

Здесь классификация выглядит так:

до 15.4 Ватт для версии протокола 802.3af;
до 30 Ватт для IEEE 802.3at;
до 100 Ватт для 802.3bt.

Второй критерий классификационного деления применяется для одиночных и групповых инжекторов:

класс 1 способен передавать до 4.5 Ватт мощности по порту, допустимый диапазон на 1 камеру от 0.44 до 3.84 Вт;
класс 2 имеет максимум в 7 Ватт, от 3.84 до 6.49 Ватт на потребителя;
класс 3 — 15.4 Ватт на порт, 6.49-12.95 на потребителя;
класс 0 — максимум в 15.4 Ватт, 0.44-12.95 Ватт на камеру.

Данный классификационный критерий учитывается при разработке сети передачи данных.

Правильный выбор инжекторов и схем соединения камер позволяет значительно снизить общие расходы на закупку оборудования.

Умный PoE характеризуется одновременным использованием кабельных пар (4 штуки) для энергопитания и передачи сигналов. Пассивный режим обмена более прост.

При его реализации используется принцип разделения функциональности кабельных пар. Часть из них служит для трансляции сигналов, часть для передачи питания.

Преимущества и ограничения технологии PoE

Понимая, что такое PoE в видеонаблюдении и основные принципы реализации протокола, легко увидеть плюсы и минусы технологии. Их набор зависит от того, какая именно механика обмена используется.

Для умного PoE к преимуществам стоит отнести:

обязательное согласование питания, которое происходит при включении камеры;
набор оборудования для управления и регулировки работы сети — весьма широк. Доступны коммутаторы, групповые инжекторы. Легко настроить работу по расписанию и удаленное управление;
при длине линии до 100 метров — никаких сложностей в построении структуры не наблюдается.

Минусы активной умной технологии состоят, прежде всего, в значительной стоимости оборудования. Но они легко компенсируются полным набором поддерживаемых протоколов и высокой отказоустойчивостью камер благодаря согласованию питания.

При использовании пассивной версии PoE потребитель получает в виде преимуществ:

низкую цену на оборудование;
возможность применять в качестве сигнальных линий комбинированные кабеля (не );
передачу значительной мощности.

Но недостатки более весомы:

даже при протяженности линий до 100 метров — возможны сбои питания и наводки сигнала. Они тем значительнее, чем большая электрическая мощность передается для работы камеры;
необходимо выбирать устройства, способные работать с пассивной версией протокола;
отсутствует обязательное согласование питания при включении камеры, что может приводить к различным аварийным ситуациям.

Данные особенности версий PoE обусловили большое распространение активной умной системы.

Однако стоит отметить, что и пассивная механика — все еще применяется в большом числе готовых решений, предлагаемых потребителю.

Заключение

Используя преимущества протокола PoE, легко минимизировать количество кабельных трасс, избавиться от необходимости монтировать блоки питания вблизи потребителя, решить множество задач при модификации существующих систем видеонаблюдения.

Активная умная версия гарантирует оптимизацию затрат на построение инженерного решения сети мониторинга. И при этом — обратная поддержка пассивной механики обеспечит легкое использование камер и оборудования разного класса внутри одной структуры видеонаблюдения.

Видео: PoE для IP-камеры на 100 метров. А на 300 метров?

IP камеры видеонаблюдения POE отличаются от остальных моделей способом передачи питания. Они не требуют прокладки отдельного питающего кабеля и могут получать электричество через сетевой провод, витую пару. Такой подход позволяет ускорить процесс создания охранной системы. Все, что потребуется сделать для начала эксплуатации - это установить видеокамеру “Power over ethernet” и подключить ее через инжектор в соответствующий разъем коммутатора или видеорегистратора. На сегодняшний день, устройства пользуются большой популярностью и используются для наблюдения не только в частном секторе, но и офисах, магазинах и торговых центрах. В зависимости от функциональных возможностей, найти IP камеру видеонаблюдения POE можно купольного, поворотного и уличного вида. Все они предназначены для решения задач записи видео и могут обладать встроенным в корпус цифровым динамиком или микрофоном. С их помощью пользователь сможет в режиме реального времени не только просматривать изображение на мониторе, но и прослушать разговоры людей, находящихся на охраняемой территории. Для съемки ночью, видеокамеры оснащаются встроенной в корпус ик подсветкой с расстоянием до 200 метров и автоматическим включением прожектора в темноте.

Системы IP камер видеонаблюдения POE

IP камеры видеонаблюдения POE позволят сократить по времени процесс создания видеосистемы, а также поднять ее надежность на новый уровень. Их основным отличием от остального оборудования является возможность передачи электроэнергии по Ethernet кабелю витой пары при помощи коммутатора или инжектора. Благодаря этому не требуется выполнять прокладку питающего провода, что положительным образом сказывается на удобстве при эксплуатации и повышает эффективность системы безопасности. Приобрести сетевые приборы можно для внутренней и уличной установки с герметичным корпусом IP66. У нас Вы найдете модели купольного, уличного и поворотного вида.

Выбор IP камеры видеонаблюдения POE

Процесс выбора сетевой видеокамеры с питанием идентичен подбору обычного оборудования. Однако отличается от него тем фактором, что помимо разрешающей способности матрицы, расстояния ик подсветки и формы корпуса, требует дополнительно учитывать такие параметры, как стандарт данной технологии, а также напряжение источника.

Первым делом следует разобраться в том, какой стандарт поддерживают устройства. Здесь может быть два варианта, IEEE 802.3af-2003 и IEEE 802.3at-2009. Между собой они отличаются силой тока, мощностью и напряжением. Поэтому перед тем, как покупать IP камеру видеонаблюдения POE, рекомендуется внимательно изучить вопрос питания.
Далее стоит изучить вопрос, касающийся разрешения матрицы, расстояния ик подсветки и возможности установки устройства на открытом воздухе. Для использования в домашнем охранном комплексе чаще всего выбирают видеокамеры для наблюдения с матрицей от 2 до 3 мегапикселей и инфракрасной подсветкой до 25 метров.

Цена IP камер видеонаблюдения POE

На IP камеры видеонаблюдения POE цена формируется от того, какой именно стандарт поддерживается оборудованием. Сегодня все представленные устройства рассчитаны на работу либо с IEEE 802.3af-2003, либо IEEE 802.3at-2009. Первый отличается более низкой стоимостью и предназначен для питания стационарных видеокамер купольного и уличного вида, однако недостаточен для поворотных устройств. Поэтому если у Вас имеется потребность в управлении объективом через интернет, то Вам лучше подойдут устройства, цена которых выше, но которые будут совместимы с IEEE 802.3at-2009.

PoE (Power over Ethernet) коммутатор — коммутатор, использующий технологию передачи данных и питания по одним и тем же проводам, с использованием витой пары. Коммутаторы необходимы для соединения нескольких узлов компьютерной сети.

Вот так выглядит POE коммутатор, его еще называют switch (свитч)

Компьютеры подключаются с помощью Ethernet кабеля к коммутатору. Это устройство может принимать и передавать данные, определяя их источник и получателя и передавая пакеты информации только тем узлам в сети, которым они предназначены. Для этого коммутаторы используют таблицы коммутации — схемы соответствия MAC-адреса компьютера в сети порту коммутатора. Только что включенный коммутатор имеет пустую таблицу. Передавая данные по сети, он анализирует MAC-адреса посылающего устройства и заносит их в таблицу, расположенную в ассоциативной памяти. Если затем на устройство поступят данные, назначенные компьютеру, MAC-адрес которого есть в таблице, коммутатор отправит сигнал только через порт, ассоциированный с данным узлом. Преимуществами коммутаторов является высокая скорость их работы, в отличие от концентраторов.

Использование коммутаторов для видеонаблюдения

Сетевое видеонаблюдение применяется для организации видеонаблюдения посредством использования компьютерных сетей, позволяющих передавать данные в любую точку мира.

Регистрация визуального сигнала осуществляется посредством IP-камер, которые передают оцифрованные данные по сетям с использованием протокола IP. Коммутаторы обеспечивают дополнительную функциональность систем наблюдения. Несколько камер системы видеонаблюдения могут быть подключены к коммутатору, который распределяет потоки цифровых данных между выходными устройствами: компьютерами, видеосерверами, мониторами и пр.

Самые современные системы видеонаблюдения используют управляемые коммутаторы, имеющий интерфейс для настройки поведения устройств в зависимости от поступающих на них сигналов, передачи информации в случае срабатывания датчиков тревоги на определенные узлы сети и т.п.

Технология PoE и видеокоммутаторы

В последнее время технология стала широко использоваться для организации систем цифрового видеонаблюдения.

Преимущества PoE:

Упрощение электросистемы: отсутствие большого количества питающих кабелей, протянутых ко всем устройствам.
Безопасность: PoE коммутаторы преобразуют напряжение 220В в необходимое для питания камер, обычно 12В.
Увеличение дальности до питаемого устройства.
Возможность выключения / перезагрузки устройств в системе удаленно.
Возможность развернутого управления устройствами в сети.

Видеокамеры, поддерживающие PoE, могут питаться через Ethernet кабель. Коммутатор для видеонаблюдения, включенный в электрическую сеть, преобразует переменный ток в постоянный нужной мощности. Ту же функцию может выполнять PoE инжектор, подключаемый к коммутатору или напрямую к розетке.

Схема PoE инжектора

Типичный инжектор POE: разъем для подключения блока питания, разъем для подключения линии LAN и для передачи сигнала к камере, уже с питанием по POE

Типичный инжектор имеет два порта: к POE подключается устройство, поддерживающее технологию, к LAN — компьютер / коммутатор / роутер.

Схема подключения инжектора в систему

На рисунке выше видно, что в один коммутатор, в зависимости от количества портов, может быть включено несколько устройств, питающихся по технологии Power over Ethernet. Для оборудования, не поддерживающего PoE, можно применять сплиттеры, преобразующие Ethernet сигнал в поток цифровых данных и электрическую питающую компоненту.

Что такое poe в камерах наблюдения. Питание камер по PoE. Преимущества и ограничения технологии PoE