Что такое РОЕ питание в IP-камерах видеонаблюдения

Ну и напоследок ответ на вопрос: какие устройства выбрать?

Выбор питающего устройства

Когда говорят о выборе устройства-источника для питания PoE, имеют в виду end-span, и обычно это коммутатор. Коммутатор — самый используемый вариант, они применяются и в IP телефонии, и видеонаблюдении, и при развешивании точек доступа, и при расстановке всевозможных датчиков охранных систем, контроллеров СКУД и так далее.

Тут важно учитывать несколько факторов:

  1. Совместимость сверху вниз. То есть более современное устройство, поддерживающее последний стандарт IEEE 802.3bt может использоваться для подключения и питания более старых устройств. А вот наоборот — нет.
  2. Удаленность PD (питаемых устройств). Помимо длины, которая есть «здесь и сейчас», стоит задуматься о будущем. Например, если будет расширяться складская территория, или намечается переезд офиса. Лучше заложить некоторый запас характеристик «на перспективу».
  3. Управление устройствами. Помимо варианта ««зайти» на коммутатор и вручную выключить-включить питание», существуют и другие возможности управления, например, с использованием протокола LLDP для видеокамер.
  4. Защита от импульсных перенапряжений (УЗИП) и других вредных факторов.

У Zyxel есть коммутаторы, которые советуют всем указанным выше требованиям. Это модели новой серии GS1350. Мы уже писали о них ранее Данная серия изначально позиционировалась как «Смарт-управляемые коммутаторы для систем видеонаблюдения» Однако они без проблем применяются и для других случаев, например, для питания телефонов, точек доступа и других устройств с PoE.

Рисунок 4. Специализированный управляемый коммутатор PoE GS1350-26HP.

Неуправляемые коммутаторы серии GS1300 также являются неплохим выбором. Подборку специализированных коммутаторов от Zyxel можно посмотреть на рисунке 5.

Рисунок 5. Модельный ряд управляемых и неуправляемых коммутаторов с поддержкой PoE от Zyxel.

Выбор устройства-потребителя

Обычно при выборе конечных устройств ориентируются на их потребительские характеристики, например, на качество картинки при выборе видеокамеры, поддержке Wi-Fi стандартов при выборе точек доступа и так далее.

Однако электропитание также накладывает свой отпечаток. Имеет смысл учитывать следующие факторы:

  1. Экономичность устройства.
  2. Возможности управления.
  3. Цена и качество.

Важно! Несмотря на заявленную совместимость сверху вниз не стоит 100% уповать на эту возможность. В хорошем проекте источник питания и потребители должны поддерживать один стандарт, желательно самый актуальный, иметь полную совместимость, приобретаться в расчёте на использование новых технологий, например, Wi-Fi 6. Переделка целого куска инфраструктуры, гордо именуемая «модернизацией», чаще всего обходится дороже, чем некоторые дополнительные затраты на этапе внедрения

Переделка целого куска инфраструктуры, гордо именуемая «модернизацией», чаще всего обходится дороже, чем некоторые дополнительные затраты на этапе внедрения.

Стандарты и типы PoE

Технология PoE на данный момент существует в нескольких, кардинально отличающихся видах. Почему так произошло?

К тому времени, как ребята из IEEE решили стандартизировать технологию, а произошло это не сразу после ее появления, некоторые корпорации уже изобрели свои собственные реализации PoE. Cisco, к примеру, еще в 2000 году представила питание устройств по витой паре.

Да и после принятия официальных стандартов IEEE 802.3af в 2003 году, IEEE 802.3at в 2009 году многие производители внедряют свои собственные способы PoE. В основном, потому что реализация полноценных стандартов 802.3af, 802.3at — это сложно и дорого, а потребителям часто нужны модели эконом-класса.

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.

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.

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.

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.

СтандартPoE IEEE 802.3afPoE+ IEEE 802.3at
Требования к кабелюКатегория 3 (UTP CAT3) или вышеType 1: Категория 3 (UTP CAT3) или выше
Type 2: Категория 5 (UTP CAT5) или выше
Сила тока0.35 АType 1: 0.35 А
Type 2: 0.6 А
Выходное напряжение инжектора44 — 57 ВType 1: 44 — 57 В
Type 2: 50 — 57 В
Входное напряжение питаемого устройства37 — 57 ВType 1: 37 — 57 В
Type 2: 42.5 — 57 В
Максимальное энергопотребление питаемого устройстваКласс PoE 0, 3: 12.95 ВтType 1: Класс PoE 0, 3: 12.95 Вт
Класс POE 1: 3.84 ВтКласс PoE 1: 3.84 Вт
Класс PoE 2: 6.49 ВтКласс PoE 2: 6.49 Вт
Класс PoE 4: не используется

Type 2: Класс PoE 4:

25.5 Вт

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

Отличия стандарта PoE от PoE+

Способ передачи питанияPoEPoE+
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

Подключение IP камеры по витой паре

Подключение кабеля IP камеры

Первым делом подготовим кабели для подключения IP камеры к компьютеру. Начнем с питания, так как IP видеокамеры достаточно требовательны к питанию и имеют достаточно большой ток потребления, то желательно не экономить на проводе питания. Как вариант можно взять двужильный шнур ШВВП с сечением 0,75 кв.мм, — он удобен в монтаже, так как достаточно гибкий. Но сразу предупрежу: оболочка боится солнечных лучей, поэтому прокладывать шнур снаружи помещения без дополнительной защиты не рекомендуется. В качестве оной может выступать гофротруба, но только предназначенная для наружной прокладки, в неё же можно упаковать и LAN кабель. Далее производим подключение IP камеры по витой паре.

Распиновка poe кабеля для IP камеры

Берем в руки нож и зачищаем изоляцию с одной из сторон шнура. Затем, так как данный шнур имеет индивидуальный окрас каждого провода, коричневый проводник зажимаем в клемму штекера питания с пометкой «+», а синий в клемму с пометкой «–». Последовательная распиновка кабеля для IP камеры позволит в дальнейшем не ошибиться при подключении источника питания IP камеры и поможет избежать так называемой «переполюсовки», которая может оказаться губительной для видеокамеры. Получилось? Отлично!

Пока отложим шнур в сторону и займемся LAN кабелем, зачистим внешнюю оболочку кабеля UTP 5e с одной стороны на расстояние 2 см. (можно больше, не критично) и расположим, предварительно выпрямив каждый, проводники в следующем порядке слева направо:

  1. бело-оранжевый
  2. оранжевый
  3. бело-зеленый
  4. синий
  5. бело-синий
  6. зеленый
  7. бело-коричневый
  8. коричневый

После чего обрезаем проводники до длинны 1 см и вставляем их, не меняя цветовой последовательности, в разъем RJ 45, расположив его контактной группой вверх.

После этого производим обжим кримпером, вторую сторону кабеля пока оставляем как есть.

Далее вставляем разъемы питания и LAN в соответствующие гнезда ранее установленной видеокамеры и производим протяжку проводов до места, где будет установлен коммутатор либо видеорегистратор, ну или персональный компьютер, если было принято решение использовать его в качестве устройства регистрации

После подключения кабеля IP камеры подключаем провод питания к источнику питания соблюдая полярность, это важно!. Обжимаем разъем RJ45 на вторую сторону кабеля UTP согласно вышеприведенной методике и подключаем его к видеорегистратору, либо к персональному компьютеру напрямую, либо используя коммутатор, если видеокамер несколько

Обжимаем разъем RJ45 на вторую сторону кабеля UTP согласно вышеприведенной методике и подключаем его к видеорегистратору, либо к персональному компьютеру напрямую, либо используя коммутатор, если видеокамер несколько.

После проверки соблюдения полярности и правильности обжима UTP кабеля можно включать источник питания в сеть 220 В.

С монтажными работами покончено, вытираем трудовой пот с чела =) и приступаем к настройке.

Инструменты и материалы для создания соединений

Для создания таких соединений вам понадобятся:

  • Сама IP-камера
  • Источник питания или коммутатор с поддержкой PoE (опционально)
  • отрезок кабеля “витая пара” необходимой длины и сечения (для подачи питания)
  • Кабель LAN категории 5 (UTP Cat 5e)
  • PoE-сплиттер (опция)
  • Штекер питания
  • Разъемы RJ-45

А также набор специальных инструментов.

Существует 2 основных типа сетевых кабелей:

  1. Прямой – используется для подключения коммутаторов и модемов к компьютеру. В этом случае он используется для соединения контакта разъема с каждым конкретным контактом другого разъема.
  2. null-hub – используется для соединения двух компьютерных устройств с помощью сетевой карты. Схема максимально проста и не требует дополнительных инструментов, таких как выключатель. В этом случае для соединения контактов используется другой метод.

Вы всегда можете купить готовый кабель RJ45, но в этом случае вы должны обязательно спросить продавца, для чего вы собираетесь его использовать. Это напрямую влияет на выбор кабеля. Например, для IP-камер используется кабель типа UTP – он состоит из 8 проводов, называемых витой парой, которые имеют специальный разъем.

Если вы планируете установить камеру видеонаблюдения на небольшом объекте, а расстояние до коммутатора не превышает 20 метров, можно обойтись без этого типа кабеля, используя свободные провода UTP. Это связано с тем, что при обычном подключении к Интернету с максимальной скоростью 100 мегабайт используются только провода 1, 2, 3 и 6. Остальные используются для питания камеры, например, коричневый и синий. Если расстояние больше, оптимальным решением будет PoE.

Сама процедура обжима максимально упрощена, помните, что в разъеме RJ45 провода должны располагаться в правильном порядке.

Синий и коричневый цвета, выбранные для напряжения питания, должны быть подключены к разъему питания. Коричневый провод подключается к клемме разъема питания и обозначается “+”, а синий провод подключается к клемме и обозначается “-“.

Если речь идет об IP-камерах с Wi-Fi, то при установке используется только один кабель питания. Затем мы обрезаем провода до 1 см и вставляем их, не меняя порядок цветов, в разъем RJ45, выравнивая их контактной группой вверх.

По или Питание через Ethernet – это технология, которая позволяет питать сетевое оборудование, включая цифровые камеры видеонаблюдения, по витой паре. Это значительно упрощает установку системы.

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.

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.

Что такое питание через Ethernet

Power over Ethernet – это когда вы используете один сетевой кабель – CAT5e, CAT6 или более высокого класса – для передачи сигналов данных и электроэнергии на устройство.

Да, по-прежнему нужно провести провод, но только один. Кроме того, сетевые кабели гораздо проще монтировать, чем электрические провода – вам не понадобится электрик.

PoE – кабели и типы устройств

PoE работает со всеми сетевыми кабелями. Однако, как правило, кабель более высокого качества (чистая медь) всегда лучше для PoE, чем кабель более низкого качества (алюминий с медным покрытием).

Что касается скорости сети, PoE придерживается общих стандартов сетевых кабелей. В настоящее время PoE доступен от Fast Ethernet (10/100 Мбит/с) до 10 Гбит/с Multi-Gig.

Но, PoE включает в себя больше, чем просто сам кабель. Это потому, что при подключении устройства к источнику питания мы фактически задействуем три элемента: источник питания, кабель и само устройство.

Поскольку вы не можете подключить сетевой кабель напрямую к настенной розетке, вам нужно что-то на этом конце, чтобы облегчить потребление энергии. В мире PoE это устройство, которое подаёт питание, официально называется устройством источника питания (PSE – power sourcing equipment). Для простоты его также называют источником питания.

Устройство, получающее электроэнергию по сетевому кабелю, официально называется питаемым устройством (PD – powered device) или энергоприёмником.

Давайте узнаем о них больше.

Устройство источника питания (PSE) – power sender

Power sender – это устройство, работающее как источник питания; вы подключаете один конец сетевого кабеля к этому устройству. Этот конец также связан с роутером или коммутатором. Устройство PSE всегда имеет адаптер питания для питания от розетки.

Типичным примером устройства PSE является инжектор PoE (или адаптер PoE), тип соединителя Ethernet, который также подключается к настенной розетке.

Инжекторы популярны, потому что они добавляют возможность PoE к существующему обычному коммутатору или роутеру. В качестве альтернативы существуют коммутаторы PoE и роутеры PoE со встроенной функцией PoE для некоторых или всех сетевых портов.

Вот как использовать инжектор:

  • Подключите его к сети. Все инжекторы PoE поставляются с адаптером питания.
  • Подключите его сетевой порт без PoE к существующему коммутатору или роутеру.
  • Подключите один конец сетевого кабеля к его порту PoE. Этот кабель теперь готов к работе с PoE и может использоваться для передачи данных и питания на устройство PoE.

Типичный инжектор PoE представляет собой адаптер питания с двумя сетевыми портами. Порт PoE доставляет как сигналы данных, так и питание на конечное устройство, а обычный сетевой порт подключается к коммутатору или роутеру существующей сети

Устройство с питанием (PD) – приёмник энергии

Приёмник питания – это конечное устройство, такое как IP-камера, точка доступа Wi-Fi или IP-телефон, готовое к PoE.

Вы подключаете другой конец упомянутого выше сетевого кабеля с поддержкой PoE к этому устройству, и оно будет получать питание и данные.

В отличие от описанного выше случая PSE (источник/передатчик питания), вы не можете добавить PoE к существующему устройству (приёмнику питания). На принимающей стороне само устройство должно иметь встроенную поддержку PoE с самого начала.

Иногда, хотя и редко, мы получаем PSE и PD в одном аппаратном блоке для переадресации PoE. Например, когда камера PoE имеет второй сетевой порт с поддержкой PoE для питания другой камеры PoE в гирляндной схеме.

Чтобы это работало, PSE должен обеспечивать достаточную мощность для обоих устройств PoE, что приводит нас к различным стандартам PoE.

Способы подключения цифровой камеры с PoE

Самый элементарный метод подключения цифрового устройства – прямое подсоединение к видеорегистратору с поддержанием технологии PoE. Что потребуется для этих целей:

  • Кабель UTP;
  • IP-камера;
  • NVR-видеорегистратор;
  • ПК или ноутбук.

При выборе видеорегистратора следует учитывать количество портов для подключения цифровых устройств. Нужно выбирать ту модель NVR, которая может обеспечить пользователю оптимальный функционал.

Так как оба устройства (цифровая видеокамера и регистратор) поддерживают один стандарт, этого оборудования будет достаточно для правильного подсоединения.

Если выбранный видеорегистратор поддерживает лишь один порт для подключения к сети, появляется необходимость в использовании маршрутизатора или сетевого коммутатора. При данном раскладе схема подсоединения несколько видоизменяется. Пользователю понадобится сама цифровая видеокамера, Ethernet-коммутатор и компьютер. Коммутатор подсоединяется к ПК или ноутбуку при помощи UTP кабелей.

С целью записи видеопотока с цифрового устройства можно использовать специальное ПО. Альтернативный вариант: подключение NVR регистратора к стандартному коммутатору.

Еще один способ подключения IP-камеры с технологией PoE – это применение PoE-инжекторов. С их помощью также передается питание для цифровых устройств. Что касается максимального расстояния, куда «дотянется» видеосигнал и питание, то оно составляет не более ста метров.

Возможные варианты:

  • 12 В
  • 9 В
  • 5 В

С настройкой подобной системы справится даже новичок. К тому же пользователь обязательно оценит по достоинству тот факт, что ему не придется использовать большое количество кабелей для подключения оборудования.

Пассивное PoE: особенности подключения

В последнее время все чаще обсуждается тема о так называемом «пассивном poe». Эту тему любят приукрашать за счет употребления убедительного слова «технология», часто с приставкой «новейшая». В действительности же все намного прозаичнее. Это всего-навсего обычная самоделка, с которой достаточно просто иметь дело.

Как выглядит схема подключения: берется пассивный адаптер с колодкой типа «Папа» для подсоединения к видеокамере, и другой адаптер с колодкой типа «Мама» для подсоединения к блоку питания мощностью 12 вольт.

Основным недостатком пассивного PoE является весьма короткая дистанция для подачи сигнала и напряжения. Если в стандартном случае можно рассчитывать на 150 метров, то здесь приходится говорить примерно о 60 метрах при соблюдении некоторых условий. Если попадется кабель с плохим сечением, то и этого не произойдет.

Также важно, какое напряжение будет выходить на штекере питания цифровой видеокамеры. При значении менее 11 вольт устройство быстро выйдет из строя

PoE для видеонаблюдения. Стандарты, параметры, схема обжатия кабеля.

Применять PoE (Power-over-Ethernet) можно там, где нежелательно проводить отдельный питающий кабель. На качество передачи данных технология PoE влияния не оказывает,

используется потенциал уровня Ethernet, то есть обычных сетевых кабелей LAN.

Какое бывает POE?

Существует 3 стандарта PoE.

  1. PoE — IEEE 802.3af — первое поколение PoE обеспечивает до 15,4 Вт питание для каждого подключенного устройства.
  2. PoE+ — IEEE 802.3at — этот стандарт обеспечивает до 30 В 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.
  3. IEEE 802.3bt — эта технология обеспечивает до 51 Вт по одному кабелю, в этом случае используются все четыре пары кабеля витой пары LAN.

Как работает PoE? Алгоритм подачи питания на устройство POE.

Питание подается только после согласования между потребляющим устройством и выдающим питание. Это происходит автоматически за доли секунд. Огромное преимущество — безопасность! Например, вы взяли инжектор питания PoE и случайно подключили PoE выход в компьютер в сетевую карту. Инжектор проверит, нужно ли питание сетевой карты, сетевая карта не ответит, питание поступать не будет, ничего не сгорит (чего нельзя сказать о пассивном PoE).

1) Вначале производится проверка: является ли подключенное устройство питаемым. 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 устройства, для последующего управления этой мощностью.

После того, как устройство классифицировано, на него подается полное напряжение 48В с фронтом нарастания не более 400 мс., и питающее устройство приступает к контролю его работы:

  • Если устройство будет потреблять ток менее 5 мА в течении 400 мс, то подача питания прекращается;
  • Если сопротивление подключенного устройства будет больше 1980 кОм в течение 400 мс, подача питания прекращается.
  • Если потребление тока превысит 400 мА в течение 75 мс, подача питания прекращается.

Во время тестирования устройства подаётся 3-10В. После определения устройства, на камеру идёт 48В (36-57В)

Требования к витой паре POE

  • Требуется четырехпарная витая пара категории не ниже cat.5e (4х2х0,5);
  • 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/100м (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.

Как выбрать кабель витая пара для дома, читайте здесь: https://stroilenta.ru/vitaya-para-utp/

Поделитесь в социальных сетях:FacebookXВКонтакте
Напишите комментарий