Использование pоe коммутаторов в видеонаблюдении

Питание по PoE для камер

По или Питание через Ethernet – это технология, позволяющая питать сетевые устройства, включая цифровые камеры видеонаблюдения, по витой паре. Это значительно упрощает установку системы.

С одной стороны, все камеры получают питание централизованно, и это хорошее решение с точки зрения безопасности, бесперебойной работы и отсутствия вмешательства третьих лиц, но с другой стороны, если устройство, подающее питание на камеру (PoE-коммутатор), выходит из строя, все перестает работать. Однако, по моему личному мнению, PoE – это огромный плюс для сетевых устройств.Не все камеры оснащены функцией PoE, но вы можете сделать это самостоятельно. Для этого вам необходимо знать, о чем идет речь: Технология Power over Ethernet работает на основе IEEE 802.3afкоторый обеспечивает ток до 400 мА при напряжении от 36 до 57 В, что позволяет передавать потребителю до 15 Вт тока. Настоящий стандарт IEEE 802.3af делит все устройства на 5 классов (от нулевого, обозначающего наименьшую потребляемую устройством мощность, в порядке возрастания, до четвертого, соответственно самого мощного)

Стандарты 802.3af PoE-A и PoE-B для сетей 100 и 1000 Мбит/с. Распределение контактов RJ45.

Штырьки на выключателе	10/100 DC на запасные части (метод B)	10/100 Смешанный постоянный ток и данные (метод A)	1000 (1 гигабит) постоянного тока и би-данных (метод B)	1000 (1 Гбит) постоянного тока и би-данных (метод A)
Контакт 1	Rx +	Rx + DC +	TxRx A +	TxRx A + DC +
Контакт 2	Rx –	Rx – DC +	TxRx A –	TxRx A – DC +
Контакт 3	Tx +	Tx + DC –	TxRx B +	TxRx B + DC –
Контакт 4	DC +	не используется	TxRx C + DC +	TxRx C +
Контакт 5	DC +	не используется	TxRx C – DC +	TxRx C –
Контакт 6	Tx –	Tx – DC –	TxRx B –	TxRx B – DC –
Контакт 7	DC –	не используется	TxRx D + DC –	TxRx D +
Контакт 8	DC –	не используется	TxRx D – DC –	TxRx D –

Подключение питаемого устройства осуществляется в несколько этапов:

1. проверьте подключение ip-камеры (или другого сетевого устройства), подав электрический сигнал в диапазоне от 2,8 до 10 В и определите входное сопротивление, которое должно быть от 19 до 26,5 кОм.(2) Затем определяется класс ip камеры в соответствии с энергопотреблением камеры. Если устройство потребляет ток, превышающий допустимый класс, питание будет отключено.3) На последнем этапе теста подается полное напряжение, но здесь также контролируется потребление энергии. Если цифровая камера (или другое сетевое устройство) потребляет менее 5 мА в течение 400 мс или более 400 мА в течение 75 мс, питание будет отключено.Для ip-камер через PoE используются две схемы передачи питания:В первом случае используются две неиспользуемые пары проводников кабеля 5e.

Во втором случае ток подается на вторичную обмотку трансформатора источника и принимается от первичной обмотки приемника.

Это точки доступа, IP-камеры и другие устройства, в которых производитель предусмотрел возможность приема тока по сетевому кабелю (витой паре). Часто они дополнительно имеют стандартный разъем питания. В спецификациях таких устройств указано, что они поддерживают так называемое “PoE in”. (входящий). В техническом описании устройства также должно быть указано, какой тип Power over Ethernet поддерживается.

Здесь мы купили какой-то PoE-адаптер, подключили его к Ethernet и питанию, подсоединили LAN-кабель от него к точке доступа, которую мы хотели запитать. Казалось бы, все просто.

По какой-то причине сгорела только точка доступа. Зачем это делать?

Дело в том, что на практике необходимо учитывать несколько важных факторов, чтобы правильно установить удаленное PoE-соединение:

Тип источника питанияТип источника питания, который обеспечивает PoE-коммутатор или инжектор: какому стандарту он соответствует, какое напряжение он обеспечивает на пару, какой тип контактов.
НапряжениеНапряжение, которое необходимо нашей технологии.
Расстояние К удаленной точке.

Эти входы можно использовать для выбора PoE-устройств, совместимых друг с другом, и для расчета возможностей удаленного питания в принципе.

Если этого не сделать, то в худшем случае, как мы уже говорили, подключенное оборудование быстро выйдет из строя, а в лучшем – вообще не включится.

Читайте далее:

Как подключить камеры с PoE.
Как обжать кабель витой пары для сети или камеры видеонаблюдения.
Сечение кабеля – как выбрать в зависимости от силы тока или мощности.
Международная электротехническая комиссия (IEC, CEI); Школа для инженеров-электриков: электротехника и электроника.
Основы и принципы программирования ПЛК; Сайт для электриков – статьи, советы, примеры, схемы.
Токовая петля.
Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.

Отличие РОЕ-инжектора от РОЕ-коммутатора

РОЕ-инжектор предназначен для питания только одной камеры, поэтому он имеет только один порт РОЕ. РОЕ-коммутатор или свитч может одновременно обеспечивать подачу питания по протоколу РОЕ на несколько периферийных устройств.

POE коммутатор

При выборе между роутером и коммутатором следует обратить внимание на перспективы развития системы безопасности. Если ее архитектура останется в относительно неизменном виде, может измениться только место расположения камер, необходимо приобретать инжектор

Если планируется расширение и подключение дополнительных ip-камер, то потребуется же покупка коммутатора. Коммутаторы требуют специальной настройки, которая не нужна для инжектора, роме того для коммутатора потребуется существенно большая длина кабеля Ethernet. А инженеры знают, что чем больше длина кабеля, тем большие потери электроэнергии происходят при ее передаче.

Преимущества РОЕ-инжектора

Если принято решение монтировать камеры дистанционно, то нужно определить систему их питания. При проектировании собственной системы безопасности следует отметить следующие достоинства РОЕ-инжектора:

его использование обойдется немного дешевле, чем применение стандартного витого кабеля;
использование устройств активного типа позволяет передавать большую мощность, чем при стандартной схеме;
мобильное соединение позволяет в любое время сменить место расположения камеры, поэтому архитектура системы безопасности может меняться в любе время в зависимости от изменения внешних условий;
монтаж роутера занимает существенно меньше времени, чем монтаж традиционной проводной системы и он не требует специальных знаний по электробезопасности;
инжектор абсолютно надежен, питание производится бесперебойно, и владелец дома или участка может не бояться скачков напряжения, из-за которых камеры могут выйти из строя;
заменимость. Все типы инжекторов любых производителей совместимы с оборудованием также любых производителей, как европейских и отечественных, так и китайских.

Использование РОЕ-инжектора доступно для всех категорий потребителей, а его невысокая цена и легкость монтажа делают устройство удачным решением, как для домашних, так и для корпоративных систем безопасности.

Другие статьи:

- Тепловизионные камеры видеонаблюдения
- Основные принципы при проектировании системы видеонаблюдения
- Ip камера d link как настроить?
- Основные принципы при проектировании системы видеонаблюдения

Как выбрать PoE коммутатор для IP-камеры?

Чтобы выбрать подходящий, надежный и лучший коммутатор с PoE для IP-камеры видеонаблюдения, необходимо учитывать множество факторов: стандарт PoE, энергопотребление IP-камер, максимальный бюджет PoE, количество портов коммутатора, длина кабеля и т. д

И все же, среди всего этого стоит обратить внимание на несколько ключевых особенностей:

Фактор 1. Потребляемая мощность IP-камеры

Коммутатор с поддержкой poe не только обеспечивает подключение к сети, но и обеспечивает питание камер видеонаблюдения (с поддержкой PoE). Однако энергопотребление IP-камер варьируется: некоторые могут потреблять до 20 Вт, в то время как другие всего 3 или 4 Вт. Следовательно, коммутатор с PoE должен обеспечивать достаточную мощность для различных типов IP-камер через кабели Cat 5 или Cat 6.

В основном существует два типа стандартов питания через Ethernet (PoE). Теоретически стандарт PoE 802.3af может обеспечивать до 15,4 Вт постоянного тока на каждый порт. На практике на IP-камеры или другие устройства PoE будет подаваться только 12,95 Вт с учетом потерь мощности, рассеиваемых в сетевых кабелях.

Точно так же стандарт PoE+ 802.3at может выдавать до 30 Вт на порт, в то время как только 25.5 Вт может передавать на сетевые устройства в реальном времени.

Характеристика	PoE	PoE+	4pPoE
Стандарт IEEE	PoE 802.3af	PoE 802.3at	PoE 802.3bt
Максимальная мощность для устройства питания	15.4 Вт	30 Вт	90 Вт
Максимальная мощность на PSE	PoE 802.3af	PoE 802.3at	PoE 802.3bt
Используется витая пара	2 пары	2 пары	4 пары
Тип кабеля	CAT5e	CAT5e	CAT5e

Фактор 2. Бюджет PoE

Между тем, максимальное энергопотребление вашего коммутатора также имеет значение. Если максимальная потребляемая мощность всех ваших камер превышает предел мощности коммутатора с поддержкой poe, то он не будет обеспечивать достаточное питание для всех ваших IP-камер. Недостаточное питание IP-камер — частые причины потери видео и плохой работы устройства.

Поэтому при покупке коммутатора с поддержкой poe важно выбирать устройство с большей мощностью (желательно брать с запасом) или уменьшить в сети количество IP-камер PTZ, поскольку они потребляют значительно больше энергии, чем другие

Обязательно обращайте внимание на характеристику «бюджет мощности PoE».

Фактор 3. Количество портов

Если вы ищете коммутатор с PoE для мест, где необходимо установить более 4 IP-камер, вам нужно будет проверить номера портов коммутатора с поддержкой poe, например, коммутатор PoE 8 портов, коммутатор PoE 16 портов, коммутатор PoE 24 порта или даже коммутатор PoE 48 портов. Номера портов коммутатора с поддержкой poe во многом зависят от того, сколько устройств будет подключено к вашему коммутатору с PoE и от общего энергопотребления ваших IP-камер.

Фактор 4. Гигабитный коммутатор PoE или нет

Будьте осторожны с рекламой, которая продвигает скорость как наиболее важный фактор для вашего проекта IP-камеры. В большинстве случаев вам не нужно тратить деньги на гигабитные коммутаторы, потому что камеры не будут их использовать.

Гигабитный коммутатор может обрабатывать миллиарды бит в секунду, и никакой IP-камере не требуется такая скорость. IP-камеры с высоким разрешением (Full HD) используют около 2,5 Мбит/с для отправки видео по сети, и даже если вы используете камеру с разрешением 4K, она не будет потреблять более 10 Мбит/с в вашей системе.

Гигабитный коммутатор используется для обработки трафика с больших серверов, и вашим IP-камерам определенно не нужна такая высокая скорость.

Фактор 5.Неуправляемый или управляемый коммутатор PoE

Разница между неуправляемым и управляемым коммутатором PoE заключается в том, что неуправляемый коммутатор PoE представляет собой устройство plug-and-play, не требующее настройки и очень простое в развертывании; в то время как управляемый коммутатор PoE позволяет настраивать сеть в соответствии с вашими требованиями, предлагает лучший мониторинг и анализ сетевого трафика, а также обеспечивает дистанционное управление и настройку администратором сети, что дает вам более полное представление о состоянии сети, подключенных клиентах и его состояние питания.

Для большинства домовладельцев неуправляемый коммутатор PoE соответствует бюджету и удовлетворяет потребности в питании IP-камер PoE. Но для крупных проектов наблюдения, таких как фабрики или предприятия, управляемый коммутатор PoE обеспечит более гибкие сетевые решения.

ПРИМЕНЯЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

РоЕ оборудование принято именовать в зависимости от его предназначения:

PSE – источники;
PD – потребители;
РоЕ адаптеры (питающие — пассивный РоЕ инжектор и принимающие — сплитер).

Если в качестве источника выступает коммутатор с РоЕ инжектором, то его подбор для системы видеонаблюдения следует производить по двум ключевым параметрам:

суммарная мощность портов поддерживающих передачу питания;
максимальная мощность, которую инжектор способен передать на один отдельный порт.

У большинства современных моделей коммутаторов поддерживающих технологию РоЕ только часть портов способна передавать питание удаленным устройствам, как правило, не более половины.

При выборе РоЕ адаптера следует отдавать предпочтение активным моделям, которые имеют в комплекте блок питания с гальванической развязкой и системой защиты от возникновения внутренних наводок.

Расширенное управление для видеонаблюдения

Чтобы добиться максимально полного, непрерывного наблюдения, а также для
удобства работы компания Zyxel добавила новые полезные функции:

информация о IP-камерах на странице «Соседи»;
проверка состояния камеры;
бесперебойное питание камеры (при обновлении или перезагрузке коммутатора);
удалённая перезагрузка IP-камер;
гранулярные параметры PoE для поддержки IP-камер, несоответствующих
стандарту PoE;
включение PoE по расписанию;
приоритеты для PoE-портов.

Ниже мы остановимся на трёх самых популярных функциях, которые появились в новых
моделях.

Страница web-интерфейса Neighbors — «Соседи»

На данной странице можно видеть состояние камеры, IP, по которому осуществляется
взаимодействие (при условии, что камера подключена и работает), а также «кнопки»
для перезагрузки и сброса к заводским настройкам.

Рисунок 3. Фрагмент страницы web-интерфейса Neighbors — «Соседи».

Auto PD Recovery

Эта функция автоматически обнаруживает зависшую IP-камеру и перезагружает её.

Такая роскошь теперь доступна для любых камер всех производителей. То есть
купили коммутатор Zyxel и можете работать с уже имеющими камерами или теми,
которые требует установить Служба Безопасности.

Есть возможность определения состояния камеры через протокол LLDP, а также через
отправку ICMP пакетов, проще говоря, через обычный Ping.

Есть возможность предотвращения постоянной перезагрузки неисправной камеры, на
которую подаётся питание по PoE.

Рисунок 4. Фрагмент страницы интерфейса Neighbors — «Соседи».

Continuous PoE

Данная функция гарантирует непрерывную подачу питания на камеры и другие датчики
во время техобслуживания коммутатора.

Помимо работы в штатном режиме, существуют моменты, когда необходимо произвести
те или иные действия с коммутатором, например:

выполнить обновление прошивки.
загрузить новый файл с конфигурацией, или, наоборот, вернуть текущие
настройки к прежним из резервной копии;
произвести сброс к заводским настройкам.

Также иногда возникает потребность в дополнительной перезагрузке коммутатора,
например, для проверки правильности выполненных настроек.

Разумеется, питание камер всё это время должно не должное пропадать.

Почему возникает такая потребность? Казалось бы, если коммутатор
перезагружается, зачем нужно непрерывное питание для камер?

Дело в том, что перезагрузка самих камер и вхождение в рабочий режим занимает
некоторое время. Кроме того, программное обеспечение для видеонаблюдения должно
успеть «подхватить» вновь загрузившиеся камеры. На практике для этого тоже
требуется некоторое время. В итоге от момента восстановления работы коммутатора,
и до полного восстановления записи данных системой наблюдения может возникнуть
пауза, неприемлемая с точки зрения регламентов безопасности.

Именно поэтому необходимо свести к минимуму любую вероятность простоя, в том
числе и по вине штатного технического обслуживания.

Что Вам нужно для сети PoE

Все, что Вам нужно для сети PoE, — это кабель Ethernet и инжектор PoE. Если Вы думаете о том, чтобы пойти по этому пути, вероятно, у Вас уже есть сетевые кабели по всему дому или на рабочем месте. Если Вы этого не сделаете, подойдет любая старая Cat 5 или Cat 6.

Для небольших операций PoE, например, в домашней сети, Вам может потребоваться относительно дешевый адаптер инжектора PoE, также известный как промежуточный узел. Эти устройства получают питание от сети и вводят его в Вашу обычную сеть.

Вы можете купить относительно дешевый инжектор PoE, такой как Cudy POE300, который поддерживает старые стандарты 802.3af/at. Если Вам нужна более высокая выходная мощность для 802.3bt, Вам придется купить Pocet Industrial PoE Injector.

Для более сложной настройки, которая может обрабатывать большее количество устройств, лучше всего подойдет сетевой коммутатор, совместимый с PoE. Дешевый 8-портовый коммутатор 802.3af/at с 4 портами PoE, например TP-Link SG108PE или 4-портовый коммутатор с поддержкой 802.3bt, такой как сетевой коммутатор IPCamPower PoE.

Если Вы собираетесь приобрести камеры на целый дом, приобретите коммутатор, рассчитанный на общее количество устройств или общую потребляемую мощность Вашей сети. Если Вам просто нужно разместить камеру или точку доступа в труднодоступном месте, где отсутствует доступное электроснабжение, подумайте о промежуточном пролетном участке.

Одна из лучших особенностей PoE — это масштабируемость. После того, как кабель проложен, Вы можете обновить переходник или выключатель, чтобы добавить больше мощности, когда она Вам понадобится. После того, как у Вас есть кабели и оборудование, следующим шагом будет добавление нескольких устройств PoE в Вашу сеть.

Какие устройства можно запитать по PoE

Для питания по PoE нужно использовать специализированные устройства: PoE коммутаторы. Это такие же коммутаторы, но с поддержкой PoE на портах. Если нужно запитать одно устройство, то выгоднее использовать PoE инжектор, он ставится в «разрыв» между обычным коммутатором и оконечным устройством.

В качестве оконечных устройств используются изделия с поддержкой PoE, чаще всего точки доступа, видеокамеры и IP-телефоны. Но если устройство не поддерживает питание по PoE, то можно использовать PoE сплитер, это устройство проделывает обратное преобразование и у него на выходе 12 вольт (иногда 5) которые необходимы для работы оконечного устройства.

Возможности контроля в интернет системах видеонаблюдения

http-equiv=»Content-Type» content=»text/html;charset=UTF-8″> href=»/wp-content/uploads/2015/02/Vozmozhnosti-kontrolya-v-internet-sistemah-videonablyudeniya.jpg»>Хоть для управления IP камерами не нужно специализированного оборудования, но для доступа к настройкам и информации нужен как минимум ПК.

Возможно управление или просмотр данных через смартфон или любое другое мобильное устройство, имеющее совместимую ОС и соответствующее ПО.

Для проведения предварительных настроек IP камеры используется ПО производителя. С его помощью можно изменить IP адрес камеры, маску подсети, номер порта, и определить серийный номер устройства, версию прошитого программного обеспечения и т.п.

После установки камеры на место эксплуатации доступ к ее настройкам производится через совместимые браузеры или клиентское ПО.

Что такое PoE?

Power over Ethernet (PoE) — это сетевая функция, которая позволяет Ethernet-кабелям подавать питание к сетевым устройствам. PoE определена в стандартах IEEE 802.3af и 802.3at.Устройства с поддержкой PoE могут быть как источником питания (PSE — Power Source Equipment), так и питающимися устройствами (PD — Powered Device), а иногда и теми и другими одновременно. Обычно, устройствами PSE являются сетевые коммутаторы, либо инжекторы PoE, которые предназначены для использования с не-PoE коммутаторами. Типичными же примерами PD-устройств являются VoIP телефоны, беспроводные точки доступа и IP-камеры. Максимальная мощность, обеспечиваемая PoE PSE, составляет 15,4 Вт.

Преимущества PoE очевидны:

Поскольку PoE позволяет вам использовать один кабель для питания и передачи данных, это экономит ваши деньги на покупку и эксплуатацию силовогосетевого кабеля для оборудования и VoIP-телефонов.
PoE значительно упрощает и удешевляет установку или расширение сети в зданиях, где слишком дорого или неудобно устанавливать новые линии электропередач.
Использование PoE позволяет устанавливать устройства в местах, где было бы нецелесообразно проводить питание, например, на подвесных потолках, на улице и т.д.
Использование PoE может уменьшить количество кабелей и электрических розеток, необходимых в переполненном оборудованием коммутационном шкафу.

Хорошо, а что такое PoE +?

Обновлением PoE явился стандарт IEEE 802.3at, широко известный ~~в узких кругах~~как PoE+. Основное различие между 802.3af (PoE) и 802.3at (PoE+) состоит в том, что поддерживающие PoE+ PSE-устройства могут обеспечить почти вдвое большую мощность по одному Ethernet-кабелю, а именно 30 Вт.Из последнего следует одна из не самых приятных новостей по этому поводу — это то, что PoE+ PSE-устройства могут подавать питание как на PoE, так и на PoE+ PD-девайсы, а вот просто PoE PSE могут подавать питание только на PoE PD. Для PoE+ PD требуется больше энергии, чем могут обеспечить PoE PSE.

А про UPoE не забыли рассказать?

Нет, не забыли!

В 2014 году Cisco показалось мало и она создала еще одну нестандартную реализацию PoE, которая называется Universal Power over Ethernet (UPoE), так же проходившая по делу как PoE++. И уж её максимальная мощность составляет целых 60 Ватт!Cisco Universal Power-Over-Ethernet (UPoE) расширяет стандарт IEEE Power-over-Ethernet-Plus (PoE+), удваивая мощность на порт до 60 Вт. Он обеспечивает отказоустойчивую сетевую мощность для широкого спектра устройств, включая терминалы виртуальных рабочих столов, IP-маршрутизаторы, компактные свичи, шлюзы, светодиодные индикаторы, точки беспроводного доступа и IP-телефоны.

Допустим. А как выбрать PoE, PoE+ или UPoE?

А по параметрам. А параметры в таблицах. А таблицы в статье. А статья в Netstore.su

Таблица 1. Сравнение PoE, PoE+ и UPoE.

Показатель	PoE	PoE+	UPoE
Доступная мощность для PD	12.95 Вт	25.50 Вт	51 Вт
Максимальная мощность, получаемая от PSE	15.40 Вт	30.0 Вт	60 Вт
Минимальный требуемый тип кабеля	Cat 3	Cat 5	Cat 5

Таблица 2. Сравнение параметров PoE.

Показатель	802.3af (802.3at Type 1) “PoE”	802.3at Type 2 “PoE+”	802.3bt Type 3 “4PPoE”	802.3bt Type 4
Доступная мощность для PD	12.95 Вт	25.50 Вт	51 Вт	71 Вт
Максимальная мощность, получаемая от PSE	15.40 Вт	30.0 Вт	60 Вт	100 Вт
Диапазон напряжения (на PSE)	44.0–57.0 В	50.0–57.0 В	50.0–57.0 В	52.0–57.0 В
Диапазон напряжения (на PD)	37.0–57.0 В	42.5–57.0 В	42.5–57.0 В	41.1–57.0 В
Максимальный ток, I_max	350 mA	600 mA	600 mA на пару	960 mA на пару
Максимальное сопротивление кабеля между двумя устройствами	20 Ω (Cat 3)	12.5 Ω (Cat 5)	12.5 Ω	12.5 Ω
Управление питанием	Три уровня мощности (1-3), согласованные по сигнатуре	Четыре уровня класса мощности (1-4), согласованные по сигнатуре или шагами по 0,1 Вт, согласованными по LLDP	Шесть уровней класса мощности (1-6), согласованные с помощью сигнатуры или шагами по 0,1 Вт, согласованными по LLDP	Восемь уровней класса мощности (1-8), согласованные по сигнатуре, или шагами по 0,1 Вт, согласованными по LLDP
Понижение максимальной рабочей температуры кабеля	Нет	5 °C (9 °F) с активным одномодом (две пары)	10 °C (20 °F) если более чем половина подключённых на Imax	10 °C (20 °F)
Поддерживаемые типы кабеля	Cat 3 and Cat 5	Cat 5	Cat 5	Cat 5
Поддерживаемые режимы	Mode A (endspan), Mode B (midspan)	Mode A, mode B	Mode A, mode B, 4-парный режим	4-парный режим

Оборудование PoE и принцип работы

PoE коммутатор

Технология PoE не оказывает влияния на качество передачи данных. Для её реализации используются свойства физического уровня Ethernet:

с использованием высокочастотных трансформаторов на обоих концах линии с центральным отводом от обмоток. Постоянное напряжение питания подается на центральные отводы вторичных обмоток этих трансформаторов, и так же с центральных отводов снимается на приемной стороне. Использование центральных отводов сигнальных трансформаторов позволяет без взаимного влияния передавать питание по сигнальным парам, то есть передавать по одним и тем же проводникам и высокочастотные данные, и постоянное напряжение питания;
использование свободных пар для подачи питания. Современные кабельные сети Ethernet, соответствующие стандарту 100BASE-TX, состоят из четырех пар, две из которых не задействованы.

Питающие устройства (инжекторы; англ. power sourcing equipment, сокр. PSE) отличаются по способу подключения питания, при этом питаемые устройства (сплиттеры; англ. powered device, сокр. PD) являются универсальными. Питаемые устройства должны проектироваться с возможностью приема питания в любом варианте, в том числе и при изменении полярности (например, когда используется перекрестный кабель).

Питающее устройство подает питание в кабель только в том случае, если подключаемое устройство является устройством питаемого типа. Таким образом, оборудование, не поддерживающее технологию PoE и случайно подключенное к питающему устройству, не будет выведено из строя. Процедура подачи и отключения питания на кабель состоит из нескольких этапов.

Определение подключения

Этап определения подключения служит для определения, является ли подключенное на противоположном конце кабеля устройство питаемым (PD). На этом этапе питающее устройство (PSE) подает на кабель напряжение от 2,8 до 10 B и определяет параметры входного сопротивления подключаемого устройства. Для питаемого устройства это сопротивление составляет от 19 до 26,5 кОм с параллельно подключенным конденсатором ёмкостью от 0 до 150 нФ. Только после проверки соответствия параметров входного сопротивления для питаемого устройства питающее устройство переходит к следующему этапу, в противном случае питающее устройство повторно, через промежуток времени не менее 2 мс, пытается определить подключение.

Классификация

После этапа определения подключения питающее устройство может дополнительно выполнять этап классификации, определяя диапазон мощностей, потребляемых питаемым устройством, чтобы затем управлять этой мощностью. Каждому питаемому устройству, в зависимости от заявленной потребляемой мощности, будет присвоен класс от 0 до 4. Минимальный диапазон мощностей имеет класс 0. Класс 4 зарезервирован стандартом для дальнейшего развития. Питающее устройство может снять напряжение с кабеля, если питаемое устройство стало потреблять мощность больше объявленной во время классификации. Классификация выполняется путём введения в кабель питающим устройством напряжения от 14,5 до 20,5 В и измерения тока в линии.

Токи классификации приведены в таблице:

Класс	Максимальная мощность, потребляемая запитываемым устройством (PD), Вт	Токи классификации по стандартам IEEE 802.3af/at, измеряемые источником питания (PSE), мА
0,44—12,95	0—5
1	0,44—3,84	8—13
2	3,84—6,49	16—21
3	6,49—12,95	25—31
4	12,95—25,5	35—45
5	> 25,5

Классы потребления мощности питаемых устройств приведены в таблице:

Класс	Вт на порт PoE	Вт на устройство
15,4	от 0,44 до 12,95
1	4,5	от 0,44 до 3,94
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

Подача полного напряжения

После прохождения этапов определения и классификации питающее устройство подает в кабель напряжение 48 В с фронтом нарастания не быстрее 400 мс. После подачи полного напряжения на питаемое устройство питающее устройство осуществляет контроль его работы двумя способами:

если питаемое устройство в течение 400 мс будет потреблять ток меньше 5 мА, то питающее устройство снимает питание с кабеля;
питающее устройство подает в кабель напряжение 1,9—5,0 В с частотой 500 Гц и вычисляет входное сопротивление; если это сопротивление будет больше 1980 кОм в течение 400 мс, питающее устройство снимает питание с кабеля.

Кроме того, питающее устройство непрерывно следит за током перегрузки. Если питаемое устройство будет потреблять ток более 400 мА в течение 75 мс, питающее устройство снимет питание с кабеля.

Отключение

Когда питающее устройство определяет, что питаемое устройство отключено от кабеля или произошла перегрузка потребляемого тока питаемым устройством, происходит снятие напряжение с кабеля за время не менее 500 мс.

КЛАССИФИКАЦИЯ И СТАНДАРТЫ РОЕ

На данный момент широко используются следующие РоЕ стандарты:

IEEE 802.3af – передает постоянный ток с напряжением в 48 В, силой тока до 400 мА и мощностью до 15,4 Вт. Для передачи задействуются обе свободные пары.

IEEE 802.3at (введен в действие с 2009 года) – еще известен под сленговым названием РоЕ+ при аналогичных показателях силы тока и напряжения позволяет увеличить мощность передаваемого тока до 25,5 Вт. Использует не только обе свободные пары в стандарте 10/100Base-Т, но и может передавать питание фантомным способом, то есть проводам которые одновременно передают информацию. Такой стандарт может быть использован для подключения уличной IP камеры с ИК подсветкой.

Принимающие устройства классифицируются по потребляемой мощности, при этом на порт подается ток с мощностью несколько больше:

Класс	Мощность на порт (Вт)	Мощность на устройство (Вт)
4,5	0,44-3,84
1	7	3,84-6,49
2	15,4	6,49-12,95
3	15,4	0,44-12,95

Так же существует два стандарта подачи питания:

Стандарт А. Передача питания осуществляется по парам, через которые идет параллельная передача информации от устройства. Такой способ еще называют фантомной передачей питания.

Стандарт В. Передача осуществляется через свободные, не используемые пары.

Блок питания для IP камер у большинства моделей является универсальным и в состоянии принять питание обоими способами, в том числе и при изменении полярности проводов. Это может происходить, если устройства соединяются кабелем, обжатым перекрестным способом (такие применяются для непосредственного соединения двух компьютеров без использования свитчей).

Типы и классы PoE

Потребности в электропитании питаемых устройств (PD) в наше время стремительно растут. Вместе с ними также растут и стандарты РоЕ. В 2003 году стандарт IEEE 802.3af обеспечивал мощность до 15 Вт. В 2009 – до 25,5 Вт. В данный момент существует 4 класса источников PSE и 9 классов мощности. Схемы установления связи и согласования помогают распознать возможности электропитания.

Управление электропитанием

Количество портов, подающих электроэнергию, напрямую зависит от максимальной мощности источника PSE. Из-за использований некоторых моделей коммуникаторов с функцией РоЕ возможен процесс снижения мощности. Это приводит к управлению энергопитанием, которое усложняет технические процессы и устранение неполадок. Если в источнике PSE достигнут лимит мощности присоединенными устройствами PD, для которых она была заранее зарезервирована путем проверки качества, то возможно подключить другие запрашиваемые устройства PD, при условии, что у них более высокий приоритет.

Проверка устройства PoE

Как любая техника, система РоЕ может давать сбои. Неисправности могут быть вызваны множеством причин: неверно настроенным оборудованием для подачи необходимой электрической мощности; неправильно подобранными кабелями между источником PSE и устройством PD; некачественно подключёнными к оборудованию кабелями; несогласованный класс оборудования.

Самой действенной профилактикой от неисправностей считается проверка возможности приобретения устройством PD максимальной запрошенной мощности.

Выявление проблем PoE при помощи системы Netscout LinkRunner G2

Для выявления неисправности необходимо предпринять определенные шаги. Для эмуляции устройства PD, Netscout LinkRunner G2 (LR-G2) может подстроиться на каждый из девяти классов. Для того чтобы удостовериться, что оконечные точки кабеля были размещены в верном порту, следует воспользоваться тестером РоЕ. Функционал тестера РоЕ позволяет контролировать измерения сети, скорость передачи, VLAN, обнаружение портов и т.д. и отображать запрошенный и полученный класс PSE. А также его тип.

Для решения проблем в эксплуатации PSE Mid-Span необходимо знать точные пары и их полярность. Эти данные можно получить благодаря LR-G2 вместе с информацией о напряжении и мощности.

При полной нагрузке источника электропитания и кабельной системы имеется возможность протестировать работу техники на максимальном уровне нагрузки. Система TruePower образовывает высокую нагрузку, с целью измерения мощности устройством LR-G2.

Для того, чтобы удостовериться, что устройство PD сможет работать на необходимой мощности, устройство TruePower нагружает цепь. Это помогает проверить все составные части системы перед началом работы PD.

Распиновка выводов PoE и UPoE

Кабель PoE – лучше всего использовать стандартный кабель Ethernet CAT 5E (или выше) со стандартным разъемом RJ45. Более подробную информацию о кабелях см. в следующем разделе.

ВНИМАНИЕ! В 802.3bt по-прежнему используется тот же обжим, при этом каждая жила пропускает ток – см. последнюю колонку

Также рассмотрим пассивное питание – этот метод необходим, если вы собираетесь подключить устройство, у которого нет входного порта PoE (есть вход питания и обычный LAN).

Рассмотрим пример на рисунке ниже. У нас есть PoE-коммутатор, к которому нужно подключить IP-камеру без входного порта PoE. Тогда мы можем использовать PoE-сплиттер.

Если разветвителя нет, можно просто припаять выходной кабель к выходным проводам. Можно обойтись без входного кабеля и обжать его на стандартный PoE.

ВНИМАНИЕ! При использовании пассивного соединения максимальное расстояние кабеля составляет 50 м

Я также хотел бы рассказать вам о PoE-инжекторе – это устройство используется, если вы хотите запитать устройство от коммутатора без портов PoE. Ниже приведен пример простого коммутатора, инжектора PoE и конечного устройства с портом PoE.

Для сравнения снова рассмотрим использование сплиттера

Обратите внимание на передачу данных и энергии

Еще один важный момент: если источник имеет подключение 10Base-T или 100Base-TX и использует только 4 провода, то данный коммутатор или маршрутизатор должен поддерживать метод подключения “A” или “B”.

На инжекторе эта информация указана на этикетке:

ВНИМАНИЕ! Обратитесь также к таблице, которую я привел в начале главы

“В” – 4, 5, 7, 8
“А” – 1, 2, 3, 6.

Но если вы подключите все 8 проводов (1000 мбит/с), то нет никакой разницы, какой тип поддерживается инжектором, потому что все 8 проводов будут работать.

ВНИМАНИЕ! Нет опасений, что вы сделаете что-то не так – устройство просто не включится. Вы не сможете сжечь конечный блок, так как инжектор или переключатель посылает тестовый сигнал перед включением питания

Опять же, если что-то было подключено или зажато неправильно, оборудование просто не будет работать.

Компания Zyxel предлагает коммутатор, отвечающий всем вышеперечисленным требованиям. Это модели новой серии GS1350. Мы уже писали о них раньше Эта серия изначально позиционировалась как “Интеллектуальные управляемые коммутаторы для систем видеонаблюдения” Однако их легко можно использовать и для других целей, например, для питания телефонов, точек доступа и других устройств с PoE.