Питание PoE для IP-видеонаблюдения

Главная \ Это интересно \ Питание PoE для IP-видеонаблюдения
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+

Способ передачи питания PoE PoE+
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

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.

Metod_A.jpg

Метод B

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

Metod_B.jpg

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:
  1. четырехпарную, не ниже cat.5e, медную, а не омедненную (не биметалл),
  2. с толщиной проводников не менее 0,51 мм (24 AWG),
  3. с сопротивлением проводников не выше 9,38 Ом/100 м (более высокие значения способствуют большей потери мощности в кабеле),
  4. хорошего производителя.

Passive PoE

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).

passive poe
 

 

 

passive poe cable