PoE для видеонаблюдения. Стандарты, параметры, схема подключения

Стандарты 802.3af и 802.3at определяют длину кабеля витой пары для PoE – 100 м. На практике рекомендуемая максимальная длина кабеля не должна превышать 75 м.

PoE для видеонаблюдения. Стандарты, параметры, схема подключения.

Он использует потенциал Ethernet, т.е. обычных кабелей локальной сети.

Что такое PoE?

Существует 3 стандарта PoE.

1. PoE – IEEE 802.3af – Первое поколение PoE обеспечивает до 15,4 Вт мощности для каждого подключенного устройства.
2. PoE+ – IEEE 802.3at – Этот стандарт обеспечивает до 30 В на устройство. Это позволяет PoE+ подавать питание на более мощные устройства, такие как камеры наблюдения PTZ (Pan-Tilt-Zoom) и мощные беспроводные точки доступа 11n.
3. IEEE 802.3bt – эта технология обеспечивает до 51 Вт по одному кабелю, где используются все четыре пары кабеля витой пары LAN.

Как работает PoE? Алгоритм подачи питания на устройство POE.

Подача энергии осуществляется только после согласования мощности между потребляющим устройством и поставляющим устройством.
Это происходит автоматически за доли секунды. Большое преимущество – безопасность! Например, вы взяли инжектор питания PoE и случайно подключили выход PoE к компьютеру на сетевой карте. Инжектор проверит, что НИЧЕГО не требует питания, НИЧЕГО не будет реагировать, питание не будет подаваться, ничего не будет гореть. (Это не относится к пассивному PoE).

1) Сначала проверяется наличие питания на подключенном устройстве. Подайте напряжение в диапазоне от 2,8 В до 10 В и определите входное сопротивление подключенного устройства. Если параметры соответствуют требованиям, блок питания переходит к следующему шагу.

2) Блок питания определяет потребляемую мощность подключенного устройства, чтобы впоследствии управлять этой мощностью.

После классификации устройства на него подается полное напряжение 48 В с фронтом нарастания не более 400 мс, и источник питания начинает контролировать его работу:

• Если устройство потребляет менее 5 мА в течение 400 мс, подача питания прерывается;
• Если сопротивление подключенного устройства превышает 1980 кОм в течение 400 мс, подача питания прерывается.
• Если потребляемый ток превышает 400 мА в течение 75 мс, подача питания прерывается.

Какое напряжение подается на POE для ip-камер?

При тестировании устройства подается напряжение 3-10 В. При обнаружении устройства на камеру подается напряжение 48 В (36-57 В).

Требования к POE по кабелю витой пары

• Требуется кабель “витая пара”, категория не ниже cat.5e (4x2x0.5);
• Витая пара должен быть меднымКабель витой пары должен быть медным, а не омедненным;
• Толщина проводника должна быть не менее 0,51 мм (24 AWG);
• Сопротивление в кабелях не должно быть больше 9,38 Ом/100м (большее значение приводит к большим потерям мощности).

Стандарты 802.3af и 802.3at определяют длину кабеля витой пары для PoE как 100 м. Однако на практике рекомендуемая максимальная длина кабеля не должна превышать 75 м.

О том, как выбрать кабель витая пара для дома, можно прочитать здесь: https://stroilenta.ru/vitaya-para-utp/

Распределение контактов в кабеле POE. Как обжать кабель POE.

Если с обеих сторон сети установлены устройства, работающие в стандарте 802.3af/802.3at, расположение выводов не имеет значения, поскольку энергопотребляющее устройство может работать в обоих стандартах. Однако при подключении устройств с разными стандартами это может быть важно.

Прямой обжим

Прямой обжим кабеля витой пары к разъему RJ45 568В.

Привет всем, сегодня мы рассмотрим все возможные технологии PoE. Давайте начнем с вопроса – что это вообще такое? Power-over-Ethernet (декодирование) – это технология, появившаяся в местах, где невозможно обеспечить выделенную розетку для оборудования. Он часто используется в IP-телефонии и камерах видеонаблюдения. Питание поступает по обычному кабелю Ethernet и подается через специальный порт PoE на коммутаторе или маршрутизаторе.

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.

Каковы недостатки PoE?

Более высокая стоимость оборудования

Действительно, это стоит дороже. Особенно если вы берете более-менее надежное оборудование, а не полагаетесь на “случай”, покупая “дешевые решения NoName”.

С другой стороны, принцип “дороже – значит лучше” не всегда работает. Поэтому охота за дорогими брендами имеет смысл только при наличии дополнительных требований (существует список “одобренных устройств”).

Однако даже при высокой цене оборудования PoE оно может оказаться гораздо дешевле, чем необходимость строить с нуля дополнительную кабельную систему для подачи питания на удаленные устройства.

Падение мощности

При передаче низковольтного сигнала по тонким проводам эффективность будет, скажем так, низкой. Чем дальше от источника питания, тем меньше электроэнергии остается для питания нагрузки. Остальная часть тратится на сопротивление и нагрев проволоки. При использовании локального источника питания (не PoE) вопрос решается проще. Подключите блок питания к розетке “а электричество идет, идет…”.

Однако такие проблемы с расстоянием можно решить, используя специальные коммутаторы с повышенной мощностью сигнала, например, серии [GS1300] (https://www.zyxel.com/ru/ru/products_services/Unmanaged-Switch-For-Surveillance-GS1300-Series/) и GS1350 от Zyxel.

Требования к квалификации персонала

Давайте просто скажем, что хотя применение PoE не требует больших знаний, есть несколько деталей
должны быть освоены. Информацию об этом можно найти без особого труда, хотя если человек никогда не работал с этой технологией, он столкнется с разрозненными и фрагментарными учебными материалами.

Затем мы вставляем разъемы питания и LAN в соответствующие гнезда ранее установленной видеокамеры и прокладываем кабели к месту расположения коммутатора или видеомагнитофона, или ПК, если мы решили использовать его в качестве записывающего устройства.

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.

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.
• Типы контактных соединений.
• Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
• Международная электротехническая комиссия (IEC, CEI); Школа для инженеров-электриков: электротехника и электроника.
• Токовая петля.