Как подключить poe камеру без poe

Обновлено: 02.07.2024

В соответствии со стандартом ANSI/TIA/EIA для медного кабеля категории 5е максимальная длина кабеля сегмента составляет 100 метров. Если требуются более далёкие расстояния, необходимо использовать активные аппаратные средства, такие как повторитель или коммутатор. В случае малого офиса или дома таких дистанций достичь сложно, а вот если компания расположилась на нескольких этажах большого здания или дом большой и надо охватить большею площадь, то расстояния могут быть заметно больше 100 метров. Тут мы уже сталкиваемся с нюансами помех от наведенного ЭДС и затуханием сигнала. В офисе такая задача легко решается 19 дюймовым боксом под потолком, куда будет заведен дальний сегмент сети, но когда надо подключить в дальнем углу всего несколько точек, экономически целесообразнее дотянуть несколько проводов до главного коммутатора. То же самое с камерами системы видеонаблюдения: на дальних точках моего участка дистанция кабеля будет достигать 120-170 метров, то есть либо придется примерно на середине пути ставить свитч и к нему тянуть дополнительное питание, либо…
Вот тут я и хочу сказать о новинке, с которой столкнулся недавно — Zyxel GS1350-26HP. У меня уже стоят камеры с PoE питанием, кроме того у меня используется LTE роутер с PoE питанием. Вполне логично было бы камеры на дальних углах забора поставить с питанием по PoE. С учетом всей подключенной инфраструктуры дома, у меня уже сейчас занято 20 портов Ethernet, поэтому я выбрал коммутатор на 24 (плюс 2 комбо порта Ethernet/SFP) порта. Кратко изложу технические спецификации моей модели, чтобы не пришлось заходить на сайт производителя.

Общее число портов: 26
100/1000 Мбит/сек: 24
Gigabit combo (RJ-45/SFP): 2
Конфигурируемый расширенный диапазон портов: 16
Портов PoE: 24
Общий бюджет PoE (Ватт): 325
Стандарт PoE: 802.3af/at
Switching capacity (Гбит/сек): 52
Forwarding rate (Мбит/сек): 38,7
Буфер пакетов (байт): 525 тыс.
Таблица MAC-адресов: 8 тыс.
Максимальное энергопотребление (Ватт): 449
Размер (ШxГxВ) (мм): 441 x 270 x 44
Вес (кг): 3,58
Защита портов Ethernet от скачков напряжения: 4КВ
Защита блока питания от скачков напряжения: Line-GND: 4КВ
Защита блока питания от скачков напряжения: Line-Line: 2 КВ
Защита портов Ethernet от статического разряда (воздух/контакт): 15 КВ / 8 КВ
Акустический шум при +25°C (dBA): 40,1

Останавливаться на типовых возможностях этого смарт-коммутатора особого смысла нет, так как функциональность подобных устройств во многом схожа, а упор конкретно этой серии сделан на работу в системе видеонаблюдения.
Поскольку этот девайс изначально создавался для видеонаблюдения, то в нем сразу учтены многие пожелания владельцев таких систем. К примеру, питание на камеры подается непрерывно: даже во время обновления прошивки коммутатора или его перезагрузке. То есть камеры продолжают работать всегда, пока коммутатор подключен к питанию. Кроме того, он имеет встроенный watchdog, который по LLDP или по Ping проверяет доступность камеры, и если оная не отвечает, то он перезагружает сам порт, отключая только на нем питание и включая его заново. Таким образом, будет перезагружена только одна камера, а остальная система продолжит функционировать без перебоев.

А там, где большие дистанции, там и наведенная ЭДС от молний или попутных кабелей. Начнем со второго: порты имеют защиту от скачков напряжения до 4 киловольт и защиту от статического разряда воздух/контакт 15/8 КВ.
Гораздо интереснее с бюджетом питания по PoE: в обычном режиме с дистанциями до 100 м происходит питание автоматически. Если увеличивается дистанция вплоть до 250 метров, то необходимо в ручном режиме поставить в соответствующем пункте меню галочку напротив «Extended Range». Это переведет режим работы порта в 10 Мбит/с Full Duplex и обеспечит питание по порту до 15 Вт.

Хочу практики!

Пора приступать к экспериментам. У меня уже есть установленная камера с PoE-питанием Milesight MS-C2973-PB. Это купольная уличная камера с потреблением до 5 Вт при ИК-подсветке и вдвое меньшим потреблением днем.

Вторая камера — Vimtag B5, еще не смонтирована, и она имеет собственный адаптер питания на 12В 1,5А. Вот с ними я и буду проводить эксперименты.

Для своих испытаний я выбрал качественный провод из меди, а не омедненного алюминия, с сечением жилы 0,52 мм. Кабель российского производства для прокладки внутри помещений — Neonate U/UTP CAT5e PVC 4x2x0.52. Для уличного использования стоит брать кабель с другой оплеткой, которая более стойкая к ультрафиолету. Простой способ отличить хороший кабель от плохого-по весу. К примеру, бухта этого кабеля весит более 11 кг. А кабель конкурента почти на 2 кг легче.

Первый эксперимент буду проводить с полной бухтой кабеля, размотав ее и равномерно разложив по полу в большой комнате. Смотанный кабель образует катушку, что не лучшим образом сказывается на сигнале. Итак, 305 метров кабеля обжаты. Начнем!
Первым делом включаем галочку “Extended Range” в соответствующем поле меню коммутатора. Подключаем уличную камеру Milesight через бочонок. Сама камера уже подключена проводом 20м. Таким образом получаем 325 метров+соединение. Камера получила питание и даже иногда проскакивал пинг, но дистанция слишком велика и помех слишком много. Камера Vimtag тоже не смогла подключиться к сети и получить видео, а равно и зайти на web-интерфейс, не удалось.

Тогда я урезал кабель до гарантированных производителем 250м и сделал второй заход. На этот раз у меня получилась дистанция 270 м (помним, что 20 метров уже смонтированы до камеры Milesight) и на этот раз камера инициировалась. Меню коммутатора показывает соединение и потерю пакетов, но это не сказалось на картинке и возможности зайти в меню камеры. Камера Vimtag B5 также инициировалась без проблем и видео пошло с нормальным качеством.

Подведение итогов
Для передачи видео в отличном качестве с разрешением 1920х1080 точек, 25 кадров в секунду и кодеком H.264 достаточно битрейта до 4-5 Мбит/с. То есть выделенной полосы в 10 Мбит/с при дистанции до 250 метров хватит с избытком. Кроме того, уличная купольная камера потребляет 6 Вт, в то время как на каждый порт выделяется до 15 Вт, то есть питания тоже с запасом. Мой эксперимент показал, что на обычном кабеле без экранирования, даже с промежуточным соединением через «бочонок» можно достичь 270 метров. Полагаю, что с экранированным кабелем эту дистанцию можно увеличить.
Тут надо отметить, что коммутатор, помимо хорошего бюджета питания PoE, имеет защиту не только на БП, но и на Ethernet портах, что убережет технику от наведенного разряда во время гроз. Для этого потребуется обеспечить качественное заземление техники, о чем отдельно упоминается в инструкции.
Готов ответить на все вопросы, а если будет интересно, то могу сделать проверку на достижение максимальной дистанции с экранированным кабелем.

Что такое PoE?

PoE (Power over Ethernet) — технология подачи электропитания на клиентское устройство через витую пару стандарта Ethernet (обычно используется кабель cat.5. c разъемами RJ45). Один и тот же кабель используется и для передачи данных и для питания устройства.

Подача напряжения на IP камеры через PoE

Существует два стандарта этой технологии: 802.3af от 2003 года и 802.3at, принятый в 2009 году. Последний вариант идентифицируется как PoE+. Если первый вариант позволяет подключить внешнее устройство с потребляемой мощностью до 15 Вт, то технология PoE+ позволяет подавать питание на несколько устройств с мощностью до 30 Вт с использованием двух пар проводников.

Большинство IP видеокамер потребляют 2-4 Вт, поэтому даже стандарт 2003 года позволит обеспечить электропитанием до 7 камер видеонаблюдения при условии установки их внутри помещения. Камеры наружного наблюдения требуют для своей нормальной работы в любых климатических условиях наличие специального защитного кожуха, термоэлемент которого так же может быть запитан от линии питания камеры, что потребует дополнительной мощности.

Главная особенность технологии PoE заключается в том, что для питания IP камер видеонаблюдения не требуется выполнять монтажные работы по прокладке отдельной кабельной линии, поскольку и видеоинформация и питающее напряжение проходит по одному и тому же кабелю. В технологии PoE принято деление на 4 класса: 0, 1, 2, 3, где каждый класс определяется мощностью внешнего устройства и мощностью, которая подаётся на порт. При работе устройств по PoE особый режим предусматривает мгновенное отключение питающего напряжения в случае возникновения ситуаций, способных привести к выходу из строя дорогостоящего оборудования.

Питание камер по PoE несмотря на удобство и перспективность имеет определённое ограничение. Длина кабеля, транслирующего видеопоток и напряжение питания от коммутатора до камеры видеонаблюдения, ограничивается 100 метрами.

Этот порог легко преодолим несколькими способами:

Применение PoE репитеров (повторителей);
Использование конвертеров VDSL2.

Репитеры, или повторители, подключаются через каждые 90-100 метров и позволяют значительно увеличить протяжённость линии от коммутатора до видеокамеры.

Конвертеры VDSL2 или устройства Ethernet Extender предназначены для подключения камер высокого разрешения по кабелю на расстоянии более 100 метров. Максимальная длина соединительной линии с применением проводников сечением 0,5 мм может достигать 1500 метров.

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.

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.

Заключение

В линейке неуправляемых коммутаторов G1300 уже реализовано несколько весьма
полезных функций. Однако возможности G1350 гораздо выше как в плане управления
сетью (управляемый коммутатор vs неуправляемый), так и для обеспечения
специфических потребностей видеонаблюдения.

Особенно радует возможность управлять камерами других производителей, а также
взвешенный подход при обеспечении непрерывности работы системы наблюдения.

Для чего это нужно?

Как писал поэт Владимир Маяковский: «Если звезды зажигаются, значит это кому-нибудь нужно». Ниже приводятся преимущества использования данной технологии.

Подключение устройств в труднодоступных местах

Например, на рабочем месте пользователя предусмотрены только две розетки: для монитора и системного блока. Часто такие требования возникают не из-за ошибки в планировании, а диктуются отраслевыми, региональными и другим стандартами ИТ-безопасности, пожарной безопасности, охраны труда и так далее.

Другой пример — если видеокамера или точка доступа закреплена под потолком, туда бывает сложно протянуть ещё и провод питания.

Управление по питанию

Вторая польза заключается в том, что PoE позволяет управлять устройством по питанию, например, временно отключать, включать или выполнять перезапуск (при зависании, обновлении или другой необходимости).

Это удобно, если приходится работать удалённо, или, когда устройства находятся в труднодоступных местах.

Особенно это полезно при работе с точками доступа, которые могут находиться на значительном расстоянии или вообще скрыты где-нибудь над фальшь-потолком.

Примечание. Практически все современные точки доступа от Zyxel поддерживают PoE
и в том числе новые модели с поддержкой Wi-Fi 6: как самые «бюджетные» NWA110AX так и более продвинутые WAX650S и WAX510D

Рисунок 1. Двухдиапазонная точка доступа 802.11ax (Wi-Fi 6) NWA110AX.

Упрощение обслуживания

Помимо удобства эксплуатации, применение PoE позволяет снять головную боль в плане закупки и ремонта адаптеров питания, обеспечения пользователей розетками, например, через приобретение PDU (проще говоря, «переносок-разветвителей). Меньше узлов — меньше точек отказа — меньше звонков в техподдержку.

Электробезопасность

Кто бы что ни говорил, а 220 Вольт — это много. Это больно бьёт, это убивает. А вот 57 вольт, что является максимумом для PoE — тоже неприятно опасно, но уже не так сильно. В некоторых организациях для того, чтобы сисадмин выполнял работу ещё и электрика — нужен специальный допуск. Регламентируется это всё теми же отраслевыми и региональными стандартами. А с PoE — ничего такого отродясь не знали. Слаботочка — она и есть слаботочка.

Эстетика

Техническому персоналу что в первую очередь нужно? Лишь бы работало. Но некоторым особенно продвинутым «товарищам» нужно, чтобы это было еще и «красиво». Например, чтобы «лишние» провода не свисали. Или чтобы всё одного цвета было. А PoE избавляет от этих самый «лишних» проводников. Особенно чувствительны к этому разного рода проверяющие, комиссии и «большое начальство».

Специализированные коммутаторы для подключения IP-камер

Подытожив всё вышесказанное, можно утверждать, что работать с системами на базе
IP-камер проще, если использовать оборудование, специально предназначенное для
работы с ними. И так как IP-камеры подключаются к коммутатору, то ниже речь
пойдёт о специализированных устройствах такого типа.

Для подобного коммутатора вырисовываются следующие задачи:

обеспечение стабильной связи;
подача питания PoE;
мониторинг и управление IP-камер;
защита от скачков напряжения и от электростатического разряда.

Одним из основополагающих факторов является допустимая длина кабеля, по которому
происходит питание устройства. Вторым крайне полезным условием выглядит
возможность управления, например, с использованием протокола LLDP. Особенно
полезной выглядит функция удалённой перезагрузки IP-камеры, получающей питание
по PoE.

Примечание. Link Layer Discovery Protocol (LLDP) — это протокол канального
уровня, который определяет стандартный метод для устройств в сети Ethernet, в
нашем случае — для коммутаторов и IP-камер. Благодаря применению LLDP устройства
могут распространять информацию о себе среди других узлов в сети и сохранять
полученные данные.

С недавнего времени компания Zyxel представила новые PoE-коммутаторы с
уникальной конструкцией и программным обеспечением.

Для того чтобы лучше понять суть полезных нововведений, мы рассмотрим и линейку
неуправляемых коммутаторов GS1300, и линейку новых управляемых моделей GS1350
Extended Range Essentials.

Все коммутаторы из этих линеек специально предназначенные для систем
видеонаблюдения. Всего к услугам пользователей 7 современных моделей
коммутаторов, из которых 3 неуправляемых и 4 управляемых

Неуправляемые коммутаторы Zyxel серии G1300

В данной линейке можно отметить следующие аппаратные функции, которые полезны
именно для систем видеонаблюдения:

высокий PoE бюджет — позволяет поддерживать требуемую мощность даже на
значительном расстоянии;
светодиод максимума PoE;
подключение камер на расстоянии до 250 м;
расширенный температурный диапазон от -20 до +50℃ (особенно это может быть
полезно при работе в «полевых условиях», например, когда коммутатор
размещается на временном объекте).

Значение ESD/Surge Protection:

ESD – 8 кВ / 6 кВ (Air/Contact);
Surge – 4 кВ (Ethernet Port).

Примечание. ESD – защита от электростатического напряжения, Surge –
защита от перенапряжения. Если возникнет статический разряд в воздухе до 8
киловольт, или 6 кВ электростатики при близком контакте, или временный скачок
напряжения до 4 киловольт — коммутатор имеет хорошие шансы пережить подобные
неприятности.

Рисунок 1. Индикация для контроля PoE.

Важное замечание. При помощи DIP-переключателей можно задать порты, для
которых будет повышена дальность — до 250м. Остальные порты будут работать в
штатном режиме.

Компания Zyxel подготовила несколько моделей коммутаторов с различным числом
портов от 8 до 24. Такой подход позволяет гибко адаптироваться под нужды
потребителей.

Различия в характеристиках управляемых моделей указана в таблице 1.

Таблица 1. Неуправляемые модели коммутаторов Zyxel серии GS1300

—	Число портов PoE	Портов Up-link	Бюджет питания PoE	Источник питания
GS1300-10HP	8 GE	1SFP, 1GE	130 Вт	Внутренний
GS1300-18HP	16 GE	1SFP,1GE	170 Вт	Внутренний
GS1300-26HP	24 GE	2SFP	250 Вт	Внутренний

Управляемые коммутаторы Zyxel серии G1350

Коммутаторы данной линейки имеют больше возможностей для управления и
поддержания работы системы видеонаблюдения. Встроенные функции защиты и
обеспечения работоспособности пригодятся в самых различных ситуациях.

Некоторые интересные особенности аппаратного обеспечения:

усовершенствованная защита от скачков напряжения 4 кВ и от
электростатического разряда 8 кВ (серия GS1350);
светодиоды для контроля PoE;
кнопка Last good (восстановление FW);
подключение камер на расстоянии до 250м с пропускной способностью 10
Мбит/сек, что соответствует стандарту;
расширенный температурный диапазон (от -20 до +50℃).

Сами значения ESD/Surge Protection осталось такое же, как и у неуправляемых
моделей:

ESD – 8 кВ / 6 кВ (Air/Contact);
Surge – 4 кВ (Ethernet Port).

Рисунок 2. Светодиодная линейка использования PoE и кнопка Restore.

Говоря о новой линейке, нельзя не отметить новые функции встроенного ПО,
например:

расширенное управление PoE для видеонаблюдения;
поддержка IEEE 802.3bt – 60Вт на порт (GS1350-6HP);
Basic L2, поддержка Web, управление CLI.

Что же касается поддержка NebulaFlex, то для моделей серии GS1350 она ожидается
в 2020 год.

Говоря о линейке оборудования G1350, стоит отметить появление младшей модели на
4 порта PoE. Такой «малыш» особенно полезен при организации систем
видеонаблюдения для малых объектов и предприятий СМБ сектора.

Таблица 2. Управляемые модели коммутаторов Zyxel серии GS1350.

-	Число портов PoE	Портов Up-link	Бюджет питания PoE	Источник питания
GS1350-6HP	4GE	1SFP, 1GE(802.3bt)	60Вт	Внешний
GS1350-12HP	8GE	2SFP, 2GE	130Вт	Внутренний
GS1350-18HP	16GE	2 Combo	250Вт	Внутренний
GS1350-26HP	24GE	2Combo	375Вт	Внутренний

Какие минусы у PoE?

Более высокая стоимость устройств

Действительно, стоит дороже. Особенно если брать более или менее проверенное оборудование, а не полагаться на «авось», покупая «недорогие NoName решения».

С другой стороны, принцип «подороже — значит получше» работает не всегда. Поэтому охотиться за дорогим брендом имеет смысл, только если существуют дополнительные требования (есть список «разрешенного оборудования»).

Но даже при высокой цене на оборудование с PoE, его цена может быть гораздо ниже, чем организация «с нуля» дополнительной разветвлённой кабельной системы для электропитания удалённых устройств.

Падение мощности

При передаче низковольтного сигнала по тоненьким проволочкам КПД, скажем так, будет не очень. Чем дальше от питающего устройства, тем меньше электрической мощности останется для питания потребителей. Остальное тратится на сопротивление и нагрев проводов. С местным питанием (не PoE) дело обстоит проще. Сунул блок питания в розетку «и пошла энергия, пошла…»

Требования к квалификации персонала

Скажем так, хотя применение PoE не требует великих знаний, кое-какие детали
освоить нужно. Информацию по данному вопросу найти можно без особого труда, хотя, если человек ни разу не работал с данной технологией, он столкнется с некоторой разрозненностью и фрагментацией учебного материала.

Распространенные способы питания IP камер

Цифровые IP камеры, которые широко применяются как в системах видеонаблюдения, так и для других целей, обязательно должны быть подключены к источнику электропитания. Организация стабильного и бесперебойного питания является залогом надёжной работы системы видеонаблюдения. Питание IP камер, в зависимости от конструкции, осуществляется постоянным напряжением от 12 до 24 вольт. Подача питающего напряжения на удалённые IP камеры может осуществляться несколькими способами.

Содержание:

Что такое защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)?

В любой протяженной электрической цепи существует угроза возникновения краткосрочных импульсов, вызванных накоплением заряда (увеличения разности потенциала — перенапряжения) с последующим разрядом. Ниже приводятся причины возникновения коротких импульсов перенапряжений.

Удар молнии поблизости от объекта, в том числе в молниеотвод вызывает электрический импульс и электромагнитное возмущение, что создает наведенную ЭДС в кабеле.
Накопление статического электричества, вызванное ионизацией воздуха и другими внешними явлениями, приводит к появлению импульсов статического напряжения, способных вывести из строя оборудование.
Перенапряжения вследствие коммутаций и переключений оборудования, например, коммутация патчкордов в кроссовой, включение дополнительных устройств питания, включение и отключение мощной нагрузки приводит к возникновению переходных процессов в электрических цепях с резкими скачками напряжения импульсного характера, что может привести к выходу из строя оборудования.

Примечание. Из-за ряда причин: удар молнии поблизости от объекта во время грозы, а также ионизации воздуха и накопления атмосферного электричества перед грозой такой вид защиты иногда называют «грозозащита». Не следует путать данный термин с термином «молниезащита» — то есть с защитой от непосредственного удара молнии.

Для предотвращения подобных угроз применяются устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Существует два варианта защиты (УЗИП): приобретение и установка внешних устройств и встраивание защиты в устройства с PoE.

Технология PoE в вопросах и ответах

В статье в популярной форме вопрос-ответ рассказывается о ключевых моментах при использовании питания посредством PoE (Power over Ethernet). Приводятся различия между стандартами, даётся информация о защите устройств от импульсов перенапряжений и о других полезных вещах.

Стандарты PoE

Для новичков может возникнуть некоторая путаница. Существует 3 поколения
стандарта:

Первое поколение PoE (стандарт IEEE 802.3af) обеспечивает питание до 15,4 Вт постоянного тока для каждого подключенного устройства.

Второе поколение стандарт IEEE 802.3at, также называемое PoE+ может выдавать мощность до 30 Вт для каждого устройства. Данный стандарт используется для питания более «прожорливых» потребителей, например, камер видеонаблюдения Pan-Tilt-Zoom (PTZ) и беспроводных точек доступа 11n.

Для простоты восприятия основные отличия сведены в таблицу:

Параметры	PoE	PoE+
Напряжения постоянного тока на питаемом устройстве	от 36 до 57 V (номинальное 48V)	от 42,5 до 57 V
Напряжение, 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

Третье поколение описано стандартом IEEE 802.3bt.

Устройства, третьего поколения PoE позволяют обеспечить электропитание мощностью до 51 Вт по одному кабелю.

Примечание. Для питания устройств с использованием технологий стандарта IEEE 802.3bt. задействованы все восемь проводников кабеля современной витой пары (кат. 5 и выше), в то время как для первых двух поколений можно обойтись только четырьмя.

Если говорить о совместимости, то устройства PoE обратно совместимы — более мощное питающее устройство стандарта 802.3bt может использоваться для более старых потребителей PoE и PoE+ (802.3af, и 802.3at).

Может питающее устройство понять, какое подключили клиентское устройство: с PoE или без?

Если речь идёт об End-span, например, о коммутаторе, все происходит не просто, а очень просто. Источник питания, например, коммутатор с портами PoE включает подачу питания для данного порта только в том случае, если подключенное устройство (например, точка доступа) поддерживает технологию PoE.

Как это работает?

В начале выполняется проверка: поддерживает ли устройство-клиент питание через PoE. Подается напряжение от 2,8 до 10Bольт, определяется входное сопротивление. В случае, когда полученные результаты можно признать удовлетворительными для питания чрез PoE, питающее устройство переходит к следующему этапу.
Питающее устройство определяет требуемую мощность для питания устройства-клиента, для последующего управления этой мощностью. В зависимости от уровня потребления устройствам присваивается класс: от 0 до 4.

Однако если речь идёт о недорогих устройствах Mid-Span, включаемых после обычного сетевого оборудования (без PoE), здесь всё не так радужно. В таких случаях обычно в линию подаётся постоянное питание с фиксированными параметрами, а проверка на предмет: «Какое устройство находится на другом конце линии?», — не производится.

А что делать, когда нужно подключить устройства без поддержки PoE, а розетки для адаптера электропитания не предусмотрено?

Для таких ситуаций служит Passive PoE с использованием PoE сплиттера.

В этом случае источник питания не опрашивает подключенное устройство и не согласовывает его мощность. Питание просто подается по свободным проводникам витой пары при помощи PoE сплиттера.

PoE сплиттер разделяет поступающий по витой паре сигнал на данные и питание (12В-24В). Таким образом становится возможным подать питание и интегрировать в существующую инфраструктуру устройство без поддержки PoE. При данном способе подключения необходимо тщательно подбирать мощность источника питания, и его потребителя.

Полезные ссылки

Специальные управляемые коммутаторы серии GS1350 и неуправляемые GS1300 на сайте Zyxel

А если наоборот? Необходимо подключить PD (клиентское устройство с PoE) к обычному сетевому оборудованию?

Для питания клиентских устройств с PoE, можно использовать PoE инжектор, который и предназначен для подачи в сетевой кабель дополнительного электропитания.

PoE инжектор имеет на входе разъём RJ45 и разъем для подключения к источнику питания. На выходе у него единственный разъем RJ45 с PoE.

PoE инжектор принимает стандартный сетевой сигнал и приводит «инъекцию» электропитания в линию для сетевого подключения, что позволяет подключить на выходе устройство c PoE.

Рисунок 2. Zyxel PoE инжектор PoE12-HP

IP-камеры PoE, особые требования и бесперебойная работа — сводим всё воедино

Построение системы видеонаблюдения только на первый взгляд выглядит простой
задачей.

При её реализации требуется решить достаточно широкий круг вопросов. Помимо
организации каналов передачи данных, сбора, хранения и поиска нужной информации
необходимо обеспечить питание видеокамер, а также управление и диагностику.

Преимущества решений на базе IP-камер

Существует достаточно много технических средств: от традиционных аналоговых
видеокамер до небольших USB web-камер и миниатюрных видеорегистраторов.

Достаточно удобным и доступным решением выглядит использование IP-камер для
получения изображения.

Камеры такого типа передают изображение в оцифрованной форме по IP-сети. Это
даёт целый ряд преимуществ: картинка с камеры поступает сразу в цифровом виде,
то есть не требует специальных преобразователей, собранную информацию легче
обрабатывать, систематизировать, обеспечить поиск по архиву и так далее.

Если есть возможность провести сетевой кабель, а расстояние между коммутатором и
камерами не превышает допустимых значений, то обычно используют сеть Ethernet на
базе витой пары и камеры, работающие через кабельное подключение. Такое решение
обеспечивает стабильную связь и практически не зависит от сторонних факторов,
таких как выбор частотного диапазона, наличие эфирных помех и других нюансов.

Использование проводного соединения также позволяет использовать один и тот же
кабель (витую пару) и для питания видеокамер — Power Over Ethernet, PoE.

Примечание. Реже используются другие разновидности соединения по сети,
например, по Wi-Fi или GSM. Несмотря на все преимущества беспроводной связи,
вопрос с питанием таких камер необходимо решать для каждого случая отдельно.
Например, питание от осветительной сети, от солнечной батареи и так далее. В
общем, это не совсем то направление, которое можно рекомендовать в качестве
простого и универсального решения для большинства задач.

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:

Посредством PoE;
По витой паре с использованием PoE инжекторов и блоков питания.

Особенности систем видеонаблюдения по сравнению с другими распределёнными IP-системами

В случае с видеонаблюдением нельзя напрямую транслировать опыт построения других
сетей. Возьмём для сравнения голосовую связь на базе IP-телефонии. Несмотря на
совершенно разные сферы применения и там, и там используется IP-сеть, в обоих
случаях может применяться питание PoE.

Но если рассмотреть особенности эксплуатации, при аналогичном общем подходе
некоторые вещи решаются совсем по-разному. Вот несколько особенностей:

IP-камеру нужно постоянно контролировать. Люди, животные или материальные
объекты, за которыми ведётся видеонаблюдения вряд ли будут сами связываться
с отделом технической поддержки, чтобы сообщить о неработающей камере.

IP-камеры обычно располагают в труднодоступных местах: под потолком, на
столбе и тому подобных. Что-то быстро «взять и сделать» бывает весьма
проблематично. Если соединение с витой парой упрятано в стену, чтобы
проверить состояние кабеля — вначале нужно как-то попытаться его достать.
Операция по замене камеры также выглядит несколько сложнее, чем просто
отсоединить и забрать нерабочий телефон со стола и выдать пользователю
вместо него рабочий аппарат.

Важное замечание. IP-камеры часто находятся на приличном удалении от
коммутатора, например, видеонаблюдение в скверах, зонах отдыха и так далее. Если
используется PoE, то необходимо поддерживать достаточно высокий уровень
мощности, который снижается при увеличении расстояния от источника.

Требование к стабильности работы всей системы видеонаблюдения весьма высоки. От
качества и полноты картинки может зависеть достаточно много: от сокращения
времени ожидания для выписки пропуска вплоть до опознания преступника в системе
распознавания лиц. Поэтому стабильная работа — это очень важно. Соответственно,
к коммутатору, как к центральному связующему звену предъявляются высокие
требования. Из-за частых сбоев PoE-коммутатора видеонаблюдение будет работать
нестабильно (если вообще будет работать). Поэтому покупка PoE-коммутатора — это
уж точно не тот случай, когда стоит пытаться экономить и брать первый попавшийся
самый дешёвый вариант.

Аналогичные вопросы возникают не только при использовании IP-камер, но и других
решений для видеонаблюдения. Разумеется, все эти проблемы разрешимы, иначе бы
IP-камеры, да систему видеонаблюдения в целом было бы сложно применять на
практике. Но можно ли как-то упростить себе жизнь и не тратить дополнительные
ресурсы: время, деньги, человеческие усилия на простые операции?

Применение PoE инжектора и блока питания

Можно подать питающее напряжение на IP видеокамеру без применения технологии PoE. Для этого так же существует несколько способов. Самый простой способ подать питание IP камеры по витой паре требует небольшой переделки LAN кабеля.

Инжектор для питания по витой паре

Дело в том, что две витые пары такого кабеля не используются для передачи сигнала, и их можно использовать для подачи напряжения питания от отдельного источника на IP камеру. Для этого необходимо разрезать оболочку кабеля, и вывести наружу две свободные пары. Затем проводники пар соединяются параллельно для увеличения сечения провода. После этого от внешнего источника постоянного напряжения можно подавать питание на IP камеру. При сечении пары 0,4 мм 2 (один проводник 0,2 мм 2 ) можно расположить видеокамеру от источника питания на расстоянии до 70-80 метров при потребляемой мощности не более 5 Вт.

Для подачи питания на различные устройства, в том числе и на камеры видеонаблюдения, используются устройства называемые инжекторы. На инжекторе имеется порт LAN и порт POE. К порту POE подключается внешнее устройство, поддерживающее технологию PoE, а к порту LAN подключается коммутатор или компьютер. Кроме того на инжекторе есть разъём для подключения стандартного блока питания. Существуют инжекторы, объединённые с компактным источником питания в одном корпусе. Различные модели инжекторов могут отличаться количеством портов, число которых может быть от 1 до 16. Такие типы PoE адаптеров прекрасно подойдут для организации видеонаблюдения с небольшим количеством IP камер.

Достаточно часто для подключения камер видеонаблюдения применяются так называемые пассивные инжекторы. Они представляют собой обычные переходники, предназначенные для удалённого подключения устройств, поддерживающих технологию PoE. Некоторые модели переходников позволяют подключать к кабелю устройства, не предназначенные для применения такой технологии, например, ИК прожекторы. Современные технически средства позволяют организовать питание IP камер для систем видеонаблюдения легко и без проблем.

Какие устройства поддерживаются?

В качестве питающих устройств могут выступать:

коммутаторы,
маршрутизаторы,
и другое сетевое оборудование.

В качестве клиентских устройств могут использоваться:

проводные телефоны,
видеокамеры,
точки доступа,
различные датчики и другое периферийное оборудование.

Существуют также устройства для интеграции с оборудованием, не поддерживающим
PoE.

Какие требования к кабелю?

Для подключения при питании через PoE используется витая пара не ниже cat.5e.

Важно. Проводники должны быть медными, а не омедненными, толщиной не менее 0,51 мм (24 AWG). Сопротивление в проводниках не должно превышать 9,38Ом/100 м.

Обычно на практике рекомендуют не использовать кабели длиной более 75м, хотя стандарты 802.3af и 802.3at говорят о поддержке 100м. В случае с Passive PoE практические рекомендации носят ещё более пессимистичный характер — реальная длина кабеля для нормальной работы не должна превышать 60м.

Однако специальные коммутаторы, например, управляемые GS1350 Extended Range Essentials могут поддерживать устройства на расстоянии 250м при скорости 10Mb/s.

Рисунок 3. Иллюстрация работы Extended Range.

Терминология: End-span и Mid-Span

End-span — устройство обеспечивающее подачу электропитания от начала кабельной
линии.

Классический пример: коммутатор IP телефонии обеспечивает электропитание небольшой сети стационарных телефонов в пределах офиса.

Другой пример — система видеонаблюдения на небольшом складе, где видеокамеры получает электропитание от коммутатора через PoE

Обычно в таких системах не предусмотрено дополнительных устройств для усиления питающего сигнала.

Mid-span — когда питающее устройство, подключается не с начала кабельной линии, а дополнительно между коммутатором и конечным устройством. Например, питание видеокамеры через инжектор, который включается после коммутатора в промежуточном кроссовом шкафу.

Ещё немного терминологии:

PSE (Power Source Equipment) — питающее оборудование.
PD (Powered Device) — питаемое устройство.

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:

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.
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».
Управление устройствами. Помимо варианта ««зайти» на коммутатор и вручную выключить-включить питание», существуют и другие возможности управления, например, с использованием протокола LLDP для видеокамер.
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:

Экономичность устройства.
Возможности управления.
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.

Читайте также: