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弱电智能化|POE网线供电方案、距离及优势

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随着安防网络监控工程的迅猛发展,安防市场的PoE供电设备也是呈现百花齐放的姿态。在华强北、各地安防展、某宝等平台上的PoE供电设备参差不齐,在实际工程项目使用中让工程商朋友们困惑不已。

一、POE供电方案及优势

1、POE的由来

什么是POE——

POE(PowerOverEthernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下,在为一poe供电些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时,还能为此类设备提供直流供电的技术。POE也被称为基于局域网的供电系统(POL,PoweroverLAN)或有源以太网(ActiveEthernet),有时也被简称为以太网供电,这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范,并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。

POE的两种供电方案——POE标准为使用以太网的传输电缆输送直流电到POE兼容的设备定义了两种方法:

  • 一种称作“中间跨接法”(Mid-Span),使用以太网电缆中没有被使用的空闲线对来传输直流电(即1236线序走数据,4578线序走电力),相应的EndpointPSE支持POE功能的以太网交换机、路由器、集线器或其他网络交换设备。
  • 另一种方法是“末端跨接法”(End-Span),是在传输数据所用的芯线上同时传输直流电,其输电采用与以太网数据信号不同的频率(即1236线序同时走数据和电力)。MidspanPSE是一个专门的电源管理设备,通常和交换机放在一起。它对应每个端口有两个RJ45插孔,一个用短线连接至交换机,另一个连接远端设备。可以预见,End-Span会迅速得到推广,这是由于以太网数据与输电采用公用线对,因而省去了需要设置独立输电的专用线,这对于仅有8芯的电缆和相配套的标准RJ-45插座意义特别重大。

2、POE供电的工作过程

  • 当在一个网络中布置PSE供电端设备时,POE以太网供电工作过程如下所示。
  • 1.检测:一开始,PSE设备在端口输出很小的电压,直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE802.3af标准的受电端设备。
  • 2.PD端设备分类:当检测到受电端设备PD之后,PSE设备可能会为PD设备进行分类,并且评估此PD设备所需的功率损耗。
  • 3.开始供电:在一个可配置时间(一般小于15μs)的启动期内,PSE设备开始从低电压向PD设备供电,直至提供48V的直流电源。
  • 4.供电:为PD设备提供稳定可靠48V的直流电,满足PD设备不越过15.4W的功率消耗。
  • 5.断电:若PD设备从网络上断开时,PSE就会快速地(一般在300~400ms之内)停止为PD设备供电,并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接PD设备。

3、使用以太网供电的优势

  • 1.POE只需要安装和支持一条电缆,简单而且节省空间,并且设备可随意移动。(简单,方便)
  • 2.节约成本。许多带电设备,例如视频监视摄像机等,都需要安装在难以部署AC电源的地方,POE使其不再需要昂贵电源和安装电源所耗费的时间,节省了费用和时间。
  • 3.像数据传输一样,POE可以通过使用简单网管协议(SNMP)来监督和控制该设备。
  • 4.POE供电端设备只会为需要供电的设备供电,只有连接了需要供电的设备,以太网电缆才会有电压存在,因而消除了线路上漏电的风险。(安全性)
  • 5.一个单一的UPS就可以提供相关所有设备在断电时的供电。(集中供电)
  • 6.用户可以自动、安全地在网络上混用原有设备和POE设备,这些设备能够与现有以太网电缆共存。
  • 7.使网络设备便于管理。因为当远端设备与网络相连后,才能够远程控制、重配或重设。
  • 8.在无线局域网中,POE可以简化射频测试任务,接入点能够被轻松地移动和接入。
  • 9.减少电力线的物料成本和人工布线成本。
  • 10.减少后期的维护和维修成本。

二、POE不能供电时,如何排查

  • 1、首先确定受电设备是否支持POE供电
  • 不是所有的设备都支持POE供电的,曾经就接到过一起这样的售后,一个客户说他的监控摄像头在没接电源的情况下通过网线接在我们的8口POE上灯不亮,摄像头也不工作。接了摄像头电源后就一切正常。听到客户反映的情况,我首先就让客户查下他的摄像头是否支持POE供电,果不其然,他的设备不支持POE供电。
  • 2、检查受电设备的功率是否超出了POE交换机端口供电的最大功率
  • POE交换机的端口供电功率有两种,一种是15.4W,一种是30W。如果用的是15.4W的POE交换机,受电设备的功率却大于15.4W,就会出现供电不稳,或者供不了电的。
  • 3、检测POE交换机在满负载的工作状态下,供电功率是否超出了供电总功率。
  • POE交换机除了单个的端口供电功率,还有个总供电功率。市面上有的8口POE交换机总供电功率是90W,单个端口供电功率是15.4W。如果每个端口的供电功率都使用到顶峰,8个端口就是8×15.4=123.2W。这样就超出了本台交换机的总功率,供电自然就会出现问题。所以使用POE交换机要有个妥善的搭配,功率大的受电设备和功率小的搭配起来使用。

三、POE供电距离到底怎么算

有很多人购买PoE产品的时候会问能传电多远?

今天为您解答下这个问题,并且只针对符合IEEE802.3af/at 标准PoE设备,非标的这里不做回复。

因为IEEE组织的存在,大部分的网络产品都会符合IEEE的标准。

1、网线对供电距离的影响

首先我们先来看下表IEEE802.af和IEEE802.3at标准中对Cat5e网线要求:

说明:Type 1 value和Type 2 value 分别指IEEE802.3af和IEEE802.3at的要求。

从表中可以看出:100米cat5e网线的等效阻抗IEEE802.3at须小于12.5欧姆,而IEEE802.3af则需小于20欧姆。

结论一:PoE供电距离与网线是息息相关的,网线的阻抗越低传输距离越远,一切抛开网线谈PoE供电距离都是耍流氓!要想供电足够远,网线首先要买正品。

2、IEEE 802.3af/at标准对PoE供电电压要求

PoE输出电压范围44-57V,PD受电电压范围36-57V,802.3af/at标准;参考如下:

结论二:PoE供电距离要求远,输出的电压就必须高。

总结:要想PoE供电距离够远,网线必须符合标准,PoE供电产品的输出电压在标准之内(44-57V)尽量高。

例如:巨烽光电PoE产品采用输出电压是55V, 在符合标准的Cat5e 200米网线等效阻抗为25欧姆,AF标准电流是300mA,U=0.3*25=7.5V, 55V(PoE输出)-7.5V(衰减电压)=47.5V(200米网线负载端电压),根据P=UI, 最终得出200米网线负载端功率P=负载端电压U*AF标准电流I=47V*0.3A= 14.1W,足够枪机或无线AP工作了。

当然一个健壮的网络不单单只看足够长的PoE供电距离,网络传输质量要有保障。根据IEEE规定网线传输超过100米,就不保证传输质量,但是在有的情况下(成本压力下),例如安装摄像头时候,我们会超过了十几米,这里教您一个小窍门:对超过不是太多的情况下,将摄像头的连接速率手动设置成10M,对于1个200万像素的枪机,10M速率足够了,非常大的几率解决问题。

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