Что такое PoE инжектор и как его использовать?
PoE (Power over Ethernet, питание по LAN-кабелю) позволяет передавать электроэнергию и данные через кабель витой пары с помощью таких устройств как PoE-коммутатор, PoE-инжектор и PoE-сплиттер.
Если ваше устройство необходимо установить там, где не предусмотрен доступ к сети питания, PoE-инжектор отлично подойдёт для решения этой проблемы, позволяя производить монтаж оборудования там, где оно должно находиться, а не где можно подключиться к сети 220В. При этом они не окажут значительного влияния на сетевую инфраструктуру или ваш финансовый бюджет.
Что такое PoE-инжектор?
Инжектор, или PoE-адаптер, позволяет обычному сетевому коммутатору работать с устройствами, поддерживающими технологию PoE.
Преимущества PoE-адаптера:
- Простота установки:
достаточно подключить инжектор к питаемому устройству с одной стороны, к свичу и сети питания с другой; - Гибкость масштабирования сети:
адаптер, являясь промежуточным сетевым устройством, эффективно увеличивает дальность передачи и питания на устройства; - Низкие затраты:
устройство не требует дополнительных затрат, так как внедряется в имеющуюся локальную сеть. Во многих случаях купить PoE-инжектор окажется дешевле, чем протянуть сеть 220В до необходимого устройства.
Как работает PoE-адаптер?
Инжектор преобразует переменный ток в постоянный для подачи электрического питания на низковольтные устройства.
Сетевой коммутатор без поддержки PoE передаёт данные на инжектор, который передаёт их вместе с питанием на питаемые устройства: PoE-видеокамеры, точки доступа, IP-телефоны, освещение и пр.

Типы PoE-инжекторов
Активное и пассивное PoE
Стандартный PoE-инжектор использует технологию активного PoE и соответствует стандартам EEE802.3af, IEEE802.3at, или IEEE802.3bt.
Основное преимущество этого не только стандартизация параметров подачи питания (максимальная мощность, напряжение), но и система авто-определения.
Инжектор активного PoE при первом подключении к устройству
отправит запрос для определения стандарта и необходимых параметров, не получив от него соответствующего ответа, инжектор не будет подавать питание, что обеспечит безопасность подключаемого оборудования.
Стандарты 802.3 af/at/bt (PoE, PoE+, PoE++/HiPoE) подают работают с напряжением от 44 до 57 Вольт.
Инжектор пассивного PoE не работает по вышеупомянутым стандартам. При выборе таких устройств необходимо знать напряжение, требуемое для питаемого оборудования. Обычно оно находится в пределах от 18 до 48 Вольт.
При подключении не верного напряжения можно вывести из строя оборудование.
Количество портов
По данному параметру инжекторы разделяются на:
- Простые адаптеры на 1-2 порта;
- Стоечные на 8 и более PoE портов.
Как использовать PoE-инжектор
Как было упомянуто ранее, PoE-инжектор используется как промежуточное звено между коммутатором без PoE и питаемым устройством. Через него можно запитать IP-камеры, Wi-Fi точки доступа и пр.

Рассмотрим схему подключения на примере многопортового инжектора и IP-камеры.
Имеется 8-ми портовый коммутатор без поддержки PoE, 8-ми портовый инжектор (8 портов LAN, 8 портов PoE) и 8 IP-камер, готовые LAN-патчкорды.
- Определитесь с местом установки оборудования, необходимой длиной патчкордов;
- Подключите Ethernet-кабель с одной стороны к камере, а с другой стороны в порт PoE №1 на инжекторе;
- Установите камеру в необходимой точке;
- Соедините один из портов коммутатора с портом LAN №1 на инжекторе. Таким образом данные от камеры, подключённой в первый порт питания, будут передаваться на свич через первый Ethernet порт инжектора;
- Повторите шаги 2-4 для остальных камер, соблюдая соответствия нумерации портов. На инжекторе каждый PoE порт будет обмениваться данными через LAN-порт с таким же номером;
- Подключите инжектор к сети питания.
Часто задаваемые вопросы по PoE
В: Можно ли использовать инжектор для подачи питания на коммутатор?
О: Только если коммутатор имеет PoE In порт.
В: Какой тип кабеля необходим?
О: Инжектор передаёт данные в соответствии со стандартами IEEE802.3, поэтому он будет работать с любым кабелем витой пары категорий 5, 5е, 6 и т.д.
В: Поддерживают ли инжекторы управление портами:
О: Нет. Инжектор — это простое устройство для подачи питания и данных от источников по принципу plug and play. Они оснащены только защитой от короткого замыкания, но не поддерживают управление портами. Для этого вам потребуется управляемый PoE-коммутатор
В: Безопасно ли использование инжектора? Не повредит ли он оборудование?
О: Инжекторы активного PoE IEEE 802.3af/at/bt не повредят и могут даже подключаться к оборудованию, не поддерживающему PoE (без подачи питания). Благодаря функции автоопределения инжектор посылает электрический импульс очень низкого напряжения, безопасный для любого оборудования. Подача питания происходит только в случае получения инжектором ответа от устройства. Если по какой-то причине он не был получен, передаваться будут только данные.
В: Что необходимо учесть при выборе PoE инжектора?
О: Уделите внимание трём важным факторам:
- Количество устройств для питания: если оно одно, то вам достаточно простого PoE-адаптера, если несколько, то приобретайте инжектор с PoE портами не меньшего количества, чем устройств;
- Тип PoE на инжекторе должен соответствовать характеристикам питаемого оборудования — 802.3af (PoE), 802.3at (PoE+), 802.3bt (PoE++), Passive PoE;
- Напряжение: удостоверьтесь, что напряжение, подаваемое инжектором, соответствует и не превышает потребляемое питаемыми устройствами.
Если у вас остались вопросы, обращайтесь к специалистам нашего интернет-магазина за консультацией и заказом товара.
PoE-питание: применение инжектора, сплиттера, экстендера

Стандарты PoE, такие как IEEE 802.3af и IEEE 802.3at давно и активно используются на рынке CCTV. На сегодняшний день одним из самых востребованных решений при проектировании систем IP-видеонаблюдения является подача питания к IP-устройствам через сеть Ethernet. В Интернете огромное количество статей на эту тему, однако, информации по практическому применению PoE-оборудования крайне мало. В данной статье рассматриваются принципы коммутации PoE-оборудования, а также варианты решения проблем, возникающих в процессе его эксплуатации. Это поможет предотвратить ошибки при расчете проектов.
Стандарты PoE
Для начала необходимо рассмотреть основные параметры передачи питания по кабелю Ethernet с помощью функции PoE, описать принцип соединения питающего и питаемого устройств, а также ответить на вопрос — каким же образом PoE-устройства понимают друг друга.
Основные спецификации PoE:
Passive PoE
Passive PoE используется в тех случаях, когда питаемое устройство (например, IP-камера) не поддерживает ни один из стандартов PoE, и организовать отдельное питание для устройства нет возможности. В таком случае используется PoE-сплиттер или связка PoE-инжектор + PoE-сплиттер, например, инжектор CO-PJ-1G30-P203 и сплиттер CO-PS-M15-1-P302 ).
Passive PoE также называют связку из двух устройств, не работающих по стандарту PoE (IEEE802.3af или IEEE802.3at), но позволяющих передавать по отрезку UTP кабеля постоянное напряжение, используя незанятые Ethernet-соединением пары проводников (обычно это жилы 4, 5 и 7, 8). Данное решение имеет простейшую схему, поэтому согласование передающего и принимающего устройств не проводится, что при неправильном подключении создает угрозу поломки подключаемого оборудования.
PoE-инжектор – это устройство, питающее сетевое оборудование через Ethernet-кабель. Позволяет организовать питание оконечного устройства поддерживающего технологию PoE.

PoE-сплиттер – это устройство, предназначенное для выделения линии с постоянным напряжением 12 В (возможны варианты) из сети Ethernet с поддержкой питания PoE. Позволяет организовать питание оконечного устройства, не поддерживающего PoE.

Удлинители PoE
Удлинители PoE, или экстендеры, такие как CO-PE-B25-1-P101 — это устройства, позволяющие увеличить расстояние передачи данных и питания по сети Ethernet. Способны принимать PoE-питание на входе, а на выходе выдавать его аналогично инжекторам.
Данные устройства обычно не имеют дополнительного разъема питания и потребляют часть мощности (обычно до 1,5-2 Вт) от питающей линии PoE. При этом экстендер является и удлинителем сетевой линии. Таким образом, линия длиной до 100 метров приходит в экстендер, который снимает часть мощности PoE с 25,5 до 24 Вт, но передает далее линию с функцией PoE еще на 100-150 метров.

PoE – «фантомное питание» в сети Ethernet
Термин «фантомное питание» применяют когда одна и та же пара проводников кабеля используется для передачи питания и данных. Например для передачи PoE используются жилы UTP кабеля 1,2,3,6.
Данный тип передачи PoE-питания не оказывает влияния на стабильность и скорость передачи данных, так как в устройствах с функцией PoE использованы высокочастотные трансформаторы с центральным отводом напряжения.
Соединение PoE-устройств
Наиболее часто задаваемыми вопросами являются:
- Почему PoE-источник не сжигает устройства, не поддерживающие стандарт PoE?
- Каким образом два PoE-устройства соединяются?
Порядок согласования при соединении устройств:
- Класс 1 – 4,5 Вт
- Класс 2 – 7 Вт
- Класс 3 – 15,4 Вт
- Класс 4 – 30 Вт
- Питающее устройство начинает поднимать напряжение в линии до 48 В в течении 400 мс, и если оконечное устройство за это время потребляет ток менее 5 мА, то питание с линии снимается.
- Питающее устройство подаёт напряжение 1,9-5 В при частоте 500 Гц, и если входное сопротивление составляет более 1980 кОм, то питание с линии снимается.
- UTP – стандартный кабель без экранирования.
- FTP – одна внешняя, общая для всех пар, экранирующая оболочка.
- STP – внешняя экранирующая оболочка и экранирующая оболочка на каждую пару проводников (данный вид кабеля имеет несколько вариантов).
- Тип 1 – проводники 4,5 (+) и проводники 7,8 (-)
- Тип 2 – проводники 1,2 (+) и проводники 3,6 (-)
- Тип 3 – проводники 1,2,4,5 (+) и проводники 3,6,7,8 (-)
- Cat.5e – полоса частот 100 МГц
- Cat.5e — полоса частот 200 МГц
- Cat.6 — полоса частот 250 МГц
- Cat.6a — полоса частот до 500 МГц
- Cat.7 — полоса частот до 600 МГц
- Cat.7а — полоса частот до 1200 МГц
- UTP – стандартный кабель без экранирования.
- FTP – одна внешняя, общая для всех пар, экранирующая оболочка.
- STP – внешняя экранирующая оболочка и экранирующая оболочка на каждую пару проводников (данный вид кабеля имеет несколько вариантов).
- Тип 1 – проводники 4,5 (+) и проводники 7,8 (-)
- Тип 2 – проводники 1,2 (+) и проводники 3,6 (-)
- Тип 3 – проводники 1,2,4,5 (+) и проводники 3,6,7,8 (-)
- Cat.5e – полоса частот 100 МГц
- Cat.5e — полоса частот 200 МГц
- Cat.6 — полоса частот 250 МГц
- Cat.6a — полоса частот до 500 МГц
- Cat.7 — полоса частот до 600 МГц
- Cat.7а — полоса частот до 1200 МГц
- Производится тестовая подача питания, чтобы определить, требуется ли питать устройство по подключенному Ethernet-кабелю и поддерживает ли оно соответствующую технологию. К примеру, подавать напряжение на, подключенный к маршрутизатору ПК не требуется. Для этого по жилам подается небольшое (2-10 вольт) напряжение и измеряется сопротивление. Если замеренные показатели соответствуют необходимым, происходит переход к следующему шагу.
- Роутер/коммутатор определяет класс питаемого оборудования. Это нужно для подачи тока с нужной силой. Всего существует 5 классов, каждому из которых соответствует определенная сила тока, подаваемого на порт: 0 (15,4 Вт), 1 (4,5 Вт), 2 (7 Вт), 3 (15,4 Вт), 4 (30 Вт).
- После классификации подается напряжение в течение 400 мс. Ограничение времени нужно для дополнительной проверки. Если потребление не будет превышать 5 мА или сопротивление подключенного оборудования превышает 1980 кОм, подача питания прекратится. Также постоянно контролируется перегрузка: если в течение 75 мс потребление тока будет превышать 400 мА, питание также отключается. Если устройство проходит проверку, питание продолжает подаваться до его отключения.
- 3af,
- 3at (также известен как PoE+),
- 3bt.
Отдельный класс занимают устройства с 60 Вт питания.
5. При согласовании устройства проходят две проверки:
Основные принципы подбора коммутационного оборудования с функцией PoE
На практике расходы на коммутационное PoE-оборудование закладываются менеджером проекта, что называется, «на сдачу». Но опыт показывает, что в подавляющем большинстве случаев проблемы в реализации проектов возникают не в камерах или регистраторах, а как раз в части питания и коммутации.
Соблюдение основных принципов расчета проектов поможет избежать совершения ошибок при использовании технологии PoE.
Правильный расчет мощности питания
Расчет питания PoE необходимо проводить уже на этапе проектирования, т.к. ошибки или неправильные допущения при расчете мощности питания приводят к большим сложностям в реализации проекта.
Необходимые шаги при расчете питания PoE:
-
Изучить спецификацию устройств питающихся по PoE , а так же устройств, подающих PoE-питание. Например, если в спецификации на IP-камеру указан поддерживаемый тип PoE – IEEE 802.3at, то необходимо подбирать PoE-коммутатор или инжектор, поддерживающий данный стандарт.
-
с 1 по 2 порт – до 30 Вт каждый
Это означает, что необходимо уже на стадии расчета проекта четко представлять, какая нагрузка по мощности питания может быть передана от конкретного порта PoE-коммутатора к оконечному устройству.
Ограничение протяженности линий PoE
Несмотря на то, что в спецификациях технологии PoE указано о возможности использовать передающие линии длиной до 100 метров, при расчете проекта необходимо уходить от максимальных значений.
-
На практике не стоит закладывать линию с PoE-питанием длиной более 85 метров, нивелировав таким образом влияние многих факторов, неизвестных проектировщику при расчете, например: силовые наводки, перегибы, неравномерные характеристики кабеля и прочее.
Если не менее 10% длины линии составляют изгибы, например монтажные отводы кабеля и проводка кабеля в серверной комнате, надо считать корректной линию длиной не более 75 метров.
Не стоит забывать о том, что характеристики кабеля, такие как: частотная характеристика, металл проводника, сечение проводника, изоляция и, в конечном итоге, качество производства — имеют решающее значение для определения рабочей длины линии с PoE.
Гигабитные решения
При расчете проекта IP-видеонаблюдения лучше отдавать предпочтение гигабитным решениям. Дело в том, что главная задача промежуточных сетевых устройств — «не испортить» видеопотоки от оконечных устройств (IP-камеры) при доставке к устройствам регистрации (NVR- или IP-сервер).
Решения, использующие стандарты PoE, вполне совместимы с гигабитными соединениями. Как известно, стандарт IEEE802.3ab (в описаниях как 1000BASE-T или 10/100/1000) использует для передачи все 4 пары кабеля UTP. Современное PoE-оборудование, совместимое с выше перечисленными стандартами, не снижает качество питания при передаче его по гигабитному соединению через UTP- кабель.
В случае, когда потоки данных не превышают возможности соединения 10/100 Мбит/с, соединение на скорости 1 Гбит/с для проекта всё равно предпочтительнее, у оборудования, работающего на этой скорости, улучшаются многие показатели:
-
Благодаря использованию более мощных CPU возрастает скорость коммутационной матрицы (измеряется в Гбит/с) и количество переданных пакетов в секунду (измеряется в Mpps), снижаются риски буферизаций, уменьшается время доставки пакетов.
Устройства, работающие на гигабитном уровне скорости, имеют объем оперативной памяти (ОЗУ) выше, чем 100 мегабитные устройства, иными словами, имеют увеличенный объем буфера приходящих/уходящих IP-пакетов (принцип Store and Forward). Данный параметр особенно важен при увеличении разрешающей способности IP-камер (при увеличении размеров опорных кадров).
Задержки на передачу пакета через внутреннюю коммутационную матрицу гигабитного сетевого устройства в 3-5 раз ниже, чем у мегабитных устройств.
Задержка межпакетного интервала пересылки IP-пакетов (IPG) гигабитной спецификации IEEE802.3ab снижена в 10 раз (до теоретической 0,1 микросекунды) по сравнению с 100-мегабитной IEEE802.3u.
Согласно гигабитной спецификации IEEE802.3ab задержка межпакетного интервала пересылки IP-пакетов (IPG) снижена в 10 раз (до теоретической 0,1 микросекунды) по сравнению с 100-мегабитной IEEE802.3u.
Применение грозозащиты
PoE-коммутатор является единым блоком питания для всех подключенных к нему оконечных устройств, поэтому необходимо помнить, что в случае поражения молнией одной из уличных IP-камер разряд может вывести из строя не только PoE-коммутатор, но и все подключенные к нему IP-камеры, таким образом, необходимо обязательно использовать в проекте грозозащиту, например, такую как CO-PL-P407.
Соотношение «цена-качество»
Не стоит пытаться сэкономить на разделе коммутации. Низкая цена должна насторожить: например, если в проекте предлагается использовать гигабитный 8-портовый коммутатор (450 руб.) или PoE-инжектор с описанием «до 70 Вт» (800 руб.), то возникают сомнения в “уровне”, используемых в данных устройствах комплектующих, или в качестве сборки коммутационных устройств.
При использовании более качественных устройств, их стоимость может вырасти вдвое, но для всего проекта излишняя экономия может нанести значительный вред объекту.
Резервирование
Резервировать нужно всё и всегда. К серверам желательно добавить дополнительный сервер для оперативного перехватывания потоков. При расстановке камер необходимо заложить взаимные видимые зоны обзора, количество PoE-коммутаторов рассчитать так, чтобы при выходе из строя одного из них, можно было временно коммутировать IP-камеры на остальные, и, конечно же, нужно резервировать линии связи.
Рекомендации по выбору кабеля для построения линии с функцией PoE
При кажущейся простоте выбор “правильного” кабеля при проектировании сетевых линий с функциями PoE имеет большое значение.
Необходимо закладывать в проект только качественный UTP/FTP/STP кабель, соответствующий всем рекомендованным характеристикам для построения линий с PoE-питанием.
По своему строению сетевой кабель разделяется на:
Существуют несколько типов использования в PoE соединении пар проводников стандартного четырёхпарного сетевого кабеля:
Требования к категории кабеля
Кабель классифицируется по эффективной скорости передачи т.е. по полосе пропускания. Для реализации в проектах линий с функцией PoE кабель должен соответствовать категории (cat) не ниже Cat5e.
Рекомендованные категории кабелей:
Требования к характеристикам кабеля при построении PoE-линий
Помимо стандартов Cat существует огромное количество важных физических характеристик кабеля для корректного построения линий.
Рекомендации к параметрам кабеля таковы:
-
Использовать только кабель с одножильными проводниками из меди.
Использовать только четырёхпарный кабель. Не допускается разбивать кабель на несколько. Например, два двухпарных или четыре однопарных.
Сечение жилы проводника должно быть не менее 24AWG (0.51 мм).
Сопротивление жилы кабеля 9,38 Ом/100 м и ниже. Сопротивление проводника приводит к существенному падению возможной мощности питания. Например, на 100-метровой линии кабеля с жилами сечения 0,51 мм – при стандарте IEEE 802.3af (мощность до 15,4 Вт) до питаемого устройства дойдет не более 13 Вт, а при стандарте IEEE 802.3at (мощность до 30 Вт) — не более 24 Вт. Это означает, что при закладывании в проект линий PoE и при высоких требованиях к мощности питаемых устройств, необходимо закладывать в проект кабель 23AWG или 22AWG при категории Cat.6 и выше.
Требования к эксплуатации коммутационного оборудования с функцией PoE
Конечно, проектировщик не может учесть всех условий эксплуатации, однако многих проблем эксплуатации объекта можно избежать уже на стадии подготовки проекта.
Таким образом, обязательные действия проектировщика заключаются в следующем:
-
Добавить в проект защиту питания PoE-коммутаторов, что позволит уберечь коммутационное оборудование от скачков напряжения. Как показывает практика, блоки питания PoE, встроенные в коммутаторы, довольно чувствительны к сбоям питания 220 В.
Учитывать, что каждое питающее устройство может (но не обязательно) снижать свой бюджет мощности на 10% за год использования. Причем это правило относится и к блокам питания, применяемым в компьютерной технике, и к блокам питания, используемым в CCTV. Необходимо понимать, что PoE-возможности в составе сетевого коммутатора, по сути, являются дополнительным блоком питания постоянного напряжения (DC), и у этого блока зачастую те же проблемы – перегревы, проседания, поломки.
Добавить в проект грозозащиту, что позволит избежать выхода из строя PoE-коммутаторов и всех подключенных к нему IP-камер.
Разместить PoE-коммутаторы в специальных кондиционируемых помещениях или шкафах с терморегуляцией, это позволит избежать поломок вследствие перегрева. На практике, коммутатор с функцией PoE довольно чувствителен к повышенной температуре окружающей среды. Например, при температуре +45°С обычный сетевой коммутатор еще способен успешно функционировать, но коммутатор с функцией PoE вполне может выйти из строя. Причем, чем выше бюджет потребляемой мощности, тем жестче должны быть требования к температурному режиму в помещении.
Учитывать, что UTP-кабель, использующийся для PoE-соединения, чувствителен к воздействию прямых солнечных лучей. Например, кабель, открыто проложенный вдоль линии окон, при попадании на него солнечных лучей вполне может прогреться до +50°С и выше. Исходя из того, что по нему может проходить ток до 0,5А при 48-57 В постоянного напряжения, повышение сопротивления нагретого участка ожидаемо увеличит потери мощности. Важно не допускать в проекте наличия открытых участков, что часто происходит с сетевым кабелем в помещении, и добавлять в проект гофрошланги.
Питающее устройство подаёт напряжение 1,9-5 В при частоте 500 Гц, и если входное сопротивление составляет более 1980 кОм, то питание с линии снимается.
Вся процедура согласования устройств занимает не более 0,5 с.
В случае если питающее оборудование определит перегрузку тока, потребляемого оконечным устройством, напряжение будет снято с кабеля в течение 0,5 с.
Основные принципы подбора коммутационного оборудования с функцией PoE
На практике расходы на коммутационное PoE-оборудование закладываются менеджером проекта, что называется, «на сдачу». Но опыт показывает, что в подавляющем большинстве случаев проблемы в реализации проектов возникают не в камерах или регистраторах, а как раз в части питания и коммутации.
Соблюдение основных принципов расчета проектов поможет избежать совершения ошибок при использовании технологии PoE.
Правильный расчет мощности питания
Расчет питания PoE необходимо проводить уже на этапе проектирования, т.к. ошибки или неправильные допущения при расчете мощности питания приводят к большим сложностям в реализации проекта.
Необходимые шаги при расчете питания PoE:
-
Изучить спецификацию устройств питающихся по PoE , а так же устройств, подающих PoE-питание. Например, если в спецификации на IP-камеру указан поддерживаемый тип PoE – IEEE 802.3at, то необходимо подбирать PoE-коммутатор или инжектор, поддерживающий данный стандарт.
-
с 1 по 2 порт – до 30 Вт каждый
Это означает, что необходимо уже на стадии расчета проекта четко представлять, какая нагрузка по мощности питания может быть передана от конкретного порта PoE-коммутатора к оконечному устройству.
Ограничение протяженности линий PoE
Несмотря на то, что в спецификациях технологии PoE указано о возможности использовать передающие линии длиной до 100 метров, при расчете проекта необходимо уходить от максимальных значений.
-
На практике не стоит закладывать линию с PoE-питанием длиной более 85 метров, нивелировав таким образом влияние многих факторов, неизвестных проектировщику при расчете, например: силовые наводки, перегибы, неравномерные характеристики кабеля и прочее.
Если не менее 10% длины линии составляют изгибы, например монтажные отводы кабеля и проводка кабеля в серверной комнате, надо считать корректной линию длиной не более 75 метров.
Не стоит забывать о том, что характеристики кабеля, такие как: частотная характеристика, металл проводника, сечение проводника, изоляция и, в конечном итоге, качество производства — имеют решающее значение для определения рабочей длины линии с PoE.
Гигабитные решения
При расчете проекта IP-видеонаблюдения лучше отдавать предпочтение гигабитным решениям. Дело в том, что главная задача промежуточных сетевых устройств — «не испортить» видеопотоки от оконечных устройств (IP-камеры) при доставке к устройствам регистрации (NVR- или IP-сервер).
Решения, использующие стандарты PoE, вполне совместимы с гигабитными соединениями. Как известно, стандарт IEEE802.3ab (в описаниях как 1000BASE-T или 10/100/1000) использует для передачи все 4 пары кабеля UTP. Современное PoE-оборудование, совместимое с выше перечисленными стандартами, не снижает качество питания при передаче его по гигабитному соединению через UTP- кабель.
В случае, когда потоки данных не превышают возможности соединения 10/100 Мбит/с, соединение на скорости 1 Гбит/с для проекта всё равно предпочтительнее, у оборудования, работающего на этой скорости, улучшаются многие показатели:
-
Благодаря использованию более мощных CPU возрастает скорость коммутационной матрицы (измеряется в Гбит/с) и количество переданных пакетов в секунду (измеряется в Mpps), снижаются риски буферизаций, уменьшается время доставки пакетов.
Устройства, работающие на гигабитном уровне скорости, имеют объем оперативной памяти (ОЗУ) выше, чем 100 мегабитные устройства, иными словами, имеют увеличенный объем буфера приходящих/уходящих IP-пакетов (принцип Store and Forward). Данный параметр особенно важен при увеличении разрешающей способности IP-камер (при увеличении размеров опорных кадров).
Задержки на передачу пакета через внутреннюю коммутационную матрицу гигабитного сетевого устройства в 3-5 раз ниже, чем у мегабитных устройств.
Задержка межпакетного интервала пересылки IP-пакетов (IPG) гигабитной спецификации IEEE802.3ab снижена в 10 раз (до теоретической 0,1 микросекунды) по сравнению с 100-мегабитной IEEE802.3u.
Согласно гигабитной спецификации IEEE802.3ab задержка межпакетного интервала пересылки IP-пакетов (IPG) снижена в 10 раз (до теоретической 0,1 микросекунды) по сравнению с 100-мегабитной IEEE802.3u.
Применение грозозащиты
PoE-коммутатор является единым блоком питания для всех подключенных к нему оконечных устройств, поэтому необходимо помнить, что в случае поражения молнией одной из уличных IP-камер разряд может вывести из строя не только PoE-коммутатор, но и все подключенные к нему IP-камеры, таким образом, необходимо обязательно использовать в проекте грозозащиту, например, такую как CO-PL-P407.
Соотношение «цена-качество»
Не стоит пытаться сэкономить на разделе коммутации. Низкая цена должна насторожить: например, если в проекте предлагается использовать гигабитный 8-портовый коммутатор (450 руб.) или PoE-инжектор с описанием «до 70 Вт» (800 руб.), то возникают сомнения в “уровне”, используемых в данных устройствах комплектующих, или в качестве сборки коммутационных устройств.
При использовании более качественных устройств, их стоимость может вырасти вдвое, но для всего проекта излишняя экономия может нанести значительный вред объекту.
Резервирование
Резервировать нужно всё и всегда. К серверам желательно добавить дополнительный сервер для оперативного перехватывания потоков. При расстановке камер необходимо заложить взаимные видимые зоны обзора, количество PoE-коммутаторов рассчитать так, чтобы при выходе из строя одного из них, можно было временно коммутировать IP-камеры на остальные, и, конечно же, нужно резервировать линии связи.
Рекомендации по выбору кабеля для построения линии с функцией PoE
При кажущейся простоте выбор “правильного” кабеля при проектировании сетевых линий с функциями PoE имеет большое значение.
Необходимо закладывать в проект только качественный UTP/FTP/STP кабель, соответствующий всем рекомендованным характеристикам для построения линий с PoE-питанием.
По своему строению сетевой кабель разделяется на:
Существуют несколько типов использования в PoE соединении пар проводников стандартного четырёхпарного сетевого кабеля:
Требования к категории кабеля
Кабель классифицируется по эффективной скорости передачи т.е. по полосе пропускания. Для реализации в проектах линий с функцией PoE кабель должен соответствовать категории (cat) не ниже Cat5e.
Рекомендованные категории кабелей:
Требования к характеристикам кабеля при построении PoE-линий
Помимо стандартов Cat существует огромное количество важных физических характеристик кабеля для корректного построения линий.
Рекомендации к параметрам кабеля таковы:
-
Использовать только кабель с одножильными проводниками из меди.
Использовать только четырёхпарный кабель. Не допускается разбивать кабель на несколько. Например, два двухпарных или четыре однопарных.
Сечение жилы проводника должно быть не менее 24AWG (0.51 мм).
Сопротивление жилы кабеля 9,38 Ом/100 м и ниже. Сопротивление проводника приводит к существенному падению возможной мощности питания. Например, на 100-метровой линии кабеля с жилами сечения 0,51 мм – при стандарте IEEE 802.3af (мощность до 15,4 Вт) до питаемого устройства дойдет не более 13 Вт, а при стандарте IEEE 802.3at (мощность до 30 Вт) — не более 24 Вт. Это означает, что при закладывании в проект линий PoE и при высоких требованиях к мощности питаемых устройств, необходимо закладывать в проект кабель 23AWG или 22AWG при категории Cat.6 и выше.
Требования к эксплуатации коммутационного оборудования с функцией PoE
Конечно, проектировщик не может учесть всех условий эксплуатации, однако многих проблем эксплуатации объекта можно избежать уже на стадии подготовки проекта.
Таким образом, обязательные действия проектировщика заключаются в следующем:
-
Добавить в проект защиту питания PoE-коммутаторов, что позволит уберечь коммутационное оборудование от скачков напряжения. Как показывает практика, блоки питания PoE, встроенные в коммутаторы, довольно чувствительны к сбоям питания 220 В.
Учитывать, что каждое питающее устройство может (но не обязательно) снижать свой бюджет мощности на 10% за год использования. Причем это правило относится и к блокам питания, применяемым в компьютерной технике, и к блокам питания, используемым в CCTV. Необходимо понимать, что PoE-возможности в составе сетевого коммутатора, по сути, являются дополнительным блоком питания постоянного напряжения (DC), и у этого блока зачастую те же проблемы – перегревы, проседания, поломки.
Добавить в проект грозозащиту, что позволит избежать выхода из строя PoE-коммутаторов и всех подключенных к нему IP-камер.
Разместить PoE-коммутаторы в специальных кондиционируемых помещениях или шкафах с терморегуляцией, это позволит избежать поломок вследствие перегрева. На практике, коммутатор с функцией PoE довольно чувствителен к повышенной температуре окружающей среды. Например, при температуре +45°С обычный сетевой коммутатор еще способен успешно функционировать, но коммутатор с функцией PoE вполне может выйти из строя. Причем, чем выше бюджет потребляемой мощности, тем жестче должны быть требования к температурному режиму в помещении.
Учитывать, что UTP-кабель, использующийся для PoE-соединения, чувствителен к воздействию прямых солнечных лучей. Например, кабель, открыто проложенный вдоль линии окон, при попадании на него солнечных лучей вполне может прогреться до +50°С и выше. Исходя из того, что по нему может проходить ток до 0,5А при 48-57 В постоянного напряжения, повышение сопротивления нагретого участка ожидаемо увеличит потери мощности. Важно не допускать в проекте наличия открытых участков, что часто происходит с сетевым кабелем в помещении, и добавлять в проект гофрошланги.
Инжектор питания PoE – что это такое, кому и зачем нужно?
Продолжаем углубляться в особенности сетевого оборудования и на этот раз остановимся на инжекторах питания PoE. Расскажем, что это такое, когда и зачем они нужны и какую проблему решают. Но для начала стоит поговорить о том, что это вообще за технология.
В чем суть?
PoE (Power over Ethernet) – это, как несложно понять из названия, технология передачи питания по стандартному «интернет-кабелю», то есть, по витой паре. При этом используются «дополнительные» жилы, незадействованные для передачи данных.
Главная проблема, которую решает технология – прокладка кабелей к удаленным устройствам, в особенности к расположенным на улице, где нет обычной бытовой розетки. Чаще всего она используется в системах видеонаблюдения, точках доступа и IP-телефонии. При этом наличие дополнительной «питающей» линии на качество сигнала никак не влияет, но полноценно раскрывает потенциал кабеля, часть жил в котором при обычном подключении остается незадействованной.
Более того, принцип работы PoE достаточно «умен». Питающее устройство, в роли которого выступает маршрутизатор или коммутатор с поддержкой технологии, действует не «в слепую», а выполняет серию проверок:
И еще один важный момент – стандартизация. В настоящий момент существует 3 стандарта PoE:
Если не вдаваться в тонкости, то ключевое различие между ними – максимальная сила тока. Коммутаторы/маршрутизаторы, соответствующие более новым стандартам, способны питать более мощное оборудование. Кабель при этом используется всегда одинаковый – стандартная 8-жильная витая пара, меняется лишь распиновка питающих жил.
Альтернатива
К ответу на заглавный вопрос мы приблизились вплотную, но перед этим нужно рассказать про альтернативный вариант, так называемый Passive PoE. Изначально предполагается, что оба устройства и то, что подает питание, и которое принимает, имеют поддержку Power over Ethernet. Однако в отдельных случаях у одной из сторон ее может и не быть, а значит, «договориться» оборудование друг с другом не сможет. Здесь-то и используется «пассивное» PoE, в рамках которого этапы классификации и согласования напряжений просто пропускаются. Кроме того, в дополнение к нему в общую систему включаются вспомогательные устройства, в том числе и вынесенный в заголовок инжектор питания PoE.
Что это?
Инжектор питания – это отдельное устройство, позволяющее подключить к коммутатору, не имеющему поддержку PoE, камеру в которой отсутствует отдельный разъем для питания. Оно представляет собой модуль, куда подключается витая пара, и отдельный блок питания. Таки образом на выходящий из него Ethernet-кабель будет подаваться питание для камеры.
Инжектор может быть активным и пассивным. В первом случае узел берет на себя все необходимые проверки и «договаривается» с потребителем вместо коммутатора. Во втором – просто подает постоянный ток 12, 24 или 48В. Самые простые устройства оснащаются одним портом, более технологичные и «умные» – несколькими.
Существует и противоположный случай, когда устройство-потребитель не поддерживает Power over Ethernet. Например, если система видеонаблюдения начала постепенно модернизироваться и был заменен центральный коммутатор, который временно нужно использовать со старыми камерами. Эту проблему решает недорогой PoE-сплиттер – модуль, который разделяет линию данных и питание на, соответственно, витую пару и кабель питания.
В обоих случаях, используя пассивное оборудование, нужно убедиться, что напряжение и сила тока, выдаваемые инжектором или сплиттером, соответствуют допустимым значениям потребителя. Иначе он просто «сгорит».