POE網路攝像機引領網路視頻監控市場未來

一、POE的概念

POE(Power Over Ethernet)技術指的是在現有的乙太網雙絞線佈線基礎架構不作任何改動的情況下，在為一些基於IP的終端（如IP電話機、無線局域網接入點AP、網路攝像機等）傳輸資料信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術。

POE標準為使用乙太網的傳輸電纜輸送直流電到POE相容的設備定義了兩種方法：一種稱作“中間跨接法”( Mid -Span ),使用乙太網電纜中沒有被使用的空閒線對來傳輸直流電,相應的Endpoint PSE支援POE功能的乙太網交換機、路由器、集線器或其他網路交換設備。另一種方法是“末端跨接法”(End-Span),是在傳輸資料所用的芯線上同時傳輸直流電,其輸電採用與乙太網資料信號不同的頻率。Mid-span PSE是一個專門的電源管理設備,通常和交換機放在一起。它對應每個埠有兩個RJ45插孔,一個用短線連接至交換機,另一個連接遠端設備。可以預見,End-Span會迅速得到推廣,這是由於乙太網資料與輸電採用公用線對,因而省去了需要設置獨立輸電的專用線,這對於僅有8芯的電纜和相配套的標準RJ-45插座意義特別重大。

二、POE供電的工作過程

當在一個網路中佈置 PSE供電端設備時,POE乙太網供電工作過程如下所示：

檢測：一開始,PSE設備在埠輸出很小的電壓,直到其檢測到線纜終端的連接為一個支援IEEE 802.3af標準的受電端設備。

PD端設備分類：當檢測到受電端設備PD之後,PSE設備可能會為PD設備進行分類,並且評估此PD設備所需的功率損耗。

開始供電：在一個可配置時間(一般小於15μs)的啟動期內,PSE設備開始從低電壓向PD設備供電,直至提供48V的直流電源。

供電：為PD設備提供穩定可靠48V的直流電,滿足PD設備不越過 15.4W的功率消耗。

斷電：若PD設備從網路上斷開時,PSE就會快速地(一般在300～400ms之內)停止為PD設備供電,並重複檢測過程以檢測線纜的終端是否連接PD設備。

一個完整的POE系統包括供電端設備(PSE, Power Sourcing Equipment)和受電端設備(PD, Power Device)兩部分。PSE設備是為乙太網用戶端設備供電的設備,同時也是整個POE乙太網供電過程的管理者。而PD設備是接受供電的PSE負載,即POE系統的用戶端網路攝像機。

三、POE的傳輸模式
標準的五類網線進行資料傳輸時有四對雙絞線,但是普通的網路攝像機在l0M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的兩對。IEEE802.3af允許兩種用法,應用空閒腳供電時,4、5腳連接為正極,7、8腳連接為負極。應用資料腳供電時,將DC電源加在傳輸變壓器的中點,不影響資料的傳輸。在這種方式下線對1、2和線對3、6可以為任意極性。802.3af標準不允許同時應用以上兩種情況。電源提供設備PSE只能提供一種用法,但是電源應用設備PD必須能夠同時適應兩種情況。該標準規定供電電源通常是48V、13W的。PD設備提供48V到低電壓的轉換是較容易的,但同時應有1500V的絕緣安全電壓。

四、POE交換機和受電模組
POE的交換機是指在交換機上集成PSE供電端設備，PSE設備在埠輸出很小的電壓,直到其檢測到線纜終端的連接為一個支援IEEE 802.3af標準的受電端設備，根據受電設備輸出相應的電壓。

POE的受電模組是將乙太網路供電(POE)的受電裝置(PD)所需的偵測介面回路(IEEE 802.3af interface)及DC/DC Converter整合至單一包裝模組，支援功率識別電路(classification，Ag8000/8100)，讓局端供電裝置遞送適當的功率需求, 提升整體系統的功率消耗效能。
POE網路攝像機引領網路視頻監控市場未來

一、POE的概念

POE(Power Over Ethernet)技術指的是在現有的乙太網雙絞線佈線基礎架構不作任何改動的情況下，在為一些基於IP的終端（如IP電話機、無線局域網接入點AP、網路攝像機等）傳輸資料信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術。

POE標準為使用乙太網的傳輸電纜輸送直流電到POE相容的設備定義了兩種方法：一種稱作“中間跨接法”( Mid -Span ),使用乙太網電纜中沒有被使用的空閒線對來傳輸直流電,相應的Endpoint PSE支援POE功能的乙太網交換機、路由器、集線器或其他網路交換設備。另一種方法是“末端跨接法”(End-Span),是在傳輸資料所用的芯線上同時傳輸直流電,其輸電採用與乙太網資料信號不同的頻率。Mid-span PSE是一個專門的電源管理設備,通常和交換機放在一起。它對應每個埠有兩個RJ45插孔,一個用短線連接至交換機,另一個連接遠端設備。可以預見,End-Span會迅速得到推廣,這是由於乙太網資料與輸電採用公用線對,因而省去了需要設置獨立輸電的專用線,這對於僅有8芯的電纜和相配套的標準RJ-45插座意義特別重大。

二、POE供電的工作過程

當在一個網路中佈置 PSE供電端設備時,POE乙太網供電工作過程如下所示：

檢測：一開始,PSE設備在埠輸出很小的電壓,直到其檢測到線纜終端的連接為一個支援IEEE 802.3af標準的受電端設備。

PD端設備分類：當檢測到受電端設備PD之後,PSE設備可能會為PD設備進行分類,並且評估此PD設備所需的功率損耗。

開始供電：在一個可配置時間(一般小於15μs)的啟動期內,PSE設備開始從低電壓向PD設備供電,直至提供48V的直流電源。

供電：為PD設備提供穩定可靠48V的直流電,滿足PD設備不越過 15.4W的功率消耗。

斷電：若PD設備從網路上斷開時,PSE就會快速地(一般在300～400ms之內)停止為PD設備供電,並重複檢測過程以檢測線纜的終端是否連接PD設備。

一個完整的POE系統包括供電端設備(PSE, Power Sourcing Equipment)和受電端設備(PD, Power Device)兩部分。PSE設備是為乙太網用戶端設備供電的設備,同時也是整個POE乙太網供電過程的管理者。而PD設備是接受供電的PSE負載,即POE系統的用戶端網路攝像機。

三、POE的傳輸模式
標準的五類網線進行資料傳輸時有四對雙絞線,但是普通的網路攝像機在l0M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的兩對。IEEE802.3af允許兩種用法,應用空閒腳供電時,4、5腳連接為正極,7、8腳連接為負極。應用資料腳供電時,將DC電源加在傳輸變壓器的中點,不影響資料的傳輸。在這種方式下線對1、2和線對3、6可以為任意極性。802.3af標準不允許同時應用以上兩種情況。電源提供設備PSE只能提供一種用法,但是電源應用設備PD必須能夠同時適應兩種情況。該標準規定供電電源通常是48V、13W的。PD設備提供48V到低電壓的轉換是較容易的,但同時應有1500V的絕緣安全電壓。

四、POE交換機和受電模組
POE的交換機是指在交換機上集成PSE供電端設備，PSE設備在埠輸出很小的電壓,直到其檢測到線纜終端的連接為一個支援IEEE 802.3af標準的受電端設備，根據受電設備輸出相應的電壓。

POE的受電模組是將乙太網路供電(POE)的受電裝置(PD)所需的偵測介面回路(IEEE 802.3af interface)及DC/DC Converter整合至單一包裝模組，支援功率識別電路(classification，Ag8000/8100)，讓局端供電裝置遞送適當的功率需求, 提升整體系統的功率消耗效能。

五、POE網路攝像機
POE網路攝像機就是利用POE技術來實現網路視頻監控的網路攝像機，它擁有POE受電設備端的功能，利用乙太網供電的供電端設備（PSE）提供的直流電,通過雙絞線傳輸至受電端（PD）。跟普通網路攝像機相比，POE網路攝像機具有以下優點：除了從乙太網電纜為連接設備提供通用供電支援外，POE降低了投資開支，從而降低了在統一IP基礎設施中整合入上電設備的總部署成本。POE免除了為終端設備安裝牆壁電源連接的需要，因而降低了與支援終端設備相關的電源插座成本。它還可在部署本地交流電源較為困難的場所安裝網路連接設備，從而提供了更大的靈活性。我們在實際運用中也可以將POE 網路攝像機中的受電端從攝像機中剝離出來，分成普通的網路攝像機加POE適配器。前端同樣有提供POE供電的乙太網交換機，後端配置POE適配器，適配器將雙絞線傳輸過來的直流電源轉換給網路攝像機，提供網路攝像機的工作電源。因為受電模組具有支援功率識別電路的功能，在我們使用UPS供電的時候，節能的優點體現的更加明顯。

六、工程中應用POE網路攝像機與普通網路攝像機的對比

七、POE網路視頻監控的發展趨勢
現在，IEEE 802.3乙太網供電研究小組正在致力於制訂性能更高的標準，以提高結構化佈線系統為設備供電的靈活性和設備管理能力。
進一步提高通道的供電能力，將功率由現在的12.95W提高到30W，這將會支援更多的設備，如含有全方位雲台、變焦鏡頭的攝像機；
儘量擴展電源級別，以包含高能耗的設備；力爭在使用橋接供電設備的情況下實現1000Base-T；研究對10Gbase-T標準的支援和電纜溫度對系統的影響；
保證新標準對IEEE 802.3af標準的向下相容能力。
POE技術將網路攝像機部署靈活、擴展方便的優勢發揮到了極致，隨著POE技術的發展，能提供電源的功率將更強大，信號傳輸帶寬更高，網路視頻監控將以POE供電方式為主流。